泛在电力物联网感知层总体架构研究

泛在电力物联网从架构上可分成感知层、网络层、平台层、应用层4个层次,感知层是构建泛在电力物联网的重要基础。通过研究泛在电力物联网业务需求,分析了业务流到数据流的映射机制,并从横向、纵向2个维度提出与泛在电力物联网应用层协同规划的感知层总体架构,提出感知层的技术原则和建设模式。为泛在电力物联网的研究与建设提供了重要的理论支撑和实践依据,为下一步示范工程的设计与建设提供了重要的指导作用。     

冰蓄冷空调系统在实际工程中的应用

介绍了冰蓄冷空调系统在实际工程中的应用。在本工程中，对于24小时连续使用的部分按常规空调系统设计；对于间歇使用的部分，采用双工况冷水机组和冰球蓄冷方式，并在各种运行模式中灵活转换。并且进行了经济性分析，认为在电力部门给予一定的优惠政策的条件下，可以选用冰蓄冷系统。     

基于IFC的输变电工程三维数字化管理平台研究

以面向服务的设计为理念,基于IFC标准和三维地理空间信息平台的集成应用思想和技术方法进行数字化平台架构设计,构建基于B/S网络架构的3DGIS+BIM数字化电力设施信息平台。该平台采用了3DGIS+BIM的尖端的无缝与信息无损集成技术,具有良好的可视化效果、便捷的可操作性和强大的数据管理能力,能够为工程的设计、施工、运维的数字化建设提供坚实的系统平台支撑。通过试点工程应用实践表明,该平台的研究成果为智能电网建设领域提供了新的理论和应用平台,真正实现了3DGIS+BIM的无缝与信息无损集成,以及从全球到局部、从地面到地下、从三维地形到三维建筑、从室外到室内、从静态目标到动态目标、从单项目管理到多项目管理、从单系统应用到多系统综合集成应用,具有广泛的应用价值。     

基于异步非阻塞框架的电力物联网通信技术

针对传统阻塞式通信技术在电力物联网硬件资源受限的条件下难以实现可靠高效通信的问题,文章提出基于异步非阻塞框架的电力物联网通信技术。首先,根据异步非阻塞技术原理,基于Rust语言异步编程方法和Tokio异步框架,设计异步非阻塞通信框架,包括客户端连接、服务端连接与监听以及非阻塞的网络数据读写方式等。然后以当前电力远动通信领域中应用最为广泛的IEC 104规约为例,设计其异步非阻塞通信实现方式。最后,对基于异步非阻塞框架实现的通信软件进行一致性测试和性能测试,将测试结果与传统阻塞式通信实现方式对比分析,并通过实际工业园区电力物联网工程应用验证所提技术的有效性和高效性。     

基于云服务的水库调度自动化系统优化改造与升级

针对目前珊溪水利枢纽工程水库调度自动化系统运行过程中存在的系统接线复杂、可靠性低、调度风险较高等缺陷,对其进行优化改造与升级。在改造过程中采用先进的构架,结合硬件设备部分升级替换、系统平台软件优化、高级应用软件的开发应用、物联网、移动互联网、云计算、大数据、微信平台等信息技术,使系统的先进性、安全性、稳定性、实时性和准确性等大幅提升。试运行检验表明,优化改造后系统满足了珊溪水利枢纽工程水库调度的现代化和自动化要求,也为同类水利枢纽工程的自动化系统升级与改造提供了借鉴。     

湖南电力SG186工程营销业务应用推广实施方案

湖南电力SG186营销业务应用系统是SG186工程在湖南推广实施的一部分.为了保证系统在湖南的顺利实施,在满足国家电网标设的前提下,继承原营销系统的优点、摒弃其缺点,实施中采用了实时业务处理应用与报表统计查询应用平台环境相分离的方式以提高系统性能,并灵活运用集群技术确保了系统稳定运行.系统上线后,有力支撑了湖南电力营销...     

基于物联网的智能电网在线监测技术

为保障智能电网安全稳定运行,本文提出了一种基于物联网的智能电网在线监测技术,在智能电网监控平台结构框架分析的基础上,探讨了智能电网在线监测系统构建中物联网技术的应用思路,确定了监测方式,并从功能界面设计、系统运用测试两个方面展开了基于物联网的智能电网在线监测系统设计与实现探讨,验证了此种物联网技术在智能电网在线监测系统中的运行成效。     

基于CFX仿真的某型增压器涡轮规格化分析

针对增压器匹配柴油机选型困难的问题，以某A型混流涡轮增压器为研究对象，运用 CFX 仿真软件对不同子午线高度、不同喷嘴环喉口面积的涡轮流量和效率进行仿真分析。分析结果表明：当涡轮流量改变量较小时，可采用改变喷嘴环喉口面积的方式，涡轮流量与喷嘴环喉口面积成正比；当涡轮流量改变量较大时，可采用改变涡轮子午线高度的方式，涡轮流量随子午线高度降低而减小。研究成果可为增压器配机选型及系列化设计提供参考，具有一定的工程应用价值。     

嘉兴市智慧水利平台设计与应用

针对嘉兴市现有的水利基础信息采集范围有限、内容不全面、数据资源共享机制不健全、跨层级跨部门的业务协同不足,以及业务应用智能化程度不高等问题,搭建了智慧水利平台。该平台遵循了水利部智慧水利的顶层设计,利用物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术,集成了水管理平台、智慧水利大脑、水灾害防御决策支持系统和杭嘉湖南排工程数字化运行系统4大功能模块,实现了水利业务精细化管理水平和社会化服务水平的全面提升。实际应用表明,平台在水灾害的监测、预测、预演和预案等关键环节起到了重要的支撑作用。该研究也为各地区数字水利向智慧水利转型的方案设计提供了重要借鉴。     

土石坝工程运行期BIM与GIS融合管控平台研发

针对土石坝工程运行期海量监测数据异构、数据整合分析困难、管理效率低下等问题,提出以BIM与GIS融合应用为核心的解决方法,同时搭建运行期物联网感知体系,利用Socket技术,实现监测数据的实时传输。基于此,研发了土石坝工程运行期BIM与GIS融合管控平台,打通了多维业务数据与BIM模型的数据壁垒,实现了数据的对象级管理和整合分析,同时针对数字化移交、监测信息管理、安全分析预警等进行全方位三维可视化管控,促进了土石坝工程运行期的精益管理。实例应用结果表明,BIM与GIS融合管控平台解决了土石坝工程运行期管理过程中可视化程度低、数据信息整合困难的问题,为土石坝工程运行管控提供了一种新方法。     

300 MW海上风电场电气主接线设计

结合我国海上风电场项目的典型条件,对一个装机容量为300 MW,通过交流220 kV线路接入电网的海上风电场的电气主接线方案进行了探讨,提出了海上升压站和高压海底电缆的电压选择方案,集电线路的拓扑布局和集电开关配置方案,主变压器的台数、容量和型式选择方案以及无功补偿的配置方案。对海上风电场电气设计的主要问题提出了建议,为海上风电场电气设计提供了参考。     

基于IPK的电力卫星物联网安全接入研究

电力卫星物联网刚刚起步,对于安全接入的保障还有待提高.文章以标识公钥为基础,结合电力卫星物联网的工作特点,提出了一种基于标志公钥的电力卫星物联网边缘安全接入机制.采用轻量级标识密钥体系来实现电力卫星物联网的安全接入与安全防护,该种物联网安全接入实现机制具有去中心化,无需证书颁发机构证书认证,且低功耗,适用于无线低带宽网...     

集约式海上换流站电气应用技术研究

  目的  深远海大规模海上风电送出会选用大容量风机和66 kV集电系统,风机具备直接接入海上换流站的条件,从而可以取消海上升压站,实现集约式设计。针对集约式海上换流站需要关注的电气关键技术点开展初步研究。  方法  在现有海上风电柔性直流输电技术的基础上,通过研究集约式海上换流站的主回路拓扑结构、核心电气设备选择和平台布置方案优化,对电气关键技术点给出了切实可行的技术方案。  结果  随着海上风电66 kV集电系统的逐渐普及,集约式海上风电柔直送出将成为以后的主流设计方案。针对集约式海上换流站的电气关键技术点给出了具有指导意义的研究结论。  结论  集约式海上换流站相比传统海上换流站具有明显的技术优势,形成的研究结论可以为后续深远海大规模海上风电送出项目的方案设计和实施提供技术支持,具有很好的示范应用前景。     

Benchmarking parameters for remote electrochemical corrosion detection and monitoring of offshore wind turbine structures

The remote location and position of offshore wind turbine structures severely limits the application of in situ corrosion detection methods such as ultrasonic, acoustic emission, and X‐ray. A real‐time remote sensing (RTRS) technology can be implemented to provide autonomous detection and monitoring, providing exhaustive and detailed information on the corrosion process. Utilizing the concept of Internet of Things (IoT) through the integration with satellite and terrestrial communication network, iWindCr, a technology development project funded by the Innovate UK, aims to design a wireless sensor network (WSN) of smart miniaturized sensors for corrosion detection and monitoring of the offshore wind turbine structures. This paper discusses the rationale and challenges around the iWindCr WSN design, particularly in the development of a miniaturized system and in relation to the provision of power and power consumption. The later has led to the selection and the integration of the electrochemical analysis techniques, namely open circuit potential (OCP) and zero resistance ammeter (ZRA) on the sensor interface system. The verification of these techniques for the corrosion detection sensor has resulted in a database consisting of the corrosion parameter outputs or threshold values of metals specific to offshore wind turbine structures, in this case tower, foundation, and nacelle (gearbox). The database provides end‐users with the benchmark that can be used to detect physical changes during the course of corrosion or passive film damage. These parameters are incorporated in the user interface data analytic software, enabling the quantification of corrosion or film damage.     

社区型能源互联网下的虚拟电厂参与电力市场策略分析

  [目的]  为了减少风能和太阳能为代表的DERs产能间歇性、随机性、不可控的影响,以及参与电力市场竞争出现不利因素,提出了社区型能源互联网模型。  [方法]  考虑了由风电场、光伏电站和负荷组成的虚拟电厂(virtual power plant, VPP)集群所构成的社区型能源互联网模型,将单VPP进行互联,在满足单VPP内部供需平衡基础上,将盈余电量通过VPP集群进行博弈共享,最后与电力市场进行交易,实现逆向售电。  [结果]  模型实现了社区型能源互联网利益最大化目标,同时加上需求响应(demand response, DR)实现用户节约使用电费的目的。  [结论]  通过社区能源互联网示范工程,提出适合VPP运行策略模型,通过建立的收益在不同场景下验证发用电策略的可行性,为社区能源互联网的建设及交易指明方向。     

海外9H燃机项目数字化正向协同设计研究与应用

[目的]目前电力市场各投资方对火力发电项目的数字化和智能化的需求日益增大,尤其是海外项目对数字化设计的完整性、时效性提出了新的要求.因此如何整合现有平台和数据,形成一套有效的火力发电项目数字化协同设计实施方案,成为了电力设计企业面临的重要课题.[方法]以孟加拉Unique项目为应用对象,通过案例分析、需求分析、二次开发...     

新时代无人机电力巡检技术展望

  [目的]  人工智能、云计算、大数据、物联网、移动互联网等新一代信息技术正逐渐成为智能电网的强大引擎,同时极大推动无人机技术的创新和发展。结合电力巡检现状,从技术发展趋势和行业应用需求出发,展望未来无人机电力巡检的发展,以期为大数据与人工智能时代的无人机技术与电力巡检的深入融合提供理论和方法参考。  [方法]  在行业应用调研的基础上,面向无人机电力巡检的全业务流程,阐述了新一代信息技术在无人机电力巡检中的应用,展望了电力巡检的智能化趋势。  [结果]  研究表明:(1)飞行平台智能化,无人机与5G通讯紧密结合,逐步实现5G网联无人机由网联化、实时化向智能化发展;(2)巡检智能化,攻克无人机智能控制等系列技术瓶颈,研发部署网络化“固定/移动”无人机智慧机场,实现全天候、无人自主智能化巡检;(3)数据分析智能化,引入人工智能技术,不断优化模型,实现巡检数据快速、准确的智能化分析;(4)物联网、大数据、云计算深度融合,实现多维数据全融合,状态监测全覆盖,数据流和业务流的集成耦合,实现设备状态评价及趋势预测智能化。(5)综合应用新一代信息技术的优势,构建无人机电力巡检智能化运维体系和智能化管控平台,有效提升精益化管理水平,开创电力巡检新局面。  [结论]  未来“云”、“大”、“物”、“智”、“移”等新一代信息技术的快速发展将推动无人机遥感技术跨越式发展,同时也驱动电力行业迈入一个全新的智能化时代。     

海上风电机组塔架基础一体化设计

  [目的]  随着国家对于海上风电竞价上网指导意见的出台,降低开发成本的需求越来越迫切,急需通过技术创新降低成本。而海上塔架和基础的成本,显著影响着海上风电的平准化度电成本LCoE(Levelized Cost of Energy),直接决定着海上风电项目的竞争力。  [方法]  为了有效降低塔架基础的成本,文章提出了基于数字化云平台iDO(integrated Design Offshore)的一体化设计方法,对极端极限状态ULS工况下结构的静强度、疲劳极限状态FLS工况下结构的疲劳损伤进行了数值计算分析。为验证一体化设计方法在降低海上风电塔架基础成本的效果,文章针对两个实际工程项目,基于iDO云平台和传统分步迭代法SIA(Sequentially Iterated Approach)进行设计分析,对比ULS工况和FLS工况下的结构安全衡准指标。  [结果]  计算结果表明:ULS和FLS工况下,基于iDO云平台的一体化设计方法比SIA在结构强度、变形、疲劳损伤等指标有较大幅度下降,可显著优化塔架基础结构,降低结构重量,减小整个支撑结构成本,降低海上风电的LCoE。  [结论]  在实际海上风电工程项目应用中,基于iDO云平台的一体化设计方法可有效降低塔架基础结构成本,从而提高海上风电项目的竞争力,同时可对未来海上风电支撑结构优化设计提供借鉴。     

新型海上风电基础结构空间三维数值模拟研究

  [目的]  为迎对海上风电快速发展的趋势,亟需开发新型海上风电基础结构形式以满足大水深和深厚软基的设计需求。  [方法]  结合某海上风电工程基础设计为算例,以PLAXIS 3D大型有限元软件为平台,对一种新型大直径钢圆筒组合导管架风机基础结构进行空间三维弹塑性数值模型分析研究,采用合理可行的本构类型以及简化形式模拟风机基础的整体稳定性,考虑钢圆筒与土体之间的共同作用,分析风机基础的内力与位移;再用ANSYS软件建实体模型计算极限荷载工况下各构件的应力。  [结果]  研究结果表明:新型组合式风机基础内力和位移均可控,在理论上可适用于软基和深水区海上风电场建设。  [结论]  分析结果对今后新型海上风电基础结构的开发与研究具有一定的参考意义。     

基于边缘计算的电力智慧物联系统设计与实现

随着电力物联网的逐步推进,适应电网特征的边缘计算框架逐渐成为其中的关键技术。目前国家电网有限公司各专业信息系统存在感知信息不共享、未实现一次采集、难共享共用和智能管控等难题,迫切需要应用互联网思维和高效能边缘计算等技术手段,建设智慧物联体系。文章所述边缘计算框架立足于电力物联网边缘计算的功能需求,以国家电网有限公司电力物联网框架为基础,通过物模型、云边交互协议、规则引擎、智能生态等模块的设计,在边缘侧实现国网公司统一智慧物联体系“多元感知,多态接入,统一模型,统一物联”的目标。通过开展在功能性、非功能性、性能以及应用场景等方面的实验验证和试点建设,表明边缘计算框架在业务适配性和数据共享方面具有优势。