重磅调研报告 | 浙江省能源电力数字化转型成果和协同创新生态研究（二）-第7页-北极星火力发电网

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2.2.2数字化加强储能电站安全运维

储能电站数字化应用主要在电站的安全运维环节。通过大数据、云计算、人工智能等新技术，开展电化学储能电站状态分析、预判和主动预警，实现运行维护的提前判断、故障及早排查，实现管理模式逐渐由“粗放式”走向“精细化”，让越来越多的储能电站更安全、更可靠、更经济、更长久。

2.2.3案例

案例1：浙江省储能电站大数据平台

① 项目背景

浙江省储能电站大数据平台通过边缘端海量电池数据的采集转发与边缘计算，并协同云端内建的高效人工智能与数据挖掘算法，基于储能电池运行实时数据与历史数据，实现电芯级的储能电池健康状态诊断，以及剩余寿命、状态的预测与评估。

② 项目功能

浙江省储能电站大数据平台分为三个子系统，协同实现储能电池的安全性、可靠性、经济性管控。一是基于边缘计算的快速诊断系统：主要实现包括数据采集、预处理、通信规约统一及数据转发，同时联动云端实现边缘侧算法动态更新、安全阈值动态更新并实现就地快速诊断。二是基于云网大数据的分析系统：主要集成多种人工智能算法，构建对储能电站健康状态、剩余寿命、状态预测的评估模型，并基于不同储能电站的历史运行数据进行存储，通过电芯级诊断分析，勾勒储能电池健康面貌和生命特征，提前预测安全隐患。三是可视化Web展示系统：主要包括地图首页、电站总览、实时监侧、电池诊断、诊断报告、电站评估、告警管理等功能，对云端大数据分析结果进行可视化展示。

③ 项目亮点（成效）

主要体现在以下三个方面：

丰富储能电站的安全管控措施：依托储能电池的全生命周期监测，基于历史数据与实时数据，利用大数据与人工智能等技术手段为其匹配多重的安全预警参数和安全报警阈值，提前预测电池安全隐患，构建智能型储能电站安全评价体系，为储能安全状态评估提供参考。

降低储能电站的安全运维成本：国家能源局变革型技术专题项目《储能关键技术及应用发展趋势》预测，预计到2025年、2030年、2035年电化学储能项目装机规模将分别达到12GW、30GW、65GW，按照磷酸铁锂功率成本4500元/kW计算，2025年、2030年、2035年电化学储能电站运维成本将分别达到10.8亿元/年、27.0亿元/年、58.5亿元/年。通过本平台的建设，首先可以通过电池诊断分析给出的运行优化策略，延长电池使用寿命，保障电池的经济性运行；其次可以逐步实现储能电站少人值守，甚至无人值守；最后安全问题得到更高保障，同时降低成本。

助力储能电站的运维标准修编：监测不同工况、不同批次、不同电站的储能电池运行数据，平台基于运行工况数据与检修数据的多维度分析，可以给储能电站运维检修提出指导意见，并对储能电站的安全运维标准的修编提供参考。

案例2：基于云边协同的储能电站状态评估与智能预警平台项目

① 项目背景

宁波杭湾新区的越瓷变电站，2020年建设电网侧6MW/8.4MWh前湾储能电站并正式投运。本项目在前湾储能电站已有的SCADA系统基础上，建设基于云边协同的储能电站状态评估与智能预警平台。

② 项目功能

1）基于云存储的储能电站大数据分析系统

将储能电站上传电压、电流等数据划分历史数据和实时数据，区分结构化数据和非结构化数据；基于电池储能系统分布式数据的存储和分类，利用改进的电池储能系统实时数据有效更新和再存储，保证信息的更新存储效率，减小数据的丢失率，形成稳定的数据模式；利用基于大数据和分布式处理技术，对实时数据进行并行式优化分布、并行式片段处理，从而保证数据处理高速性，提高数据响应和更新数度。挖掘构建储能电站荷电状态评估模型、健康状态评估、剩余寿命评估模型、电池失效评估模型等，为边缘计算模块提供模型基础。

2）基于边缘计算的储能电站运行辅助决策系统

将大数据分析系统建立的储能电站健康状态和剩余寿命评估模型载入边缘计算控制设备，使得控制设备具有精确评估电池健康状态和剩余寿命的能力。通过将边缘计算设备与云网大数据分析系统结合形成优化控制闭环，既能发挥大数据系统的数据挖掘和模型快速训练的优势，又能加快控制设备的实时计算处理能力。

在储能电站能量管理系统实现储能电站多功能高效应用的同时，运行辅助决策系统能够根据所评估的电站综合状态对控制流程进行修正，为储能电站的精细化控制管理提供运行方案支持。系统可以结合储能和变流器剩余容量、电池健康状态，为储能电站与电网交互作用给出运行方案，如参与系统一次调频服务，AGC/AVC服务，分布式电源波动平抑，区域源、网、荷、储协调控制，系统电能质量控制，动态无功调节等服务。

3）基于边缘计算的储能电站智能运维系统

围绕大容量储能电站的远程监控与管理、远程故障诊断、故障智能预测、健康监测及智能分析等方面的功能需求，结合大数据分析，建立基于边缘计算的储能系统综合管理与运维技术平台。对接入的储能系统进行实时监控；通过数据挖掘技术，运用多种基于人工智能算法（神经网络、关联规则等）的数据挖掘技术，进行电站远程故障诊断和预测分析。评估各储能站点运行情况，预测潜在失效事件，实现系统持续动态优化。实现对储能电站及其关键部件（储能电池）的远程监控、诊断、预测和维护。

③ 项目亮点（成效）

一是双线联动：线上储能电站状态评估与智能预警平台+线下运维装备，建立预测、检测、分析、处理、反馈的运维闭环，有效提升储能电池运检能力；

二是内外结合：电池外特性表征研究+内部电化学机理研究，建立内外关联性，有效提供运维改善策略；

三是云边协同：云网大数据分析系统+边缘计算智能网关，建立云边互补的线上系统，满足快速响应的同时提供大数据分析平台；

四是数据闭环：实现数据采集→边缘计算及存储转发→云端大数据分析诊断→就地算法动态更新→线下检测的数据流完整闭环，实现储能电站电池的数据全生命周期管理。

2.3能源电力传输

我国能源资源与电力负荷分布的不均衡，决定了“西电东送”是我国的必然选择：从能源资源多、电力负荷小的区域向能源资源少、电力负荷大的区域进行远距离、大容量电能输送。2021年4月《国家电网公司能源互联网规划》提出，紧密围绕实现双碳目标和构建新型电力系统，规划建设能源互联网。以坚强网架为平台，促进多能互补，多元互动，确保能源安全供应。目前我国特高压交流1000kV、直流±800kV系列成套装备已实现国产化，在电压等级、输电距离、传输容量、关键设备等方面整体达到国际领先水平。随着新能源发电渗透率的不断提高，对整个电力传输形成巨大挑战，一方面需要积极促进电源侧多能互补，完善省间互济共享和旋转备用共享机制，另一方面充分利用柔性配电、虚拟电厂、电化学储能、有序充电等技术，加强配电网互联互通和智能控制，不断强化配电网资源配置作用，促进高比例分布式新能源就地消纳。

2.3.1电力传输发展趋势

(1) 盈利空间压缩，精益化运营成关键

在新型电力系统中，“配售”分离后，电网主体的盈利方式从原来的“吃差价”转变为收取“过网费”，输配电成本由政府核定，电网企业一方面要保证电网投资、技术升级、加强服务来应对更大不确定性；一方面要精打细算，将成本控制在政府核定的范围之内，对整个输配电网络的精益化管理成为企业运营的关键。

(2) “三高”特性突出，运行模式有待研究

浙江电力系统“高比例清洁能源、高比例电力电子设备、高比例外来电”的“三高”特性已越来越突出。对于“三高”系统的稳定机理需要深入的研究，例如高比例新能源接入的仿真技术，协同规划、实时优化技术、安全防御技术等。新能源并入电网存在多种并网模式，不同模式对于电网的承载能力的影响评估结果，将会影响新能源投资项目的造价、工程周期以及后续的安全经济运行，影响到新能源企业的营商环境。

2.3.2数字化赋能电网弹性提升

能源互联网形态下多元融合高弹性电网，是能源互联网浙江实践的核心载体，是传统电网向海量资源被唤醒、源网荷储全交互、安全效率双提升的电网升级，具有高承载、高互动、高自愈、高效能四项能力，能够解决电网源荷缺乏互动、安全依赖冗余、平衡能力缩水、提效手段匮乏等现实问题。

2020年3月16日，国网浙江省电力有限公司印发了能源互联网形态下多元融合高弹性电网需求响应2021~2023年行动计划。计划到2023年，唤醒百万千瓦级互动资源，瓶颈设备100%在线动态增容，清洁能源消纳隐性成本和负荷互动成本全疏导，延缓电网投资20%，助力全社会用能成本降低，基本建成多元融合高弹性电网。

2.3.3案例

以下将重点呈现在输电侧的案例。

案例1：电网动态增容

① 项目背景

随着社会经济持续快速增长，用电负荷增长迅速，而输电线路廊道资源日益稀缺，土地成本不断增加，以往通过新建线路廊道解决“卡脖子”的思路，已无法适应新的发展理念。虽然浙江电网总体坚强，但大受电轻负荷时段部分断面重载、满载情况仍比较突出，个别区域、个别时段仍存在局部区域电网受限的情况，部分地区甚至还有拉闸限电的情况发生，输电通道重载、受限亟待解决。随着无线传感、企业中台、智能感知等技术应用的发展，设备智能感知、全景展示、精准评价、主动预警和智能研判水平不断提高，为开展输电线路动态增容奠定了坚实的基础。(DLR— Dynamic Line Rating)。

② 项目功能

输电线路动态增容技术通过调用业务中台6大中心17项服务，收集调控云、气象局、pms系统、输变电在线监测系统等多个源端平台数据，打破专业数据之间壁垒；在保证系统稳定、设备安全的前提下，通过对线路的运行状况和外界环境进行实时监测和分析，充分利用现有在线监测数据，实时计算出满足热稳定限额的最大输送容量；根据计算结果进行实时调整输送容量，充分挖掘现有线路负载能力的潜能，提高输电线路的输送能力，同时减少输电设备的投资。

关键工作包括：输电模型设计（组织89类输电本专业模型设计，参与27类共性模型设计）；业务需求沉淀（提出64项业务需求，共沉淀成26个中台服务）；源端数据接入（输电资源资产、输电移动巡检系统、输电在线监测系统数据接入）。