作者：Semtech 從明確電網(wǎng)體制的改革方向，到大力發(fā)展以風(fēng)能、光伏為代表的清潔可再生能源電力系統，我國電力行業(yè)正朝著(zhù)構建清潔低碳、安全高效的能源體系發(fā)展。中央財經(jīng)委員會(huì )第九次會(huì )議提出的“要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著(zhù)力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統”等目標，也進(jìn)一步為行業(yè)轉型指明方向。 然而，由于我國電力產(chǎn)業(yè)轉型相對較晚，社會(huì )生產(chǎn)需求龐大，在建設清潔低碳、安全高效的能源體系的過(guò)程中仍面臨著(zhù)較大的挑戰。例如，在發(fā)電環(huán)節，傳統煤電仍然占據能源結構的主體位置，需要提升能效，并大幅度提高可再生能源的比重；在電網(wǎng)側，需要構建穩定高效的輸配電系統和儲能系統；在用電方面，則需加強微電網(wǎng)、智能充電樁等設施的建設，實(shí)現智慧用電管理。 數字化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在加速傳統電廠(chǎng)的智能化轉型，改善電源側和用電側的雙向電力平衡調節，實(shí)現更高效的用能。LoRa 技術(shù)擁有強穿透力、低功耗、遠距離、易部署等特點(diǎn)，以及“自組、安全、可控”的應用優(yōu)勢，2021年在國內電網(wǎng)市場(chǎng)的應用取得了倍速增長(cháng)。隨著(zhù)電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，LoRa也將為我國電力行業(yè)的數字化轉型帶來(lái)更多創(chuàng )新思路，將助力實(shí)現“碳達峰”和“碳中和”目標。 電力物聯(lián)網(wǎng)：技術(shù)轉型，電網(wǎng)整合 電力物聯(lián)網(wǎng)涉及能源技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)把分布式安裝的太陽(yáng)能、水電、火力等發(fā)電設施結合起來(lái)，并同時(shí)納入儲能設備和用電設備，進(jìn)行整合調控，從而減少棄風(fēng)棄光等現象，提高電網(wǎng)的穩定性和可靠性。LoRa技術(shù)可廣泛地適用于電力物聯(lián)網(wǎng)，支持“發(fā)、輸、變、配、用”五大電力環(huán)節，目前已有落地案例。 發(fā)電端：支持智慧電廠(chǎng)建設和可再生能清潔替代 發(fā)電端的升級轉型主要體現在傳統電廠(chǎng)的數字化改造，以及發(fā)展可再生能源來(lái)替代煤電兩大方面。其中，傳統電廠(chǎng)向智慧電廠(chǎng)轉型的關(guān)鍵，在于通過(guò)數字化手段對各個(gè)發(fā)電環(huán)節進(jìn)行升級，提高能源轉化效率。以發(fā)電機組為例，通過(guò)基于LoRa的發(fā)電機組狀態(tài)監測系統，電廠(chǎng)不但可以全方位監控發(fā)電機組的運營(yíng)狀態(tài)，還可以做到預防性維護，從而優(yōu)化機組運行，提高機組運行效率，減少煤耗量。 在可再生能源替代方面，智慧風(fēng)電站和智慧光伏電站在國內的布局可謂是“一日千里”。風(fēng)電和光伏電站的部署，需要確保在廣闊區域、設備種類(lèi)數量多的環(huán)境下，實(shí)現高效、穩定的發(fā)電。LoRa技術(shù)遠距離、低功耗、易部署的特點(diǎn)，可以支持風(fēng)電站和光伏電站以低成本實(shí)現無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)控制及數據采集，幫助運維企業(yè)提高系統效率。在風(fēng)機和光伏設備運營(yíng)狀態(tài)監控方面，LoRa支持溫度、振動(dòng)、位移、風(fēng)速、光伏板積灰度等多種傳感器數據的收集和傳輸，提升設備可利用率。 輸變電物聯(lián)網(wǎng)：抗干擾，支持嚴苛環(huán)境 220千伏及以上的輸電線(xiàn)路輸送容量大，電磁干擾較強。得益于LoRa技術(shù)強大的抗干擾能力，國家電網(wǎng)有限公司選擇將其納入組網(wǎng)方案中，用于220千伏及以上的變電站以及架裝線(xiàn)路的環(huán)境及設備狀態(tài)監測；對一些低數據量、高頻次傳感器采用2.4G的LoRa網(wǎng)關(guān)接入，并對一些數據量比較大的傳感器采用Sub 1G的LoRa網(wǎng)關(guān)接入。 在變電方面，若遭遇極端天氣情況，變電設施可能會(huì )因水浸、雷擊等影響而出現電壓過(guò)載或短路的情況。LoRa技術(shù)能夠支持將溫度傳感器和濕度傳感器接入變電設備，有效實(shí)現風(fēng)險預警，在第一時(shí)間將設備異常情況告知工作人員，確保設備的及時(shí)維護和電力資源的正常穩定運行。 智能配用電：微電網(wǎng)、充電樁全局部署 相關(guān)數據顯示，我國配電變壓器損耗占輸配電損耗的40%～50%，而輸配電損耗又占全國發(fā)電量的6.6%左右。為了彌補這些損耗，電力企業(yè)不得不選擇消耗更多燃料以產(chǎn)出額外的電力，由此產(chǎn)生了“補償性碳排放”問(wèn)題。隨著(zhù)我國電網(wǎng)布局向著(zhù)數字化發(fā)展，對于更智能、高效的配電解決方案的需求也日益增加。 實(shí)現智慧配電，首先需要采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據分析及人工智能等現代信息技術(shù)，對高低壓配電柜、配電箱等電氣設備實(shí)施智慧化監管。電力能源管理系統網(wǎng)絡(luò )架構可以將變電所、云端和客戶(hù)端三者互聯(lián)，并通過(guò)3G、4G或者以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)來(lái)對數據進(jìn)行傳輸,其中LoRa主要用于支持系統監測數據的收集。 得益于LoRa技術(shù)的低功耗、穿透性強等特點(diǎn)，基于LoRa或LoRaWAN 的多功能電表、測溫儀以及電氣火災監測裝置，可安裝于配電箱和配電房?jì)�，為電力企業(yè)提供有關(guān)配用電管理的數據支持，也幫助表計行業(yè)簡(jiǎn)化流程、降低運營(yíng)成本。 此外，電力行業(yè)也在加強微電網(wǎng)和充電樁的建設。由于微電網(wǎng)在搭建過(guò)程中需要監測各層面的發(fā)電數據、用電數據以及儲能數據，通過(guò)將基于LoRa的傳感器接入微電網(wǎng)中，可對分布各地的能源系統實(shí)現遠距離、精準監管。在充電樁部署方面，在信號接收不佳、公網(wǎng)組網(wǎng)不便的應用場(chǎng)景中，LoRa能夠用于自組網(wǎng)的智能充電樁，支持區域數據匯集、用電量監測和有序充電控制等功能。 低碳化與數字化正成為電力行業(yè)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵趨勢。Semtech將持續推動(dòng)LoRa生態(tài)圈的發(fā)展，從電源側清潔替代，到提高終端用能設備的電氣化率、賦能數字化轉型，全面助力電力行業(yè)實(shí)現“雙碳”目標。單的網(wǎng)關(guān)固件升級來(lái)啟用新功能。 |
