透明电网理论框架与关键技术

构建适应大规模、高比例新能源的新型电力系统,支持实现碳达峰、碳中和发展目标,是能源电力行业的全局性变革举措;透明电网作为“互联网+智慧能源”的高级形态,在支撑能源转型、促进新型电力系统发展方面具有重大价值。本文提出了透明电网能源生态圈概念,梳理了透明电网的主要业务需求、目标愿景、基本特征,规划了透明电网的发展蓝图;阐述了透明电网关键科学与技术体系,包括增量科技创新要素、涉及的理论与科学方法,进而研判了透明电网关键技术与基础装备所需的感知层、网络层、平台层、应用层技术。研究建议,以“透明电网新基建”为核心,推动能源低碳转型,构建安全高效的现代能源体系;开展小微智能传感器、对接国家工业互联网的软件系统、智能装备、数据驱动的电力增值服务科技专项攻关,尽快形成透明电网关键技术与装备体系。本研究突出了透明电网在实现资源优化配置方面的关键作用,可为电力市场驱动的电力能源生态圈研究提供基础参考。

数字技术赋能下透明变电站架构及其关键技术分析

透明变电站以无处不在的小微智能传感器及传感网络为基础,以智能电气设备为载体,并充分结合“云大物移智边”等数字技术,最终使得变电站处处可见、可知、可控。文中首先对透明变电站的发展需求展开分析,从透明变电站的定义和主要特征两个方面对透明变电站的基本概念进行阐述;然后着重提出包含边缘感知层、网络层、平台层和应用层的透明变电站系统架构,并分析了透明变电站的关键技术约束;最后,对透明变电站与智能变电站的概念、透明电网与泛在电力物联网的区别进行了讨论。

基于全面量测的透明配电网数据化运维技术研究

目前配电网存在数据采集不全、设备状态不可见、运维困难的问题。为此,在剖析透明配电网的概念及其3个基本特征的基础上,设计一款集成度高、应用范围广的数据采集终端,可用于各类配电设备的信息采集和通信。提出一种透明配电网的数据化运维平台架构和实现模式,覆盖基础层、数据层、应用层与客户端4个层级,可支撑配电网运行数据从采集到分析到应用的全过程流转。结果表明:通过分析利用运行数据,透明配电网可以实现智能运维和辅助决策,可有效提升配电网的运维效率和管理水平。

低压智能配电网技术研究综述

低压配电网的智能化发展对提高电网供电能力和质量、提升用电体验具有重要意义。对此,首先阐述了我国低压配电网的发展现状与存在问题。其次,通过综述国内外在智能配电网规划、运行控制、通信方面的相关研究现状,提出未来低压智能配电网在运维管理、运行方式、区域调控、用户用电、信息通道、公共用能方面的核心特征。然后从电网智能监控、用户互动服务、通信多类互补3方面对低压智能配电网的12种关键技术内容进行总结,并对后续发展方向进行评述。最后展望了低压智能配电网的发展前景,探讨低压透明配电网的概念。

基于AI技术的透明配电网数据化运维系统研究

随着智能电网的迅速发展,配电网的数据化运维已成为保障电力系统稳定运行的重要技术方向。传统运维方式难以应对复杂多变的电网运行环境。研究基于人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术的透明配电网数据化运维系统,详细分析了系统架构图、通信模块、数据采集模块以及故障监测模块的设计与实现。通过系统测试,分析对比了传统系统与设计系统的性能,结果表明AI技术在故障检测、数据处理、通信优化等方面具有显著优势。

非侵入式负荷监测关键技术问题研究综述

非侵入式负荷监测(NILM)技术能够利用在总线处单点测量的数据识别用户内部的负荷,是建设泛在电力物联网与透明电网的基础技术之一。在分析NILM基本实现框架和技术体系的基础上,对NILM应用亟需解决的三大关键技术问题进行综述,包括数据源选择、算法精度和可扩展性问题。在数据源选择问题上,分析并总结了低频与高频数据源在NILM中的应用,尤其是智能电表在NILM中的应用;在算法精度问题上,对现有NILM算法模型与算法评估方案进行了回顾与分析;而针对目前少有研究涉及可扩展性问题,通过联动NILM与语音识别和机器学习领域,对去噪识别与新负荷的标记和训练问题进行分析与探讨。最后对NILM的未来发展趋势与应用进行了展望。

泛在电力物联网发展形态与挑战

泛在电力物联网是当前智能电网发展的一个重点方向。首先,总结了泛在电力物联网的主要作用和价值体现;其次,从智能电网各个环节概述了物联网技术在电力领域的已有研究和应用基础;进而,构思并提出了泛在电力物联网的发展形态,包含现阶段智能电网、透明电网和零边际成本电网3个阶段的技术发展趋势,为泛在电力物联网建设的深化提供一些思路;最后,提出泛在电力物联网的若干技术挑战,为泛在电力物联网的未来研究提供参考。

基于隧道磁电阻的微型电流测量技术

智能电网与透明电网要求研究和研制更加智能化、体积更小、更便于安装、价格更便宜的电力系统传感器。磁电阻效应的发现及其器件的发展为电力系统电流测量提供了一种新的技术手段,并能够大幅减小电流传感器的体积。在梳理和对比目前主流的几种电力系统电流测量技术的基础上,提出了3种基于隧道磁电阻的电流传感器设计技术路线,重点提出并推导了两种粘贴型微型电流传感器的技术原理,分析了该测量原理的优缺点和适用范围。针对电力系统不同电流测量场景,指出了基于隧道磁电阻的微型电流测量技术的发展和研究方向。

The effect of grid shape on the properties of transparent conductive films based on flexographic printing

The effect of grid shape on the properties of transparent conductive films(TCFs) is theoretically analyzed and experimentally verified. The light transmittance by three types of grid shapes: triangle, square and hexagon have been theoretically calculated and simulated. It was found that hexagonal grid unit has the highest light transmittance limit under the practical lattice parameters and its decrease in light transmittance caused by the increase of line width in printing process is the least. The grid of three different shapes with same theoretical transmittance is fabricated through flexographic printing. The result shows that the actual light transmittance of the printed TCFs is lower than its theoretical value because of the inevitable width increase of printed grid lines, with slight difference between the three shapes. However, it is greatly different in terms of conductivity, leading to variation in the quality factor Q(defined as the ratio of light transmittance to total resistance) which represents the performance of TCFs. The Q of hexagonal grid(6.04) is the highest, which is 21% higher than that of the square grid.