研究及应用

电力信息通信

背景与意义、总体思路与技术框架、主要技术内容、成果推广应用、未来展望

光纤复合架空地线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW）是保障电网安全运行与电力可靠应用的重要基础设施。同一覆冰天气条件下，OPGW覆冰程度通常大于导线，易引发放电、断线、倒塔等事故，利用新技术、新手段开展覆冰监测和线路融冰势在必行。本报告介绍了基于分布式光纤传感技术的覆冰监测、OPGW直流融冰技术的发展及应用情况，最后针对上述技术的应用前景和发展趋势进行了展望。

电力线路通道树障是威胁电力线路安全与运行的“头号杀手“，各级供电部门每年投入巨大的人力、物力进行树障清理作业，人工清障效率低下并存在很大的人员跌落、触电等人身安全风险。项目研制了一种可稳定飞行、精确悬停、具有预警与保护功能，专门用于电力线路通道树障自动清理的空中机器人，通过飞行器和作业刀具的一体化设计，提出一种受力状态下空中机器人高精度位置与姿态控制方法和一套树清障机器人安全保障方法，从空中安全、可靠地实现树障的快速清理。

国家电网有限公司分布式电源和微电网控制技术实验室依托国网浙江省电力有限公司建立，是国内分布式电源及微电网领域实验手段最齐全、设备最先进的实验室之一。实验室按照反映当前需求、面向“双碳”目标、实现技术创新、推进能源革命的原则，开展含高密度分布式电源的主动配电网技术、多能微网技术和储能技术相关理论研究及应用技术研究，并开展示范应用。

燃料成本占煤电企业总成本的70%左右，是发电企业成本控制的核心，煤价对煤电企业经营效益影响最为关键。国内现有的煤炭价格指数多反映产地或交易环节价格趋势，在指数设计规范、数据质量等方面存在不足，基本全部反映卖方和贸易商心理价格；煤电企业缺乏有行业影响力的电煤采购价格指数，市场话语权偏弱甚至丧失，给发电企业燃料采购和成本控制造非常不利的影响。因此，为真实反映电煤市场价格水平及趋势，2017年，应国家发改委领导要求，及各发电集团强烈呼吁，中电联牵头组织国内主要发电集团，组织开展了电煤采购价格指数体系研究及推广应用工作。 本课题在对国内外现行煤炭价格指数进行梳理的基础上，紧密结合电煤采购特点，聚焦管理创新和应用实际，研究形成了中国电煤采购价格指数（CECI）“四个方案”，构建指数“三个体系”，实现了“一个目标”。“四个方案”即形成了CECI沿海指数、采购经理人指数、进口指数、曹妃甸指数四个指数的编制方案。“三个体系”及覆盖国际国内两个市场、反映历史价格和价格预期两种维度、具有周指数和日指数两种表现方式的指数体系，CECI指数编制领导小组、工作小组和专家组、CECI指数编制办公室“三组一办”的指数建设管理体系，电厂数据报送人、集团数据审核人、CECI指数编制办数据编制人三级指数样本采样和审核体系。“一个目标”是CECI研究成果广泛应用、实现管理创新的价值目标。 本课题创建的CECI指数是国内外首个反映电煤发电侧价格的指数，具有很强的代表性，完善了国内煤炭价格指数构成。 本课题聚焦下水煤，以CECI沿海指数为核心，建立了包含采购经理人、进口指数和曹妃甸指数的覆盖国际国内两个市场、反映历史价格和价格预期两种维度、具有周指数和日指数两种表现方式的指数体系。形成的CECI指数体系完备，代表性强，参考意义大。 该课题在研究与应用过程中克服其他指数多包含询盘、报盘等尚未成交的单方报价信息的弊端，坚持基于电力企业真实成交的大数据样本，并在国内首次完全采用交易量数据构建量、价结合的指数计算模型，更科学编制CECI指数，能够更加真实准确反映市场价格整体水平，减少人为干扰操作空间。 该研究成果每周（日）定期发布，已经在政府、行业、企业各层面得到广泛推广应用，经济社会效益显著。CECI指数连续3年被国家发改委纳入年度电煤长协定价体系；神华、中煤等大型煤炭企业将CECI指数作为月度合同价格参考；发电企业也将CECI指数作为内部结算或招标采购的价格依据,以及市场跟踪、燃料管理的重要参考指标。

阐述了配网架空裸导线绝缘涂覆机器人研发背景，介绍了配网架空裸导线绝缘涂覆机器人技术研究情况及应用背景。

报告从电网具体应用场景需求的角度出发，结合卫星遥感技术的优势，系统性地挖掘了卫星技术在电网领域的应用前景；通过山火监测、地质沉降、覆冰预测、防灾减灾（地震、泥石流）等方面详细介绍了卫星技术在云南电网的研究现状及应用成效，并对卫星技术在南网的研究及应用规划布局进行了分享。

我国是世界上台风灾害影响最严重的国家。台风灾害影响范围大，破坏力强，据统计 2013年-2015 年期间，台风灾害就导致广东电网输配电线路损失超 7.2 万基，影响用户达 776 万户以上，是沿海输配电线路损失的最主要原因，严重影响电网安全与社会供电。长期以来，电网风灾防控面临着设备风速缺乏有效监测分析、杆塔风灾破坏过程不明确、风灾损失难以量化评估、风灾防控措施不完备和辅助决策缺乏系统级信息集成等问题。台风灾害的精准预警与防控是提高电网应对能力的必要手段。 通过多学科协同创新，系统性解决了电网台风灾害广域监测、精准评估及高效防治等关键技术难题，取得了突破性创新成果，提出了微尺度台风风场精细化分析技术，揭示了复杂微地形区域的风场变化规律，构建了电网台风监测及灾害告警网络，首次将设备风场监测预警精度提升到 10m 量级，解决了有限监测站点无法对输配电线路全覆盖监测的难题，实现了具体到设备的台风灾害风险告警。提出了塔线体系风雨荷载耦合计算模型，建立了架空线路抗风承载能力及结构参数不确定性倒塌分析方法，有效定位输电杆塔薄弱部位和失效概率，发明了输电线路杆塔不停电加固技术，提升了杆塔抗风承载力。建立了配网台风灾害多因子损失预测模型，突破了强台风区域内配网杆塔定量损失评估的难题。发明了配网防风不停电快速打拉线装置及适用于多方向荷载的弃线保杆装置，拉线抢装时间缩短 90%，弃线保杆动作误差小于 5%，大幅减少配网因台风倒断杆事故； 构建了主配网设备台风监测与灾害防治体系，研发了电网台风灾害决策支持系统，实现了台风监测、灾害损失评估和防治辅助决策，有效支撑电网台风应急指挥。 项目获授权专利 31 项（包括美国专利 1 项，发明 16 项，实用新型 14 项），发表论文 60 篇（其中 SCI 24 篇、EI 21 篇、中文核心 11 篇），主编企标 1 项，参编行标 1 项；授权软件著作权 11 项。经专家组鉴定，成果达国际领先水平。

电网全时空一张图融合外部政务“四标四实”、不动产登记、地铁站人流量、运营商实时人流量与供电局内部跨专业、跨层级电网资源信息和企业运营信息，开展多源异构时空数据采集转换、计算分析、全时空大数据底座、配网网架实时计算、停电研判、电网气象网格化计算等各项关键技术研究，解决目前信息系统建设过程中出现的数据共享实时性不强、跨专业信息流不贯通、数据价值未能充分挖掘等难题，构建电网运行全景“一张图”和企业管理全景“一张图”， 提出跨领域边界跨平台的多源异构时空数据的采集方法和转换方法，为实现多源异构数据的融合提供了技术和方法上的支撑；创建多维时空数据模型，提出电网全时空数据大规模分布式计算的方法，为电网全时空数据应用奠定基础。融合政府“四标四实”、不动产交易登记、市工程联合审批、民政低保、城管、自来水、地铁集团、气象、三大运营商等多个领域的多时相数据，开展了与内部生产、计量、调度、营销、用户、GIS等多专业数据的深度融合分析，充分发挥了数据融合业务价值。创立电网统一停电信息流管理模型与综合停电研判与预测模型，为了主、配网全电压等级停电事件全覆盖监控和全局停电事件影响情况和复电提供支撑。深度整合调度自动化系统、GIS系统、生产管理信息系统、计量自动化系统、电能量管理系统、营销管理系统的配网数据，构建电网统一地图数据应用模型。通过实时流技术与多源数据接入技术接入配用电系统、营销系统、快速复电系统等，完成主、配网全电压等级停电事件全覆盖监控，实时监控全局停电事件影响情况和复电进度信息。基于多源数据融合的电网全时空分析模型，提出配电网网架结构实时计算方法，实现配电网规划模拟与实时计算；提出气象大数据与电网数据的高效集成及融合方法，创新电网气象网格化分析计算技术，实现电网气象应急预警。