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智慧电力 打造美丽津城新生活

要闻

第六届世界智能大会

  天津北方网讯:科技改变世界,智慧创造未来。 

  每当夜晚降临,天津海河两岸星光闪烁,灯火璀璨。

  新时代的天津,正在人工智能新技术的浪潮中起舞弄清影,阔步向未来。以新型电力系统为代表的电网智能技术,成为落实国家发展战略的新引擎。国网天津电力将践行国家“双碳”战略,加快推动《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》落地,打造电力“双碳”先行示范区,这是新时代赋予国网天津电力的光荣使命,在新征程上书写崭新篇章──“智慧电力,打造美丽津城新生活”。

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  国网天津高压公司员工对1000千伏特高压廊河一线使用无人机开展巡检工作。 马腾飞/摄

  “智能充电机器人” 你可以相信

  【场景】6月20日,在中新天津生态城泰八路公交站内,随着机器人机械臂自主移动,精确地将充电枪插入一辆纯电动公交车,自动完成插接并充电。在充电操作任务完成后,调试人员使用手机远程操作机器人将充电枪拔出,顺利完成了一次纯电动公交车的全部充电流程。这个机器人被称作“智能充电机器人”。

  该机器人研发团队负责人、“时代楷模”“改革先锋”国网天津滨海公司运维检修部配电抢修班班长张黎明介绍说:“由于项目突破的技术涵盖复杂环境三维建模、目标精准感知与定位、狭小空间机器人运动规划和智能控制等领域,因此该技术还可以应用到消防、输电、用电等智能电力机器人装备上,实现技术链和产业链的延伸。”

  这个让你永远可以相信的机器人,搭载了轻量化机械臂、视觉传感器、5G通信模块等先进设备,可以智能感知车辆停靠位置并准确识别车辆充电口,利用机械臂完成插枪充电至满电拔枪的全部充电过程,彻底代替人工,智能性也让机器人的实用性大大增强。目前这个机器人所拥有的智能技术经过迭代,还在天津市津门湖综合充电服务中心“上岗”,为客户提供美妙的充电体验。

  作为一种新兴颠覆性的技术,人工智能正在释放着科技革命与产业革命的巨大能量。如今,人们身边常见的有智能扫地机器人、智能冰箱、智慧路灯。现在,连给爱车充个电都可以让机器人轻松搞定,可见,人工智能正在逐步改变着人们生产生活的方式。

  【未来畅想】数字化和低碳化是人类社会发展最重大的两大趋势,两者相互驱动、相互促进,是推动人类社会绿色发展的双引擎。人工智能技术不仅在电力行业广泛并深度应用,还将推广至救援、勘探、矿上等其他行业。

  预测未来的最好方式,就是创造未来。国网天津电力将持续加大自主创新,进一步加强各种机器人的技术攻关,推动人工智能等相关技术在电网设备巡检等领域广泛应用,带动电力机器人产业链飞速发展,推动智慧城市从智能化向智慧化发展。低碳智慧出行、智慧应急、智慧充电、智慧停车、智慧旅游、智慧公安……未来的城市将无处不“智能”,无处不“智慧”。

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  国网天津宝坻公司共产党员服务队在小辛码头村开展安全用电检查。 李津/摄

   “双碳” 驱动“一园一村”绿色发展

  【场景】传送带联动多个生产线,工人与智能设备高效协作,制造车间内成套装备封闭、静悄悄运转……6月22日,走进从事锂离子电池材料的生产企业天津国安盟固利新材料科技有限公司生产车间,满眼尽是繁忙景象。

  在距离该企业4千米的天津市宝坻区九园工业园区管委会,该企业的碳排放数据通过天津电力碳中和支撑服务平台详细显示在业务展示屏上。

  近年来,宝坻九园工业园区和小辛码头村分别依托新能源、新材料、高端装备产业集群和绿色乡村游被称为“一园一村”,颇具知名度。据管委会工作人员介绍,目前,该平台已接入包括该企业在内的“一园一村”151家企业和88家农户的煤、油、气、电、热等能源消耗数据,从区域、行业、企业、乡村维度,围绕指标监测、减排管理、零碳规划、经济测算等方面,构建“一园一村”碳中和支撑体系,推动园区产业升级和乡村生态高质量发展。

  利用已接入的数据,该平台可精准分析园区内企业的生产流程、能源消费结构及碳排放特性,为其提供碳排放数据实时监测、预警、对标等服务,科学研判园区碳中和进程。围绕小辛码头村特色旅游,该平台可统计分析餐饮、住宿、交通、购物、娱乐各个环节的碳排放量,打造乡村旅游碳足迹模型,形成不同时间维度的旅游碳足迹排放清单。同时,该平台还可从乡村碳达峰预测、节能减排方案规划、碳中和评估三个层次全面展示乡村“双碳”发展路径,助推乡村低碳发展。

  盟固利新材料科技有限公司生产部负责人愈洪亮介绍说:“因特殊的生产工艺,仅制氧工序,企业每天用电量就达5万度,月均用电量900万度,是耗能大户。如何落实政府低碳生产要求,科学调节生产,控制碳排放,一直是困难企业的难题。”伴随企业生产数据导入平台,该企业将享受到平台提供的碳电子账单等一系列服务,可以准确掌握季度排碳总量、电费总额及用电量在园区工业企业的排名等信息,并通过季度排碳同比分析、月度排碳量图表比对掌握生产用能变化,调整生产经营流程。

  在潮白新河之畔,有“千年古渡”之称的小辛码头村,一个建有2排车棚和8座充电桩的充电站格外显眼。

  国网天津宝坻公司营销部综合能源技术管理专责张涛介绍说:“我们将发电功率为14.85千瓦的光伏车棚与1套62.5千瓦的储能装置搭配,形成了‘光伏+储能’的联动模式。该模式利用了储能技术快速响应、双向调节、能量缓冲的特性,将充电之余的光伏电量或夜间谷段电量进行储存,在极大提高光伏系统的调节能力,实现光伏所发电量就地消纳的同时,可与电网形成良好互动。”

  充电站中4座V2G(车网互动)充电桩格外吸引人。电动汽车车主不仅能利用V2G给爱车充电,还能向电网送电,这既有利于电网整体安全平稳运行,车主还能获得一定的“收益”。按照充电站每年提供充电服务2000次、充电电量5.3万千瓦时进行估算,此4台V2G充电桩每年可减少燃油消耗2.13万升,减排二氧化碳约50吨。

  据国网天津市电力公司发展部规划二处处长迟福建介绍,2021年,遵循创新、协调、绿色、开放、共享的原则,国网天津电力建设碳中和支撑服务平台,启动示范工程建设。构建“光伏+储能”用能模式、部署V2G充电桩、风电入网等都是宝坻“一园一村”“双碳”示范工程的建设内容,整体建设正在加速进行中。

  【未来畅想】国网天津电力将在“一园一村”内建设新型电力系统、低碳交通网络、低碳建筑楼宇、智慧市政网络,实施全域“多表合一”、智慧物联体系、“能源大脑”等工程,开展“能流-碳流”综合分析、区域碳中和评估、碳资产管理辅助功能开发,提供能源实时监控、智慧节能等服务。依据建设规划,到2023年底前,“一园一村”将初步建成以绿电为中心的现代能源体系,清洁能源装机达到255兆瓦,清洁能源电量占比达到65%;园区企业综合能源应用率达到70%,低碳经济贡献度达到64%。小辛码村实现“碳中和”,实现乡村“碳汇”试点运营。到2025年,“一园一村”清洁能源装机达到299.4兆瓦,清洁能源电量占比达到75%,初步构建绿色循环经济体系,示范引领作用将全面显现,一批可复制、可推广的新技术、新模式将走向全国。

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  津门湖新能源车综合 服务中心全景。李津/摄

  绿色“津门湖” 打造智能“充电超市”

  【场景】“今天在‘津门湖’体验了一把‘黑科技’!”

  6月19日,新能源车主张先生在天津津门湖新能源车综合服务中心,头一回享受到机器人给自己爱车进行的自动充电服务。充满好奇心的他将充电过程拍成一段视频发到了“朋友圈”,引来一片点赞。

  “这台机器人由‘时代楷模’‘改革先锋’国网天津滨海公司运维检修部配电抢修班班长张黎明创新团队研发,是国内首个乘用车领域智能多工位自动充电机器人。”津门湖新能源车综合服务中心专责席燕军自豪地向张先生介绍,“您别看这个机器人外表简单,内部可精密了!视觉人工智能技术和双目摄像头让它有了‘视觉’,磁条融合技术、力控感知技术让它有了‘触觉’。您看,通过地面上的磁条,机器人便能感知到车辆的位置,车停歪一点也没问题。它还能模拟人手动作,在充电枪插接过程中不断调整力矩,避免对充电接口造成损坏。”

  津门湖新能源车综合服务中心,是由国网天津电力建设并于去年7月投入使用,集“政府监管、品牌运营、产品体验、技术开发、多站融合”等功能场景于一体,共有71个充电车位,是目前本市规模最大的公共充电站,预计全年充电量将达到约500万千瓦时。在这里,除了机器人自动充电,还有无线充电、即插即充、自动换电等充电方式,形式多样的充电方式“任君挑选”,犹如走进了一座大型“充电超市”。

  绿色发展的理念不仅体现在服务对象上,也体现在建筑自身的能源利用方式上。852块太阳能板铺设在津门湖新能源车综合服务中心车棚和充电站屋顶上,光伏总装机容量达到379千瓦,储能装机容量达0.5兆瓦/1兆瓦时,与充电桩一同构建起“光储充换”系统。“一天的光伏发电量大概在1200度左右,不仅可以满足整栋办公楼的用电,剩余大概30%光伏发电量还可以满足部分车辆的充电需求。”席燕军说。

  充电设施和“光储充换”的实时运行情况,都被记录在“绿色能源管理服务平台”。该平台就好比是津门湖新能源车综合服务中心的“智慧大脑”,能实时监测室外充电桩包括充电电量、剩余充电时间等,还能实时采集、计算光伏发电、用电情况,并通过智能算法进一步提高绿电的使用效率。席燕军介绍:“通过使用经济运行的能源调控策略,在夜间利用谷段电价实现储电,在中午高峰电价时期进行放电,一方面产生部分经济效益,另一方面还可以实现电网的削峰填谷,减小高峰时期电网的运行压力。根据平台数据显示,整站投入运行11个月以来,已经实现二氧化碳减排3247.4吨,在经济运行模式下节约电费大概在36.62万元左右。

  值得一提的是,该中心还建有全国首个车联网体系化运营平台,累计接入充电桩1.3万个,服务电动汽车超过27万辆。前不久,该中心还启动了“购车办电-装桩接电-充电服务-增值服务”联网通办业务,将购车安装充电桩时间缩减至5天。目前,国网天津电力已在全市建成了“0.9、3、5”(中心区0.9千米、市区3千米、郊区5千米)充电服务圈,高速公路天津段实现充电设施全覆盖,13条高速公路建有充电站50座、充电桩233台,为全市构筑起一张绿色低碳的出行网络。

  【未来畅想】位于“滨城”网红图书馆东南侧,一座拥有“碳结构”造型的光伏车棚、科技范十足的建筑不久后即将从图纸“走向”现实,这是国网天津电力全新打造的滨海(于家堡)智慧综合充电示范站。

  国网天津滨海公司营销部市场拓展工李少雄介绍:“滨海(于家堡)示范站依靠车棚光伏组件和屋顶光伏光热系统,可以实现电力自给,富余的电能将提供新能源车充电。同时,示范站还可以通过跨省绿电交易,获取来自远方的光电、风电等绿色电能,实现“零碳”运行。示范站配备了交流有序充电桩、直流快速充电堆等充电设施,充电车位数量超过80个,可以满足车主的差异化充电需求。

  在有“京津桥头堡”之称的武清区,位于城际武清站北侧的小镇、威尼都购物商圈内,另一座城市综合充电示范站也正在加紧建设。新能源车主从一进门就能感受无所不在的智能:通过智能道闸能够实现自动识别并放行新能源汽车,免去了燃油车占位的困扰。站内设有56个充换电车位并配有光伏车棚,在满足站内光伏电能本地交互的同时,还可以实现无感知电池状态检测。车主可以通过扫描站内二维码关注微信公众号,订制充电提醒功能,在逛街的同时了解充电进度,做到购物充电“两不误”。

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  国网天津蓟州公司员工对35千伏渔下线进行巡视。 王建慧/摄

  电力大数据 为乡村振兴插上翅膀

  【场景】春天看一场满山的梨花,夏天体验一次常州村山美水美的精品民宿,秋天浏览红绿交融的十里红色文化长廊,冬天在冰雪乐园来一场精彩的亲子大冒险。现在的天津市蓟州区下营镇春夏秋冬,每个季节都是旅游胜地……

  可是几年前的下营山村还不是这个样子,山里暖得晚,冷得早,满打满算一年有效经营期才六七个月。“最开始,山里农家院是开起来了,但是游客入住率并不理想,大都集中在夏季和周末。”6月19日,正忙着接待游客的农家院荣聚园的老板娘王翠华介绍说。

  村里用电负荷波动大、季节性强的特点都被电力大数据记录了下来。早在2019年,国网天津市电力公司就依托天津市能源大数据中心,将电力大数据分析服务应用于社会民生、辅助政府决策。

  用数据看实际,以数据观发展。“通过电力信息采集系统对该村电力负荷数据的采集,我们发现团山子村农家院的用电负荷伴随季节变化,最高、最低相差近3倍。”国网天津蓟州公司副总经理盛继光说,“我们发现当时的团山子村经济发展薄弱点,预测团山子村经济发展能够在丰富山村周边娱乐设施多样性上下功夫。”

  正是依托于电力大数据的应用,国网天津蓟州公司对农村电网进行分析研判,2020年8月,对山区的电力设备进行了绝缘化改造配套升级。同年,团山子村对旅游设施进行了升级改造,将梨园改造成为以亲子探险类为主题的游乐场,吸引了很多的游客,山村经济一下子“火”了,京津冀周边的游客纷至沓来,崭新的电网为经济发展提供了充足的电力保障。

  服务乡村经济发展,助力乡村振兴战略落地,国网天津电力充分发挥电力数据实时性强、准确度高、与生产生活相关性强的特点,构建乡村振兴电力指数评价体系,从产业、宜居、文教、民生等方面对蓟州区乡村振兴示范村等重点村落发展情况进行分析评估。

  “有了大数据的支撑,我们提前发现了蓟州区19个乡镇对用电增长的迫切需求,经过几轮电网升级,现在蓟州农村户均电力容量提升近2.5倍,部分电取暖集中区域增长了近5倍。”盛继光说。

  “山里冬天来得早,以前过了十月份游客就没多少,自打开发了冬季旅游,冬天的游客一点儿不比夏天少。我们今年年初又加装了一台空气源热泵给住宿的游客供暖,赶在夏季到来前又安装了17台空调。供电有了保障,我们的致富信心也足了。”王翠华高兴地说。

  【未来畅想】发展新农村,深入推进“互联网+”、5G技术应用的农业旅游新业态,以数字赋能乡村振兴建设正拉开序幕。国网天津信通公司数据管理服务中心主任江黛茹介绍:“下一步,我们将借鉴国内先进电力数据分析经验,汇集经济、人口等数据,细化完善指标体系,常态开展防返贫、乡村振兴示范村等专项监测,助力乡村振兴工作不断走深走实,用‘大数据’智慧描绘乡村振兴新蓝图。”

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  “时代楷模”“改革先锋”张黎明为百姓讲解电动汽车充电注意事项。 李津/摄

  输电线路怎么保证安全运行?

  ──让智能无人机飞一会儿!

  【场景】特高压线路作为电网“主动脉”,其运行安全至关重要。在天津境内,特高压密集输电通道全长198.321千米,其中输送容量达到4400万千瓦,是国家电网公司额定输送负荷最大的重要输电通道之一。

  6月20日,在天津特高压输电线路密集通道处,随着现场工作人员一键式点击“开始”指令,“车载智能机巢”中的3架智能无人机依次飞向铁塔和线路上空,开始了对通道上的杆塔的自主“飞行”巡检。

  无人机号称“空中机器人”,现在已经广泛应用在搜救、运输、交通监测、农业测绘、消防、电力巡检等领域。

  以前,电力施工架线、线路巡视都是靠人工,电力工人千辛万苦地翻山越岭,爬高塔、走电线,不仅耗时耗资,安全更是一个很大的隐患。如今,在电网运行领域,无人机以它特有的功能大显身手。用无人机代替电力工人将架线的牵引绳拉过去,架线的效率和安全性得到很大提升。无人机还可以解决哪些问题?对于输电线路来说,无人机巡检与航拍相似,可以利用拍摄到的图像对线路的数据进行分析,不用登塔检查,就可以判定是否需要维修或者更换,极大提高了工作效率,降低了作业人员高空坠落的作业风险。利用无人机进行巡检也正趋于智能化。

  “车载智能机巢”是一款聚焦无人机野外作业的一体化自主充电移动储运管理仓,可以称作是一台集无人机自动放飞和收回、自动充放电、储运管理等功能为一体的“智能移动巡检车”。机巢可依次派出3架不同功能的无人机,实现杆塔精细化自主巡检、倾斜摄影、通道隐患预警等多项作业,成为区域内无人机集群化作业的新模式。作业人员只需要滑动起飞,机巢就可以自动控制、推出无人机开始线路自动巡检作业。

  “这款‘车载智能机巢’是在我们日常巡检工程车上改装的。机巢从方案设计到车辆改装,都是我们自创的思路。机巢的结构和控制方法整体申请了发明专利,在全国目前独一份。”国网天津高压公司无人机巡检工霍庆悦说。“有了车载智能机巢,一个人半小时就可以轻松完成‘三跨’、‘线路密集区’等特殊区域的巡视工作。”

  【未来畅想】

  未来,国网天津电力将加快构建“立体巡检+集中监控”输电运维新模式,随着无人机自主巡检应用深化,可有效弥补人工巡视短板。激光点云和红外检测等技术手段的应用,可快速发现通道树竹超高、设备发热等各类隐患,同时,无人机在非紧固类工程验收、高空异物清理、带电作业辅助检修等复杂作业场景也可以应用,大幅减少基层人员高空作业次数,有效降低安全风险,推动数字技术与输电专业的深度融合,实现电网运行管理数字化转型升级。(津云新闻编辑孙畅)

2022-06-24

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