电力基础设施

元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的技术形态。随着我国风光电大基地、特高压等电力基础设施建设的不断推进，元宇宙在电力系统中不断深入应用是未来发展的趋势之一。针对元宇宙在电力信息通信系统中的应用，通过数字孪生、区块链、人工智能、物联网技术来分析元宇宙与电力信息通信系统的融合发展，为电力系统应用新兴技术提供了潜在的发掘价值，同时为推动传统电网向能源互联网过渡，构建元宇宙电力信息通信系统提供了关键的技术支撑。 本文将从元宇宙的背景、技术、应用、趋势与挑战等方面，结合电力信息通信行业发展情况展开分析，探讨技术间的融合发展，并以此形成结论，对行业发展提出建议。

6月28日，云南省人民政府发布关于印发云南省推动制造业高质量发展若干措施的通知。文件中提出，加快形成“风光水火储”一体化的能源格局，布局建设一批园区和重点项目电力基础设施配套项目，持续稳定保障工业用能，推动光伏电站、储能电站等电力设施建设与硅光伏、新能源电池和电力装备等制造业融合发展。

阐述了智能PIE平台的建设背景，即新基建战略和电力数字化转型需求，介绍了智能PIE平台及智能PIE平台能力框架，最后分享了电力行业的应用场景及对智能PIE平台助推电力基础设施安全运营的未来展望。

国家能源局规划司副司长宋雯日前在国家发改委召开的重大基础设施建设专题新闻发布会上介绍，国家发改委、国家能源局正在加快“十四五”规划的重大项目建成投产，积极拓展有效投资空间，预计“十四五”期间能源重点领域投资较“十三五”增长20%以上，为扩大有效投资、促进经济平稳运行提供强劲动力。

国家能源局规划司副司长宋雯日前在国家发改委召开的重大基础设施建设专题新闻发布会上介绍，国家发改委、国家能源局正在加快“十四五”规划的重大项目建成投产，积极拓展有效投资空间，预计“十四五”期间能源重点领域投资较“十三五”增长20%以上，为扩大有效投资、促进经济平稳运行提供强劲动力。

9月26日，国家发展改革委就基础设施建设有关情况举行发布会，介绍基础设施建设有关情况。

本项目面向高压电缆运行故障预警以及安全在线监测的技术需求，突破了常规光纤传感技术只监测单一参量的局限，取得了如下创新成果：提出了同轴双包层结构局放声发射振动传感光纤技术，解决了信号高灵敏度和宽频带监测相互制约的难题。基于光纤内干涉技术，克服了传统光纤干涉仪参数不易控制的问题，实现400kHz的监测带宽，能够覆盖局放声发射监测的主要信号频段，构建了高压电缆高性能监测的敏感“神经”体系。研制了高泊松比硅橡胶灵敏度增强的光纤传感器，突破了光纤检测微弱局部放电声发射信号的难题，基于弹性体增强技术，实现了1.7rad/(m·Pa)的声发射振动探测灵敏度，为高压电缆实时监测局部放电预警提供了超敏“感官”。提出了分布式光纤传感系统的高精度信号提取技术，形成了多物理量交叉互验的事件分析定位方法，有效克服了由于信号衰落而导致误报的难题，建立的“点-线”结合的电力电缆多参量监测系统，实现了基于振动、温度、局放等多参量智能监测平台，为电力基础设施的安全预警提供了智慧“大脑”。该项目授权发明专利11项，软件著作权1项，电力行业标准1项，发表论文15篇，经查新“……该项目综合技术达到国际先进水平……”，特别是“在光纤弹性体局部放电传感灵敏度增强方面”经鉴定“……处于国际领先水平。”本项目提高了高压电力电缆局放等多参量信号远程在线监测和诊断的智能化水平，高度契合能源互联网企业建设电网运行状态智慧监控与诊断的技术需求。项目成果可推广到架空地线、相线、杆塔、变压器、开关等输变电设施温度、应力的监测，乃至石油测井、油气管道监测等能源领域，产业化前景显著。

7月9日，广东省广州市南沙区人民政府、广东电网公司广州供电局签署战略合作协议，就新型电力系统示范区、现代化电网、电氢融合等八大重点方向25条重点任务达成战略合作，共同推动构建新型电力系统，打造能源低碳发展样板。这标志着南沙区的政企合作及电网发展将迈上新的台阶。

我国经济社会的快速发展带动用电需求的持续增长和电力基础设施的大规模建设。电力设备在自然环境中的腐蚀不可避免。据统计，2014年电力行业腐蚀成本约占总产值的3.58%，高达800亿元。其中，电工金属材料在大气中的腐蚀占一半以上。由腐蚀引发的导线断裂、倒塔、户外开关机构失效等重大事故严重威胁着电力系统的运行安全。电工金属材料服役大气环境复杂且动态变化，现有技术无法实时、定量检测材料的腐蚀进程，无法精确预测腐蚀规律，是导致电力设备防腐效能和技术经济性低下的根本原因。项目组历经10年的产学研联合攻关，开展大气腐蚀在线定量检测技术、腐蚀进程动态跟踪评价技术以及腐蚀寿命预测技术研究，实现了常用电力工程金属材料锌、铝、铜、钢大气腐蚀的检测原理—检测仪器—腐蚀评价—腐蚀预测的全链条创新。 项目在世界范围首次绘制出了可实时更新的区域性动态大气腐蚀性图、电工金属材料大气腐蚀速率图和腐蚀预测图。解决了工程中“在什么地区选什么材料、防腐寿命多久”的难题。项目已获专利授权16项，其中发明专利12项，制定中国电机工程学会标准2项，软件著作权6项，发表论文12篇。由中国工程院宫声凯院士和中国腐蚀与防护学会理事长王福会教授等同行专家组成的鉴定委员会一致认为，项目成果达到了国际领先水平。

配电房作为连接电网和用户的关键节点，是电网运行维护的重要环节，在能源互联网技术高速发展的背景下，传统配电房运维管理模式已无法满足用户需求和电网精益化管理要求，配电房内部环境相对复杂，易发生设备状态异常，对人工专业性要求较高。同时生产环境未有效监控，对异常数据的发现不够及时。此外，专业数据分散在不同的系统当中，导致设备联动受限，这给配电房运行维护带来极大不便。 管控系统的建成与成功应用，助力构建完成泛在感知与辅助决策共存的新型全感知配电房。该系统充分利用数字孪生、人工智能、边缘计算等现代信息通信新技术和设备，深度契合能源互联网建设需求，重点解决电力基础设施之间的泛在物联、数据感知、通信传输、运维管理问题，统筹感知层、网络层、平台层和应用层关键技术，建设赋能平台、边缘物联代理、数字孪生模型、环境物联感知体系、保电安防架构等内容。 基于电力物联网技术的多维感知与智能管控系统融合运维管理赋能平台、边缘物联代理、各类感知元件等设备于2019年6月在国网浙江省桐乡供电公司正式投入使用并安全运行至今。该智能系统的建立有效实现了感知层数据的泛在接入、不同专业数据的同源协同以及设备工况和环境状态的自主研判，利用大数据、数字孪生等工业互联网先进技术主动预警出对可靠、稳定和安全运行具有影响的高风险异常因素，得出在线设备的潜在关联性，丰富数据训练样本，为后续配电房智能监管决策提供参考依据。 项目授权专利10项，发表论文9篇，开发定制边缘物联代理1套，开发运维管理赋能平台1套，开发数字孪生模型1套。经专家评审，项目创新成果达到国际领先水平。