武漢大學(xué)：現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)的語義化數(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-提出問題二數(shù)據(jù)模型具有新的挑戰(zhàn)-分析問題十一五電網(wǎng)電源協(xié)調(diào)發(fā)展十一五電網(wǎng)電源協(xié)調(diào)發(fā)展十二五四個革命一個合作十三五十四五國家雙碳目標(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)運營新業(yè)態(tài)市場化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)商業(yè)運營新業(yè)態(tài)市場化建設(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)鍵核心運行控制智能化國家電網(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)荷主體突破干萬量級適應(yīng)終端能源電力轉(zhuǎn)型發(fā)展的配套機制政策相對滯后口規(guī)劃、管理模式亟需調(diào)整配電網(wǎng)承載力不足多時標(biāo)、離散連續(xù)混合特征復(fù)雜市場化機制尚不完善配電網(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)生臺區(qū)反向重/過載1.7萬臺河北等六家省份近年來累計燒毀配變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)險高為保證分布式光伏的全額消納火電機組出力集中式新能源火電機組出力集中式新能源壓至最低國網(wǎng)山東電力相關(guān)試驗未嚴(yán)格開展，部分設(shè)備“帶病接網(wǎng)”2022年正月午間負(fù)荷低谷時段，集中式新能源和10千伏及以上光伏全部停運調(diào)峰、火電機組深度調(diào)峰，才基本滿足電力平衡需求。并網(wǎng)點反送電風(fēng)險直接威脅檢修人身安全新型并網(wǎng)主體帶來的不適應(yīng)分布式柔性負(fù)荷不適應(yīng)性方面電動汽車方面電動汽車方面電動汽車充電與負(fù)荷晚高峰時段高度重疊形成持續(xù)3小時左右的尖峰負(fù)荷預(yù)計2025年，充電負(fù)荷峰值達到288萬千瓦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)同互動和互操作有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)嗎?目前問題：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(語義互操作白皮書)企標(biāo)(配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端模型規(guī)范)8….…包人熱和國國*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)模型隨機化國家電網(wǎng)公同會業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國國家標(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-儲多種物理實體采用了多種異構(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-儲多種物理實體采用了多種異構(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、模型規(guī)約隨機、接入時空隨機(隨機不可計),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)識不一致1.配變終墻(TTV)配電變壓器監(jiān)測終端(TT.簡稱配變終妝)用于對配電變壓器的體息采集和控制，它實時監(jiān)測配電變壓器的運行工況，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)配變絆瑞動態(tài)屬性16號1335350號9彈元1502塔瑞路312號2%61-20180號瑞景華庭2404湖北省武漢市洪山區(qū)培南街通黎明社區(qū)居民委員會東二能燈電廠宿曾188號1023北省武雙市洪山區(qū)培南街通廣人路社區(qū)居民委員會廣人路場瀉2112湖北省武雙市洪山區(qū)培南街通方桂因社區(qū)居民委員會卓刀泉南路腫瘤醫(yī)院家屬區(qū)16號1335北省武漢市洪山區(qū)培南街通尤李社區(qū)居民委員會雄楚大街龍港小區(qū)350號9彈元1502批省武漢市洪山區(qū)珞南街道七二二社區(qū)居民委員會珞城記語瑞弱312號261201同一模型標(biāo)識的內(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)居展場會瑪延育路倍管標(biāo)宿酵格19號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)居民委員會培瑞路20號(鵬程國際)A601301329202測北省武漢市洪山區(qū)培南街道洪路社區(qū)居民委員會珞璀路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)范兩個標(biāo)準(zhǔn)對同一配電物理設(shè)備的模型標(biāo)識不一致。■即使經(jīng)過數(shù)據(jù)治理，域內(nèi)不同部門的同一模型標(biāo)識如設(shè)備地址內(nèi)容也會存在內(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、儲能與DER逆變器對象模型(第二版)3IEC6185090-8電動車模型4IEC6185090-9儲能模型5IEC6185090-10DER調(diào)度計劃模型6IEC6185090-6IEC61850在配電自動化系統(tǒng)這個的應(yīng)用7IEC6185090-16智慧能源系統(tǒng)管理需求8IEC6185090-10DER調(diào)度計劃模型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)計已基本覆蓋配網(wǎng)主營業(yè)務(wù)，但部分標(biāo)準(zhǔn)對■現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中，配電網(wǎng)模型設(shè)計已基本覆蓋配網(wǎng)主營業(yè)務(wù)，但部分標(biāo)準(zhǔn)對電動汽車、充電樁、儲能裝置等新型并網(wǎng)主體的數(shù)據(jù)模型尚未覆蓋，各地自有補充規(guī)約?！鯥ECTC57WG17配電自動化與分布式電源數(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/說法不統(tǒng)一多域、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)、多部門之間理解錯誤多域、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)、多部門之間0多多域、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)、多部門之間■不同域、不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)、不同部門對于同一設(shè)備/同一操作的定義/說法未統(tǒng)一，當(dāng)■不同域、不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)、不同部門對于同一設(shè)備/同一操作的定義/說法未統(tǒng)一，當(dāng)業(yè)務(wù)涉及多域、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)、多部門時，存在理解錯誤、互動效率低下的問題■為什么電子設(shè)備上互聯(lián)網(wǎng)可以那么方便，不通過網(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、無線電、光纖MAC線路、無線電、光纖MAC地址(網(wǎng)卡固有)針對特定應(yīng)用的協(xié)議(如.電子郵件協(xié)議E-mal,遠程登錄協(xié)議SSH,文件傳輸協(xié)議FTP,網(wǎng)絡(luò)請求協(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)建立和斷開通信連接，以及數(shù)據(jù)的分割等理。(何時建立連接?何時斷開連接?以及保持多久的鏈接?)有了MAC地址和P地址，我們還需要一個參數(shù)，表劉底供哪個程序(進程)使用(比如是在聊天還是和端口，我們就能實現(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)的電信號應(yīng)用層應(yīng)用層語義層語義層會話層會話層統(tǒng)一物模型獨立物模型獨立物模型物理實體物理實體可接受的跨域統(tǒng)可接受的跨域統(tǒng)域內(nèi)數(shù)據(jù)如何補充和擴展?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?！せ诿嫦?qū)ο蟮臉I(yè)務(wù)拓?fù)潢P(guān)系表達；·基于邏輯節(jié)點映射的業(yè)務(wù)資源數(shù)據(jù)建模方法。(CIM配網(wǎng)自動化、場設(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試隨機新型并網(wǎng)隨機新型并網(wǎng)主體主動感知配電系統(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，并提取自描述注冊序列是較為合適路線目標(biāo)：實現(xiàn)配電網(wǎng)中海量隨機新型并網(wǎng)主體的可測，保障設(shè)備"控的穩(wěn)”難點：不固定的模型協(xié)議怎么解析?注冊序列怎么一致性校驗?V-I軌跡V-I軌跡主體即插即用隨機并網(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、隨機并網(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、登記、傳輸、校驗(自注冊)?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，并提取自描述注冊序列是較為合適路線目標(biāo)：實現(xiàn)配電網(wǎng)中海量隨機新型并網(wǎng)主體的可觀，保障系統(tǒng)"接得住”難點：不固定的模型協(xié)議怎么解析?注冊序列怎么一致性校驗?發(fā)起注冊發(fā)起注冊建立注冊通道鏈接傳輸報文校驗注冊◆注冊報文包括：終端ID、文件版本號、文件修改版本號、◆智能融合終端與注冊設(shè)備之間建立注冊通道，注冊設(shè)備作為客戶端，智能融合終端作為服務(wù)端。◆配置鏈接通道后，智能融合終端向注冊設(shè)備主動召喚模型文件，并通過HPLC、微功率無線等通道下裝至注冊設(shè)備?！暨M行文件格式及內(nèi)容校驗，通過則自動加載并復(fù)位鏈路，失敗則記錄失敗原因，待延時重新發(fā)起注冊連接，對已注冊過程完成，完成終端接入。知識蒸餾多模態(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)對齊方法并網(wǎng)設(shè)備自注冊過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-儲多場景業(yè)務(wù)如何自動化生成?智慧化互操作配電域和用電域的具體業(yè)務(wù)源-網(wǎng)-荷-儲多場景業(yè)務(wù)如何自動化生成?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的預(yù)訓(xùn)練推理模型面向配用電跨域知識的預(yù)訓(xùn)練推理模型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型預(yù)訓(xùn)練樣本庫網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型0電跨域互操作策鴛充電樁