智能电网遏制不合理的配电需求

April 26, 2018 John Mello

如今的电网已不同以往。电网运营商需要解决新型“有源电网”日益增长的挑战。这种电网需要集成微电网、可再生能源、需求响应以及不仅消耗能源而且产生能源的客户(图 1)。在这个新的现实中,客户一直拥有低压配电网络发电和能源管理的能力。

图 1. 电网运营商面临传统控制系统无法应对的挑战。(资料来源:Indra)

新型有源电网需要现有系统和方法无法提供的可见性和控制水平。举例来说,SCADA 系统无法胜任运营商有效应对电网中低电压业务的需求。公用事业公司需要能够集成物联网、边缘智能和大数据技术的可扩展控制系统。运营商使用现有控制系统可以监控高电压层面的业务,但对占有很大比例且日益增多的低电压能源资产则束手无措。Indra 负责能源建模和控制系统的高级经理 Juan Prieto 说道:“这造成了很多干扰。时有变压器烧毁、电压失控的现象发生。公用事业公司却没有相应的监控和处置工具。”

公用事业需要一个统一的平台来整合和管理边缘的所有电网资产,管理物联网产生的大量信息,并实现未来的可扩展性。为顺应这一性需求,Indra 与英特尔联手推出面向电力供应商的 Indra Active Grid Management 套件 (AGM)— 参见图 2

图 2. Indra Active Grid Management 套件将开放式物联网架构与先进的分析功能相结合,可以有效监控和管理整个电网的各种能源资产。(资料来源:Indra)

Indra 平台将开放式架构与先进的分布式分析相结合,可监控和管理整个电网的各种能源资产。该解决方案可帮助客户:

  • 通过优化对整个电网的资产监控和管理来降低成本
  • 通过实时诊断和优化响应来改进电网可靠性
  • 提供各系统间实时信息交换,不受制造商制约
  • 全面掌控供所有监视和控制资源,同时避免供应商锁定和瓶颈
  • 通过借鉴从电网互操作性获得的见解、可扩展性和分析驱动的见解来实现新型使用案例

降低成本和碳排放

这种智能管理可以通过多种方式使电网运营商受益。运营商能够以更接近设计极限的方式来运营,充分发挥其资产的工作效率,从而降低成本。这使运营商能够从其电网中剔除额外容量。基于系统的优化信息处理,也可以通过改善维护管理来延长资产寿命。智能电网管理还可以降低碳排放。该系统可以顺利地将可替代能源(风能、太阳能等)整合到电网中。它还使得能源生产可以更靠近消耗地,不仅节省了输配电成本,还节省了支持更高输配电量所需消耗的化石燃料。

在边缘管理

inGRID AGM 的核心是基于英特尔凌动® 处理器的智能边缘节点。网关实时收集电网能源资产的信息,并对这些数据进行分析。Prieto 解释道:“因为具备边缘智能功能,所以不需要向运营商发送大量原始数据进行决策。您可以对这些数据进行过滤和分析,仅发送与运营商相关的信息供其参考。”

有关系统的信息可以通过 Indra 的总线架构在边缘节点、云端和传统操作技术系统之间共享。此类共享有助于监控、分析和资产优化。在云端,可以通过仪表板和报告的形式展现这些数据,反过来,又可以将其用于模拟资产变化或使用 Indra 的分析软件应用大数据分析。inGRID AGM 套件为运营商提供了大量优势。举例来说,Indra 的 iSpeed 总线可以提高各种供应商和协议的兼容性。此外,Indra 的监控门户还可以对所有电压水平执行集中化、实时电网资产监控,并生成早期预警。该套件还具有内置的假设分析工具,用于在执行更改前模拟更改,以及用于发现趋势并根据历史和实时信息预测结果的强大分析功能。而且,该套件可以处理多种使用案例,例如中低压监控、资产状况监控、分布式能源以及 DR 集成。Indra 的边缘节点还可以向资产(如电池)发布纠正性指令,使其能够“自我修复”,并自动配置资产以补偿故障资产或将电源重定向到最需要的地方。

与英特尔合作

芯片制造商 Indra 自 2015 年起与英特尔开展合作,并在处理物联网部署产生的大量数据方面取得了可圈可点的业绩。Prieto 说道:“一切都与电网信息处理有关。如果不能处理这些信息,就不能做出足够快速的反应。也就不能增加价值以及改进系统管理方法。”

英特尔® 的硬件和软件使得 Indra 能够为电力供应商提供端到端解决方案。基于英特尔® 技术的网关提供智能电网所需的边缘处理,从而通过边缘设备管理和强大的安全功能提高可靠性。英特尔还通过以英特尔® 至强® 处理器为依托打造的 Amazon Web Services 服务器提供强大的云计算能力。英特尔组件还设计用于在各种条件下运行。Prieto 解释道:“有些人必须在现场工作,在极端的外部条件下处理变电站和配电变压器中产生的信息。这些信息需要保护,因为当您通过开放基础设施来监控更多元素时,越开放,风险就越大。英特尔芯片采用硬件加密技术来确保系统信息安全交换。”

开创新机遇

通过更好地控制电网,新的业务模式可能开始出现。组织可能希望拥有自己的智能电网。运营商可以提供与这些“微电网”相关的服务。在某个时候,即使是个人消费者也可以成为能源经纪人。如果个人消费者的太阳能电池板有剩余电量或他们正在度假,智能电网便可以帮助他们向邻居出售电力。Prieto 说道:“这样的基础设施将催生新的市场。这不是科幻小说。现实生活已然发生。”

作者简介

John Mello

John Mello is freelance writer and editor specializing in business and technology subjects, including consumer electronics, business computing and cyber security.​ His work has appeared in the Boston Globe, Boston Herald, TechNewsWorld, E-Commerce Times, CSO Online, CIO and CFO magazines. He is also former managing editor of the Boston Business Journal and Boston Phoenix.

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