内容简介
当前,“云大物移智”已经广泛渗透于经济社会各个领域,对各行各业都带来了颠覆性的变革,包括基础设施、管理模式、业务形态等各个方面都在发生深刻变化。将这些新技术与电力系统深度融合,会使过去很多不可能变为可能,国内外电力企业都在探索将“云大物移智”应用到电力领域,一场大的变革正在展开。
随着智能手机的逐渐普及,利用移动互联网应用推动工作效率的提升,已经势在必行。
《移动互联技术在电网企业的应用》结合目前广州供电局所开发的一系列移动应用而编写,《移动互联技术在电网企业的应用》共11章,首先分析了移动互联网在电网企业的应用现状,其次介绍了移动互联技术,并进一步阐述了广州供电局开发的各种移动应用的系统构架与集成、功能设计与应用,移动互联信息安全,最后展望了移动互联技术在电力行业的深化应用,《移动互联技术在电网企业的应用》可供电网企业及电力行业相关人员参考学习,也可供对移动互联技术应用感兴趣的读者阅读使用。
内页插图
目录
序
前言
第1章 移动互联网在电网企业应用现状
1.1 移动互联网发展现状
1.2 电网企业信息化建设现状
1.3 南方电网移动互联网应用布局
1.4 小结
第2章 移动互联技术
2.1 移动智能终端和操作系统
2.1.1 移动智能终端
2.1.2 操作系统
2.2 移动通信技术
2.2.1 4G移动通信技术
2.2.2 WLAN和WiMAX
2.2.3 5G时代的设想和期待
2.2.4 通信技术的发展趋势
2.3 移动云计算
2.3.1 概述
2.3.2 移动云计算带来的效益
2.3.3 移动云计算面临的挑战
2.4 移动物联网技术
2.4.1 物联网技术
2.4.2 移动通信技术在物联网中的应用
2.5 广州供电局移动应用开发核心技术
2.5.1 B/S体系结构
2.5.2 SOA技术框架
2.5.3 J2EE技术
2.5.4 WebService技术
2.5.5 LBS技术
2.5.6 HTML5技术
2.5.7 其他核心技术
2.6 小结
第3章 生产域移动应用
3.1 概述
3.2 带电作业移动应用
3.2.1 系统架构与集成
3.2.2 功能设计及应用
3.2.3 小结
3.3 抢修作业移动应用
3.3.1 系统架构与集成
3.3.2 功能设计及应用
3.3.3 小结
3.4 保电工作移动应用
3.4.1 系统架构与集成
3.4.2 功能设计及应用
3.4.3 小结
3.5 安全监管移动应用
3.5.1 系统架构与集成
3.5.2 功能设计及应用
3.5.3 小结
3.6 变电移动应用
3.6.1 系统架构与集成
3.6.2 功能设计与应用
3.6.3 小结
3.7 输电移动应用
3.7.1 系统架构与集成
3.7.2 功能设计及应用
3.7.3 小结
第4章 基建域移动应用
4.1 概述
4.2 基建移动应用
4.2.1 系统架构与集成
4.2.2 功能设计及应用
4.2.3 小结
4.3 电建移动应用
4.3.1 系统架构与集成
4.3.2 功能设计及应用
4.3.3 小结
4.4 监理移动应用
4.4.1 系统架构与集成
4.4.2 功能设计及应用
4.4.3 小结
第5章 信息运维移动应用
5.1 概述
5.2 系统架构与集成
5.3 功能设计及应用
5.4 小结
第6章 市场域移动应用
6.1 概述
6.2 计量移动应用
6,2.1 系统架构与集成
6.2.2 功能设计及应用
6.2.3 小结
6.3 稽查移动应用
6.3.1 系统架构与集成
6.3.2 功能设计及应用
6.3.3 小结
6.4 客服移动应用
6.4.1 系统架构与集成
6.4.2 功能设计与应用
6.4.3 小结
6.5 业扩移动应用
6.5.1 系统架构与集成
6.5.2 功能设计及应用
6.5.3 小结
6.6 业扩监控移动应用
6.6.1 系统架构与集成
6.6.2 功能设计及应用
6.6.3 小结
第7章 物资域移动应用
7.1 概述
7.2 系统架构与集成
7.3 功能设计
7.4 小结
第8章 综合域移动应用
8.1 概述
8.2 车辆移动应用
8.2.1 系统架构与集成
8.2.2 功能设计及应用
8.2.3 第二阶段功能规划
8.2.4 小结
8.3 物业移动应用
8.3.1 系统架构与集成
8.3.2 功能设计
8.3.3 小结
第9章 移动应用运营监控
9.1 概述
9.2 系统架构与集成
9.2.1 总体原则
9.2.2 总体架构
9.2.3 集成架构
9.2.4 部署架构
9.3 功能设计及应用
9.3.1 现场可视化应用功能
9.3.2 移动应用运营监控功能
9.4 小结
第10章 移动互联信息安全
10.1 概述
10.2 信息安全
10.2.1 SSL加密协议
10.2.2 数据加密技术
10.2.3 身份鉴别技术
10.3 移动信息安全态势
10.3.1 移动互联信息安全事件
10.3.2 移动互联的风险
10.3.3 移动安全防护技术
10.3.4 移动应用安全检测技术
10,3.5 移动信息安全技术管控手段
10.3.6 移动信息安全事件应急响应能力
10.4 电力行业移动安全应用
10.4.1 移动安全接入平台
10.4.2 广州供电局移动安全接入平台
10.4.3 智能安全终端
10.5 小结
第11章 移动互联网技术的发展趋势
11.1 智能机器人
11.2 自然语言处理
11.3 语音识别
11.4 图像识别
11.5 移动互联技术在电力行业的深化
11.6 小结
参考文献
前言/序言
当前,“云大物移智”已经广泛渗透于经济社会各个领域,对各行各业都带来了颠覆性的变革,包括基础设施、管理模式、业务形态等各个方面都在发生深刻变化。这些新技术与电力系统的深度融合,将过去很多不可能变为可能,为电力领域特别是直接联系电力生产和消费的领域的全面革新拉开了序幕。国内外电力企业都在探索将“云大物移智”应用到电力领域,电力领域正处在一场大变革的前沿。
随着智能手机的逐渐普及,利用移动互联网应用推动工作效率的提升,已经势在必行。通过移动应用,管理人员可以与点多面广的施工现场实现连接,业务的管控、人员的管理、服务的监控,可以做到随时随地随行,实现了“管到现场、管到人头”。针对电力设备、客户、项目和服务分散的特征,以需求为导向,遵循安全可靠、功能实用的原则,广州供电局研发了4类30余个移动应用。蓬勃发展的移动应用让广州供电局收获到了技术的红利,切实提升了管控成效,提升了电网企业的工作效率。
结合目前广州供电局所开发的一系列移动应用,编写了本书。本书首先分析了移动互联网在电网企业的应用现状,其次介绍了移动互联技术,并进一步阐述了广州供电局开发的各种移动应用的系统构架与集成、功能设计与应用,移动互联信息安全,最后展望了移动互联技术在电力行业的深化应用。本书共11章,第1章分析了移动互联网在电网企业的应用现状和南方电网移动互联网应用布局;第2章在介绍移动互联技术的基础上进一步阐述了移动应用开发核心技术;第3~9章重点阐述了广州供电局开发的各类移动应用的系统构架与集成和功能设计及应用;第10章介绍了移动互联信息安全以及电力行业移动应用中的安全接入平台;第11章展望了移动互联技术在电力领域的深化。
本书在编写过程中参阅和引用了相关参考文献及网络资料,在此对其作者致以衷心的感谢!书中如有不妥之处,欢迎广大读者批评指正。
《智启电网:新时代下的电力系统变革与创新》 一、 时代浪潮与电网的机遇挑战 当前,世界正经历着前所未有的技术革命与能源转型。以信息技术、人工智能、大数据、云计算、物联网等为代表的尖端科技以前所未有的速度渗透并重塑着各行各业,电力行业亦身处其中,迎来深刻变革。传统电网作为支撑国民经济的“主动脉”,其稳定可靠运行的基础设施属性在新能源大规模接入、用户需求多样化、市场化改革深化等新形势下,面临着严峻的挑战,同时也孕育着巨大的发展机遇。 新能源发电的间歇性和波动性,给电网的调度、平衡和稳定性带来了前所未有的压力。如何高效、灵活地整合分布式光伏、风电等清洁能源,实现“源随荷动”向“荷随源动”的转变,是构建绿色低碳能源体系的关键。同时,用户侧的用电习惯日益个性化、精细化,对电力服务的响应速度、可靠性和智能化水平提出了更高要求。智能家居、电动汽车充电、工业自动化等新兴应用场景,不仅是电网的新增负荷,更是潜在的电网互动资源。此外,电力市场化改革的推进,要求电网具备更强的市场感知能力、交易执行能力和风险管控能力。 在这样的时代背景下,传统的、相对封闭的、以满足基本供电需求为导向的电网模式已无法适应未来发展的需求。电网亟需向更智能、更灵活、更高效、更绿色的方向发展,而支撑这一转型的核心动力,正是前沿技术的广泛应用与深度融合。本书旨在深入探讨电力系统在新技术浪潮下的发展趋势,剖析当前电网面临的关键问题,并着眼于未来的发展方向,提出一系列切实可行的变革与创新思路。 二、 智能电网的内涵与技术基石 智能电网并非一个孤立的概念,而是集成了多项先进技术的复杂系统工程。它是在传统电网基础上,融合了信息通信技术(ICT)、自动化技术、传感技术、控制技术、计算技术以及先进的电力电子技术,旨在实现电力系统的全方位感知、自主决策、精准控制和智能服务。 1. 全景感知:电网的“眼睛”与“触角” 智能电网的核心之一在于实现对电力系统各个环节的实时、全面、精准的感知。这离不开遍布电网的各类先进传感装置和通信网络。 智能量测体系(AMI):在用户侧,智能电表能够实时采集用户的用电数据,并将信息上传至供电企业。这不仅提高了抄表效率,更重要的是为需求侧管理、精准营销、故障诊断等提供了宝贵的数据基础。同时,AMI系统也为用户提供了更详尽的用电信息,帮助用户优化用电行为。 状态监测与故障诊断:在输配电线路、变电站等关键节点,部署了大量的传感器,如线路温度监测、污秽度监测、杆塔倾斜监测、变压器状态监测、开关设备状态监测等。这些传感器能够实时采集设备运行数据,通过通信网络传输至监控中心,利用大数据分析和人工智能算法,提前预警潜在故障,实现预测性维护,显著降低故障率和停电时长。 新能源接入监测:针对分布式新能源,智能电网需要实时监测其发电功率、电压、频率等参数,确保其并网运行符合规范,同时也能更好地预测新能源的出力变化,为电网调度提供依据。 通信网络:为了承载海量数据的实时传输,智能电网需要建设稳定、高速、安全的通信网络。这包括了光纤通信、无线通信(如4G/5G)、窄带物联网(NB-IoT)等多种技术,构建了一个多层次、互联互通的通信体系。 2. 自主决策与精准控制:电网的“大脑”与“神经系统” 强大的感知能力为电网的自主决策和精准控制奠定了基础。通过对海量数据的分析,电网能够做出更智能的决策,并执行精密的控制指令。 电网调度自动化:传统的电网调度主要依靠人工操作,效率和响应速度有限。智能电网通过先进的SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系统、EMS(Energy Management System)等,结合实时数据分析,实现对发电机组出力、输电线路潮流、电压稳定等关键参数的自动调整和优化。 分布式能源协调控制:新能源的随机性要求电网具备更强的柔性。智能电网通过微电网技术、虚拟电厂(VPP)等概念,将分散的分布式电源、储能设备、可控负荷等进行整合,形成一个可调度的整体,参与电网的运行与市场交易。 故障自愈能力:当电网发生局部故障时,智能电网能够通过智能化的分析和重构,快速隔离故障区域,自动调整电网拓扑结构,将负荷转移至其他健康的线路,最大限度地减少停电范围和影响,实现“自愈”。 需求侧响应(DSR):通过智能电表和通信网络,电网可以与用户侧的用电设备进行互动。在高峰时段,通过价格信号或直接控制,引导用户减少用电,或将部分负荷转移至低谷时段,有效缓解电网压力。 3. 数据驱动与智能服务:电网的“智慧”与“价值” 数据是智能电网的血液,大数据分析和人工智能是驱动其智慧发展的引擎。 大数据分析:海量的运行数据、交易数据、用户数据等,经过清洗、挖掘和分析,能够发现潜在的规律、趋势和问题。例如,通过用户用电行为分析,可以制定更具针对性的营销策略、优化电网规划、预测负荷高峰。 人工智能(AI)与机器学习:AI技术在电网中的应用日益广泛,包括: 故障预测与诊断:通过机器学习算法,分析设备的历史运行数据和传感器数据,识别异常模式,提前预测潜在故障。 负荷预测:利用AI模型,对未来不同时间段的负荷进行高精度预测,为电网调度和发电计划提供支持。 最优潮流计算:AI可以加速和优化潮流计算,帮助电网实现运行成本的最小化和可靠性的最大化。 市场风险评估与交易决策:AI可以分析市场数据,预测价格波动,辅助交易策略的制定。 智能客户服务:通过智能化的渠道,如APP、微信公众号、智能语音助手等,为用户提供便捷的缴费、报修、用电咨询、能耗分析等服务,提升用户满意度。 三、 新时代下电网企业面临的核心议题 本书将聚焦于当前电网企业在技术革新与能源转型背景下面临的若干核心议题,并深入探讨解决之道。 1. 新能源大规模接入的挑战与机遇 技术挑战:新能源固有的波动性、间歇性、随机性对电网的功率平衡、电压稳定、频率稳定以及调度运行带来巨大挑战。如何有效消纳新能源,避免弃风弃光,是当前亟待解决的问题。 解决方案探讨: 提升电网的灵活性:发展灵活的调峰、调频能力,如抽水蓄能、先进储能技术、灵活火电等。 优化电网调度和运行:利用大数据和AI技术,实现对新能源出力和负荷的精准预测,优化调度策略。 推广分布式能源与微电网:鼓励用户侧安装分布式光伏、小型风电,并通过微电网技术实现区域内的能源自给自足和与大电网的协调。 虚拟电厂(VPP)的应用:整合分散的分布式电源、储能和可控负荷,将其作为一个整体参与电网的调控和市场交易。 电网容量的升级与改造:适时进行输配电网的扩容和升级,以适应新能源大规模接入的需求。 2. 数据安全与隐私保护的重塑 随着电网信息化的深入,数据量呈爆炸式增长,数据的安全性和用户隐私保护的重要性也日益凸显。 挑战:电网数据涉及国家能源安全、经济运行和社会稳定,一旦泄露或被攻击,后果不堪设想。同时,海量用户用电数据也涉及用户隐私,必须得到有效保护。 解决方案探讨: 构建纵深防御体系:从网络安全、终端安全、数据安全等多个层面构建全方位的安全防护体系。 采用先进加密技术:对敏感数据进行加密存储和传输,防止未授权访问。 加强身份认证和访问控制:严格管理用户和系统的访问权限,确保只有授权人员才能访问特定数据。 制定完善的数据管理策略:明确数据的采集、存储、使用、销毁等环节的规范,遵守相关法律法规。 开展安全意识培训:提高全体员工的网络安全意识和风险防范能力。 3. 市场化改革下的电网商业模式创新 电力市场化改革要求电网企业从传统的“管网”模式向“服务”模式转型,更加注重市场竞争力和服务质量。 挑战:如何平衡公益性与经营性,如何在市场竞争中找到新的盈利点,如何提供差异化、高附加值的服务。 解决方案探讨: 精细化用电服务:利用大数据分析,为不同类型的用户提供个性化的用电方案、能耗优化建议、节能诊断等服务。 拓展新兴业务领域:如充电基础设施建设与运营、分布式能源聚合、综合能源服务、能源交易平台运营等。 提升电网运营效率:通过智能化手段,优化设备运维、故障处理、调度管理,降低运营成本。 构建合作共赢生态:与技术提供商、新能源企业、终端用户等建立紧密的合作关系,共同推动能源行业的创新发展。 4. 数字化与智能化转型的路径选择 实现电网的数字化与智能化是提升其核心竞争力的必由之路,但转型过程中需要明确路径和策略。 挑战:如何有效地整合现有系统,如何引入新技术,如何培训和培养人才,如何平衡投入与产出。 解决方案探讨: 顶层设计与战略规划:明确数字化转型的目标、原则和重点,制定清晰的路线图。 分步实施与试点先行:选择关键领域或典型场景进行试点,积累经验后再逐步推广。 技术融合与平台建设:打破信息孤岛,构建统一的数据平台和应用平台,实现不同系统之间的互联互通。 人才队伍建设:加大对数字化、智能化人才的引进和培养力度,提升员工的技能水平。 持续迭代与优化:数字化转型是一个持续的过程,需要不断地评估、反馈和优化。 四、 展望未来:构建现代化、可持续的能源体系 本书的最终目标,是为读者勾勒出一幅未来智能电网的美好蓝图。通过对前沿技术的深入解析和对电网企业面临挑战的细致剖析,我们相信,一个更加智能、高效、可靠、绿色、可持续的能源体系必将加速到来。 未来,电网将不再仅仅是输送电力的通道,而是集能源生产、传输、消费、交易、服务于一体的智慧化能源互联网。新能源将成为主体能源,用户将从被动的电能消费者转变为主动的能源生产者和参与者。人工智能、大数据等技术将深度赋能电网的每一个环节,实现从源到荷的全方位优化。 本书的研究成果,不仅为电网企业在技术创新、模式转型、战略规划等方面提供有价值的参考,也为相关领域的研究者、政策制定者以及社会大众提供一个深入了解未来能源发展的窗口。我们期待,通过本书的探讨,能激发更多关于电力行业变革与创新的思考,共同推动构建一个更加美好的能源未来。