中國電科院推廣應用非介入式負荷辨識應用模塊

　　10月26日，中國電力科學研究院有限公司計量所互感器技術團隊開展非介入式負荷辨識試驗。利用自主研發(fā)的非介入式負荷辨識應用模塊，技術團隊根據(jù)波形回放仿真平臺輸出的數(shù)據(jù)，分析試驗設備的典型電氣特征，開展負荷辨識模型訓練。

　　工業(yè)客戶使用的專用變壓器容量一般在315千伏安及以上，同時企業(yè)運行設備類型多、內部用電情況復雜、負荷性質甄別難度大，亟須通過數(shù)字化技術，實現(xiàn)不同生產設備的運行狀態(tài)跟蹤及用電量測算，助力企業(yè)智慧用電。

技術團隊成員在現(xiàn)場開展波形數(shù)據(jù)錄制工作。　　易姝慧 攝

　　中國電科院計量所互感器技術團隊采用數(shù)字化手段，通過數(shù)字模式識別算法分解工業(yè)客戶用電負荷成分，建立設備負荷特征模型庫，實現(xiàn)客戶用電設備狀態(tài)數(shù)字化監(jiān)測分析。2020年年底，基于設備負荷特征模型庫及數(shù)據(jù)集，技術團隊開展非介入式負荷辨識模型的數(shù)字化訓練和自適應調參，固化負荷辨識模組，研發(fā)了非介入式負荷辨識應用模塊。

　　建立設備負荷特征模型庫

　　10月24日，技術團隊結合采錄的攪拌機電氣波形，在實驗室中開展波形提取試驗，獲得此類設備負荷辨識模型算法參數(shù)，優(yōu)化攪拌機全周期負荷特征模型庫。

　　生產設備運行時的電壓、電流波形具備可辨識的電氣特征。“如果把生產設備比作人，那電氣特征就像是人的照片。想要看照片認人，就要能識別出人的面部特點，對識別生產設備來說就是識別其電氣特征。這也是一個難點。”技術團隊負責人張軍說。

　　2018年至2021年，技術團隊選取多家工廠實地大量采錄生產設備波形。在每次采錄中，技術團隊按照每秒一萬個采樣點的頻率，記錄多個目標設備在完整生產周期過程的電氣波形，形成多種設備混疊波形。

　　基于每段波形，技術團隊通過波形切割及頻譜提取技術對波形進行信號處理與分析，提取信號特征，匹配對應的生產設備，直觀展示不同用電設備在不同運行階段的電氣特征數(shù)據(jù)，形成設備負荷辨識模型算法訓練參數(shù)。

　　“一套參數(shù)就涵蓋了這類設備開啟時、暫態(tài)過程以及運行時的電氣特征數(shù)據(jù)，多套參數(shù)就組成了多種設備負荷特征模型庫。”技術團隊骨干吳平說。

　　技術團隊不斷豐富設備負荷特征模型庫，目前，已針對水泥制造、紡織業(yè)等15個行業(yè)，提取打樁機、碎石機、定型機、印染機等70種生產設備的數(shù)字化電氣特征數(shù)據(jù)，為非介入式負荷辨識技術應用打下數(shù)據(jù)基礎。

　　實現(xiàn)設備負荷精準感知

　　10月27日，青島供電公司員工王曉然對青島建一混凝土有限公司進行設備負荷核定工作。與以往不同，此次核定工作采用了非介入式負荷辨識應用模塊感知企業(yè)不同設備負荷。

　　設備負荷核定是幫助客戶準確評估可調節(jié)負荷資源的重要手段，主要包括保安負荷核定和可調節(jié)負荷核定。由于工業(yè)客戶負荷類型復雜、涉及用電設備較多，此前，供電公司往往采用上門摸排或電話調研的方式了解客戶設備運行情況和生產安排，以此測算客戶的保安負荷和可調節(jié)負荷大小，不僅操作復雜、工作量大，而且結果也不夠精準。

　　“設備負荷核定工作可以讓客戶知道自己哪些設備可調節(jié)、可調節(jié)的量是多少，深入?yún)⑴c需求側響應。”王曉然說。

　　自2021年起，中國電科院計量所與國網(wǎng)山東省電力公司合作，選取青島地區(qū)典型客戶試點應用非介入式負荷辨識應用模塊。“如果可以實時感知到具體設備的用電情況，將給各類需要與客戶交互的業(yè)務提供強大的技術支撐。”國網(wǎng)山東電力營銷部計量處處長郭亮說。

　　青島建一混凝土有限公司是試點應用該模塊的客戶之一。核定客戶保安負荷時，青島供電公司員工根據(jù)企業(yè)春節(jié)假期的最低功率和模塊最近一周辨識的客戶常開設備負荷，最終核定該企業(yè)的保安負荷為350千瓦。核定客戶可調節(jié)負荷時，青島供電公司員工選取青島建一混凝土有限公司連續(xù)兩周的用電數(shù)據(jù)作為參考，分析典型生產設備負荷在企業(yè)工作時段和休息時段的變化，讓該企業(yè)更加清楚地掌握了設備用電情況，優(yōu)化自身生產安排。

　　非介入式負荷辨識應用模塊不僅方便了工業(yè)客戶需求側管理，還為企業(yè)帶來可觀的效益。

　　“自從安裝了非介入式負荷辨識應用模塊，我們對自家企業(yè)的用電情況了如指掌。以前供電公司來走訪調研可調節(jié)負荷，我們很難說清楚設備情況。現(xiàn)在有了這種負荷監(jiān)測模塊，我們對自身設備負荷更有數(shù)了，也完全具備了參與需求響應的能力，可以獲得相應的補貼。”青島建一混凝土有限公司電氣負責人說。

　　目前，非介入式負荷辨識應用模塊已經(jīng)在青島地區(qū)逐步投入使用，256戶客戶參與試點，涉及5個行業(yè)類別的19種主要生產設備類型，可調節(jié)負荷規(guī)模35197千瓦。

　　服務企業(yè)用電安全

　　10月22日，通過非介入式負荷辨識應用模塊回傳的數(shù)據(jù)，青島供電公司營銷部計量專責常青發(fā)現(xiàn)扶桑化學(青島)有限公司顎式破碎機設備負荷超出安全范圍。他立即通知客戶，及時幫助企業(yè)調整可調節(jié)負荷容量，保障企業(yè)用電安全。

　　“該企業(yè)一共有5條內部電力線路，為磨機、引風機、顎式破碎機及其他設備供電。以前我們只能看到客戶每天用了多少電，但并不知道每條線路、每類設備的負荷情況。”青島供電公司營銷部大客戶經(jīng)理陳雷說。

　　自6月開始，技術團隊與青島供電公司計量運維專業(yè)員工梳理扶桑化學(青島)有限公司生產設備歷史負荷，基于非介入式負荷辨識應用模塊，連續(xù)兩個月監(jiān)測客戶各類設備運行功率，辨識企業(yè)各生產供電線路實際運行設備負荷規(guī)律，為各類型生產設備設定了負荷可調節(jié)范圍。

　　同時，技術團隊還結合客戶生產管理情況，開展生產供電線路精準控制模擬驗證。一旦客戶側支路斷路器隔離開關跳開，非介入式負荷辨識應用模塊會快速識別負荷異常變化，15秒內生成辨識結果并上報主站，實現(xiàn)對企業(yè)內部電力線路和各類設備負荷的實時監(jiān)測，提升客戶對生產用電情況的感知水平。（楊亞迪 易姝慧）