武漢大學(xué)：現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)的語(yǔ)義化數(shù)據(jù)模型關(guān)鍵技術(shù)探索

王波馬恒瑞2024年5月F目錄一數(shù)據(jù)模型需要新的思考-提出問(wèn)題二數(shù)據(jù)模型具有新的挑戰(zhàn)-分析問(wèn)題十一五電網(wǎng)電源協(xié)調(diào)發(fā)展十一五電網(wǎng)電源協(xié)調(diào)發(fā)展十二五四個(gè)革命一個(gè)合作十三五十四五國(guó)家雙碳目標(biāo)新型電力系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)雙碳目標(biāo)新型電力系統(tǒng)配電網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)新時(shí)代十年現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)三基礎(chǔ)兩重要三基礎(chǔ)功能能源綠色轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)載體資源優(yōu)化配置的功能能源綠色轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)載體資源優(yōu)化配置的基礎(chǔ)平臺(tái)十電力優(yōu)質(zhì)供應(yīng)的基礎(chǔ)保障現(xiàn)代——客觀需求現(xiàn)代——客觀需求內(nèi)涵網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)商業(yè)運(yùn)營(yíng)新業(yè)態(tài)市場(chǎng)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)商業(yè)運(yùn)營(yíng)新業(yè)態(tài)市場(chǎng)化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化靈活建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化靈活互聯(lián)化接入微網(wǎng)化架構(gòu)基礎(chǔ)關(guān)鍵核基礎(chǔ)關(guān)鍵核心運(yùn)行控制智能化國(guó)家電網(wǎng)公司《現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)建設(shè)思路》,2023-2高滲透分布式資源并網(wǎng)存在瓶頸1分布式資源接入需求快速增長(zhǎng)巨量分布式柔性負(fù)荷接入要求高柔性負(fù)荷主體突破干萬(wàn)量級(jí)適應(yīng)終端能源電力轉(zhuǎn)型發(fā)展的配套機(jī)制政策相對(duì)滯后口規(guī)劃、管理模式亟需調(diào)整配電網(wǎng)承載力不足多時(shí)標(biāo)、離散連續(xù)混合特征復(fù)雜市場(chǎng)化機(jī)制尚不完善配電網(wǎng)由電能配送網(wǎng)絡(luò)演化為分布式資源高滲透接入、柔性負(fù)荷參與互動(dòng)的“新型局域電力系統(tǒng)”分布式資源不適應(yīng)性方面單戶并網(wǎng)容量單戶并網(wǎng)容量2023年2023年發(fā)生臺(tái)區(qū)反向重/過(guò)載1.7萬(wàn)臺(tái)河北等六家省份近年來(lái)累計(jì)燒毀配變1180河北等六家省份分布式資源不適應(yīng)性方面《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》w 并網(wǎng)點(diǎn)電壓限額在85%-110%額定電壓 !缺乏有效監(jiān)管，為追求利益最大化③調(diào)峰壓力增加④檢修安全風(fēng)險(xiǎn)高為保證分布式光伏的全額消納火電機(jī)組出力集中式新能源火電機(jī)組出力集中式新能源壓至最低國(guó)網(wǎng)山東電力相關(guān)試驗(yàn)未嚴(yán)格開(kāi)展，部分設(shè)備“帶病接網(wǎng)”2022年正月午間負(fù)荷低谷時(shí)段，集中式新能源和10千伏及以上光伏全部停運(yùn)調(diào)峰、火電機(jī)組深度調(diào)峰，才基本滿足電力平衡需求。并網(wǎng)點(diǎn)反送電風(fēng)險(xiǎn)直接威脅檢修人身安全新型并網(wǎng)主體帶來(lái)的不適應(yīng)分布式柔性負(fù)荷不適應(yīng)性方面電動(dòng)汽車方面電動(dòng)汽車方面電動(dòng)汽車充電與負(fù)荷晚高峰時(shí)段高度重疊形成持續(xù)3小時(shí)左右的尖峰負(fù)荷預(yù)計(jì)2025年，充電負(fù)荷峰值達(dá)到288萬(wàn)千瓦10%負(fù)荷“峰上加峰”現(xiàn)象將更加嚴(yán)重負(fù)荷“峰上加峰”現(xiàn)象將更加嚴(yán)重新型并網(wǎng)主體智慧融合-像互聯(lián)網(wǎng)一樣"即插即用互操作"等復(fù)雜特性資源系統(tǒng)管得好接得住系統(tǒng)管得好控得穩(wěn)問(wèn)題：新型并網(wǎng)主體都是跨域的“網(wǎng)外設(shè)備”,跨域協(xié)同互動(dòng)和互操作有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)嗎?目前問(wèn)題：新型并網(wǎng)主體都是跨域的“網(wǎng)外設(shè)備”,跨域協(xié)同互動(dòng)和互操作有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)嗎?目前技術(shù)手段夠嗎?新型并網(wǎng)主體智慧融合-像互聯(lián)網(wǎng)一樣"即插即用互操作"SIEC61970(能量管理系統(tǒng))SIEC61968(配電管理)互操作：SGB/T30149-2019(EMS系統(tǒng)交互)SNIST4.0(智能電網(wǎng)互操作性標(biāo)準(zhǔn)框架)SDL/T860(變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng))IECSemantic(語(yǔ)義互操作白皮書(shū))企標(biāo)(配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端模型規(guī)范)8….…包人熱和國(guó)國(guó)*泛在配電0網(wǎng)智能模型規(guī)NSNISTFramewarkandforSmartGridlaterwh回答：跨域(配電域/用戶域)、跨主體的現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)業(yè)務(wù)資源數(shù)據(jù)模型存在新的挑戰(zhàn)(四性)回答：跨域(配電域/用戶域)、跨主體的現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)業(yè)務(wù)資源數(shù)據(jù)模型存在新的挑戰(zhàn)(四性)F目錄現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)1:域間數(shù)據(jù)模型隨機(jī)化國(guó)家電網(wǎng)公同會(huì)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)典型■配電域和用電域(特別是網(wǎng)外設(shè)備)的源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)多種物理實(shí)體采用了多種異構(gòu)的數(shù)據(jù)模型規(guī)范，形成■配電域和用電域(特別是網(wǎng)外設(shè)備)的源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)多種物理實(shí)體采用了多種異構(gòu)的數(shù)據(jù)模型規(guī)范，形成了碎片化的數(shù)據(jù)孤島?！鼍W(wǎng)外設(shè)備的異構(gòu)數(shù)據(jù)模型供應(yīng)商隨機(jī)、模型規(guī)約隨機(jī)、接入時(shí)空隨機(jī)(隨機(jī)不可計(jì)),傳統(tǒng)面向有限確定性數(shù)據(jù)模型的規(guī)約轉(zhuǎn)換方式覆蓋不了?，F(xiàn)代智慧配電網(wǎng)數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)2:域內(nèi)數(shù)據(jù)模型差異化7E電變580四四網(wǎng)sca同一物理設(shè)備的模型標(biāo)識(shí)不一致1.配變終墻(TTV)配電變壓器監(jiān)測(cè)終端(TT.簡(jiǎn)稱配變終妝)用于對(duì)配電變壓器的體息采集和控制，它實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電變壓器的運(yùn)行工況，并能將采集的信息傳送到主站或其他的智能裝置，提供配電系統(tǒng)遙行控制及管理所需的數(shù)據(jù)，電力物聯(lián)網(wǎng)中的配變終端模型備部分規(guī)范如下.2)配變絆瑞動(dòng)態(tài)屬性16號(hào)1335350號(hào)9彈元1502塔瑞路312號(hào)2%61-20180號(hào)瑞景華庭2404湖北省武漢市洪山區(qū)培南街通黎明社區(qū)居民委員會(huì)東二能燈電廠宿曾188號(hào)1023北省武雙市洪山區(qū)培南街通廣人路社區(qū)居民委員會(huì)廣人路場(chǎng)瀉2112湖北省武雙市洪山區(qū)培南街通方桂因社區(qū)居民委員會(huì)卓刀泉南路腫瘤醫(yī)院家屬區(qū)16號(hào)1335北省武漢市洪山區(qū)培南街通尤李社區(qū)居民委員會(huì)雄楚大街龍港小區(qū)350號(hào)9彈元1502批省武漢市洪山區(qū)珞南街道七二二社區(qū)居民委員會(huì)珞城記語(yǔ)瑞弱312號(hào)261201同一模型標(biāo)識(shí)的內(nèi)容不一致29991894湖北省武漢市洪山區(qū)培南街武路社區(qū)居民委員會(huì)珞琳路率華大夏A1105302329658北省武漢市共山區(qū)酯育師黎明社區(qū)居展場(chǎng)會(huì)瑪延育路倍管標(biāo)宿酵格19號(hào)1519938960674酒北省武漢市洪山區(qū)珞崗鋤道珞桂社區(qū)居民委員會(huì)淺水灣路保利膚水灣3-2-30129991804湖北省武漢市洪山區(qū)培南街道四眼井社區(qū)居民委員會(huì)培瑞路20號(hào)(鵬程國(guó)際)A601301329202測(cè)北省武漢市洪山區(qū)培南街道洪路社區(qū)居民委員會(huì)珞璀路203-1-37301913362漏北省武漢市洪山區(qū)珞商街道方桂西社區(qū)居民委員會(huì)卓刀泉南游芋雅芳鄰二期193704301350130源北省武漢市洪山區(qū)塔南街道元寶林社區(qū)居民委員會(huì)雄楚大道路海最大廈1307712640026涎北省武漢市洪山區(qū)路南街道黎明社區(qū)居民委員會(huì)珞獅商路黎村擦明村A2-70310214074242湖北省武漢市洪山區(qū)塔南街道中建三局社區(qū)居民委員會(huì)珞擲南路中建福地星城二期10-2單元2801設(shè)備部數(shù)字化部■現(xiàn)有內(nèi)部針對(duì)配電域同一業(yè)務(wù)資源的也存在較大差異性，如■現(xiàn)有內(nèi)部針對(duì)配電域同一業(yè)務(wù)資源的也存在較大差異性，如設(shè)備部泛在配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端模型規(guī)范與數(shù)字化部配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端模型規(guī)范兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)同一配電物理設(shè)備的模型標(biāo)識(shí)不一致。■即使經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)治理，域內(nèi)不同部門(mén)的同一模型標(biāo)識(shí)如設(shè)備地址內(nèi)容也會(huì)存在內(nèi)容不一致現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)3:物模型片面化如數(shù)字化部主推的標(biāo)準(zhǔn)中包如數(shù)字化部主推的標(biāo)準(zhǔn)中包含斷路器、傳感器等傳統(tǒng)電分布式能源、充電樁等新型M想1IEC618507-420分布式電源模型(第二版)2IEC6185090-7光伏、儲(chǔ)能與DER逆變器對(duì)象模型(第二版)3IEC6185090-8電動(dòng)車模型4IEC6185090-9儲(chǔ)能模型5IEC6185090-10DER調(diào)度計(jì)劃模型6IEC6185090-6IEC61850在配電自動(dòng)化系統(tǒng)這個(gè)的應(yīng)用7IEC6185090-16智慧能源系統(tǒng)管理需求8IEC6185090-10DER調(diào)度計(jì)劃模型9IEC6185090-27熱能數(shù)據(jù)模型IEC618507-520分布式電源建IEC6185090-23微網(wǎng)數(shù)據(jù)模型■現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中，配電網(wǎng)模型設(shè)計(jì)已基本覆蓋配網(wǎng)主營(yíng)業(yè)務(wù)，但部分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)■現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中，配電網(wǎng)模型設(shè)計(jì)已基本覆蓋配網(wǎng)主營(yíng)業(yè)務(wù)，但部分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電動(dòng)汽車、充電樁、儲(chǔ)能裝置等新型并網(wǎng)主體的數(shù)據(jù)模型尚未覆蓋，各地自有補(bǔ)充規(guī)約。■IECTC57WG17配電自動(dòng)化與分布式電源數(shù)據(jù)模型工作組■DL/TXXX中低壓配用電統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型技術(shù)規(guī)范現(xiàn)有充電樁安裝步驟現(xiàn)有充電樁安裝步驟3定義/說(shuō)法不統(tǒng)一多域、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)、多部門(mén)之間理解錯(cuò)誤多域、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)、多部門(mén)之間0多多域、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)、多部門(mén)之間■不同域、不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)、不同部門(mén)對(duì)于同一設(shè)備/同一操作的定義/說(shuō)法未統(tǒng)一，當(dāng)■不同域、不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)、不同部門(mén)對(duì)于同一設(shè)備/同一操作的定義/說(shuō)法未統(tǒng)一，當(dāng)業(yè)務(wù)涉及多域、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)、多部門(mén)時(shí)，存在理解錯(cuò)誤、互動(dòng)效率低下的問(wèn)題■為什么電子設(shè)備上互聯(lián)網(wǎng)可以那么方便，不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中心而是即插即用?F目錄現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)需要什么樣的數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)?配用電數(shù)據(jù)模型的“結(jié)構(gòu)映射”配用電數(shù)據(jù)模型的“結(jié)構(gòu)映射”appllcationLsyerpresentatiorLsyer②②數(shù)據(jù)鏈路層線路、無(wú)線電、光纖MAC線路、無(wú)線電、光纖MAC地址(網(wǎng)卡固有)針對(duì)特定應(yīng)用的協(xié)議(如.電子郵件協(xié)議E-mal,遠(yuǎn)程登錄協(xié)議SSH,文件傳輸協(xié)議FTP,網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求協(xié)議HTTP)設(shè)備固有的數(shù)據(jù)格式與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換(接受不同負(fù)責(zé)建立和斷開(kāi)通信連接，以及數(shù)據(jù)的分割等理。(何時(shí)建立連接?何時(shí)斷開(kāi)連接?以及保持多久的鏈接?)有了MAC地址和P地址，我們還需要一個(gè)參數(shù)，表劉底供哪個(gè)程序(進(jìn)程)使用(比如是在聊天還是和端口，我們就能實(shí)現(xiàn)程序之間的交流的上方，確定了0和1的分組方式波等方式，它主要規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)的一些電氣特性，作用是負(fù)的電信號(hào)應(yīng)用層應(yīng)用層語(yǔ)義層語(yǔ)義層會(huì)話層會(huì)話層統(tǒng)一物模型獨(dú)立物模型獨(dú)立物模型物理實(shí)體物理實(shí)體可接受的跨域統(tǒng)可接受的跨域統(tǒng)域內(nèi)數(shù)據(jù)如何補(bǔ)充和擴(kuò)展?域間數(shù)據(jù)如何交互和兼容?配用電物模型標(biāo)配用電物模型標(biāo)準(zhǔn)化的核心問(wèn)題··面向配電網(wǎng)存量數(shù)據(jù)模型兼容；·基于抽象映射和設(shè)備自描述的服務(wù)抽象化。·基于面向?qū)ο蟮臉I(yè)務(wù)拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)；·基于邏輯節(jié)點(diǎn)映射的業(yè)務(wù)資源數(shù)據(jù)建模方法。(CIM配網(wǎng)自動(dòng)化、場(chǎng)設(shè)備、配電物聯(lián)網(wǎng))■抽象映射物聯(lián)網(wǎng)化(MQTT、OPCUA等)■模型足夠自描述性測(cè)試隨機(jī)新型并網(wǎng)隨機(jī)新型并網(wǎng)主體主動(dòng)感知配電系統(tǒng)是否有新的并網(wǎng)主體(自發(fā)現(xiàn))?新的并網(wǎng)主體是什么(自識(shí)別配電系統(tǒng)是否有新的并網(wǎng)主體(自發(fā)現(xiàn))?新的并網(wǎng)主體是什么(自識(shí)別)?從能量流角度出發(fā)，智能解析異構(gòu)從能量流角度出發(fā)，智能解析異構(gòu)碎片化的數(shù)據(jù)模型，并提取自描述注冊(cè)序列是較為合適路線目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)中海量隨機(jī)新型并網(wǎng)主體的可測(cè)，保障設(shè)備"控的穩(wěn)”難點(diǎn)：不固定的模型協(xié)議怎么解析?注冊(cè)序列怎么一致性校驗(yàn)?V-I軌跡V-I軌跡主體即插即用隨機(jī)并網(wǎng)主體協(xié)議怎么最小調(diào)試量的轉(zhuǎn)換(互譯)?并網(wǎng)主體如何邊-端注冊(cè)、隨機(jī)并網(wǎng)主體協(xié)議怎么最小調(diào)試量的轉(zhuǎn)換(互譯)?并網(wǎng)主體如何邊-端注冊(cè)、登記、傳輸、校驗(yàn)(自注冊(cè))?從信息流角度出發(fā)，智能解析異構(gòu)從信息流角度出發(fā)，智能解析異構(gòu)碎片化的數(shù)據(jù)模型，并提取自描述注冊(cè)序列是較為合適路線目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)中海量隨機(jī)新型并網(wǎng)主體的可觀，保障系統(tǒng)"接得住”難點(diǎn)：不固定的模型協(xié)議怎么解析?注冊(cè)序列怎么一致性校驗(yàn)?發(fā)起注冊(cè)發(fā)起注冊(cè)建立注冊(cè)通道鏈接傳輸報(bào)文校驗(yàn)注冊(cè)◆注冊(cè)報(bào)文包括：終端ID、文件版本號(hào)、文件修改版本號(hào)、◆智能融合終端與注冊(cè)設(shè)備之間建立注冊(cè)通道，注冊(cè)設(shè)備作為客戶端，智能融合終端作為服務(wù)端?！襞渲面溄油ǖ篮螅悄苋诤辖K端向注冊(cè)設(shè)備主動(dòng)召喚模型文件，并通過(guò)HPLC、微功率無(wú)線等通道下裝至注冊(cè)設(shè)備。◆進(jìn)行文件格式及內(nèi)容校驗(yàn)，通過(guò)則自動(dòng)加載并復(fù)位鏈路，失敗則記錄失敗原因，待延時(shí)重新發(fā)起注冊(cè)連接，對(duì)已注冊(cè)過(guò)程完成，完成終端接入。知識(shí)蒸餾多模態(tài)大模型剪枝多模態(tài)數(shù)據(jù)集邊緣側(cè)多模態(tài)大模型輕量化壓縮方法多模態(tài)大模型參數(shù)微調(diào)方法多模態(tài)數(shù)據(jù)的跨模態(tài)對(duì)齊方法并網(wǎng)設(shè)備自注冊(cè)過(guò)程及輕量化互譯技術(shù)路線智慧化互操作配電域和用電域的具體業(yè)務(wù)源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)多場(chǎng)景業(yè)務(wù)如何自動(dòng)化生成?智慧化互操作配電域和用電域的具體業(yè)務(wù)源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)多場(chǎng)景業(yè)務(wù)如何自動(dòng)化生成?解?業(yè)務(wù)流程如何貫通?解?業(yè)務(wù)流程如何貫通?從信息物理融合角度出發(fā)，“真正”"面向配用電跨域知識(shí)的預(yù)訓(xùn)練推理模型面向配用電跨域知識(shí)的預(yù)訓(xùn)練推理模型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型預(yù)訓(xùn)練樣本庫(kù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型0電跨域互操作策鴛充電樁