8月11日,新疆塔城地區額敏縣玉什哈拉蘇鎮居民常興榮的手機上彈出微信小程序“智能灌溉”的提示信息:“根據您玉米地里的土壤溫濕度數據測算,建議您進行第六次澆水。”按照提示,常興榮在微信小程序中向臺區智能融合終端發出送電指令,機井隨即通電澆水。今年灌溉期,常興榮家玉米地該澆水的時候,他都收到了這個小程序的提示信息。在這種智能化灌溉模式的幫助下,常興榮的玉米長勢良好,他期待著兩個月以后迎來大豐收。
以往每到灌溉高峰期,新疆部分以農業為主要產業的地區灌溉用電負荷大幅上升,電網運行壓力增大。國網新疆電力有限公司加強機井負荷實時監控和調節,年初以來,以塔城地區額敏縣10千伏玉哈線的64個農業灌溉臺區為試點,推進臺區智能融合終端建設,建立農業智慧用能場景,實現大范圍機井啟停精準控制、機井負荷柔性調度,在保障客戶用電的同時促進新能源消納。
實時監測調控機井負荷
6月18日夜間,塔城地區負荷高峰時段新能源出力不足、750千伏主網線路已滿載,電力供應存在2000千瓦缺口。國網新疆電力遠程停止試點臺區的19口機井運行,首次實現了大范圍機井啟停精準控制。
國網新疆電力對試點臺區的供電設備及線路開展智能化改造,安裝智能斷路器等設備,構建農業智慧用能場景,依托臺區智能融合終端和云邊端控制技術,于5月份實現機井臺區運行狀態實時監測,可大范圍精準控制機井啟停。
“以前灌溉高峰期,我們不掌握機井的負荷情況,也不能快速調節灌溉負荷。為了保證電網安全,我們只能對過載的整條農灌線路停電,無法兼顧線路所帶的其他客戶。現在我們能大范圍精準調節機井負荷,最大限度保障農業灌溉和居民客戶用電。”塔城供電公司科技互聯網部主任陳作為介紹,這同時改變了以往調度人員僅憑經驗調整灌溉線路負荷的工作方式,提升了電網負荷調節能力和電網資產利用率,減輕了灌溉高峰期的電網運行壓力。
在此基礎上,為了進一步提升灌溉用電管理質效,國網新疆電力應用“物聯網+”技術、北斗通信技術,開發了智慧農業柔性調度系統。系統對線路和機井負荷進行網格化管理,可根據配電臺區負荷實時數據、歷史數據及發展趨勢,實時計算分析負荷情況,并根據負荷變化情況推送相應的調度策略方案。調度人員確認負荷控制策略方案后,系統即可執行。同時,系統還可快速識別故障點,實現負荷高峰期、線路故障時的負荷自動轉帶,提高供電可靠性。
自5月份系統上線以來,試點臺區發生故障5次,相關智能設備動作5次,動作正確率100%,實現故障秒級隔離;故障查找時間平均縮短了75%,累計節省人工巡線時間約50小時,避免電量損失2.2萬余千瓦時。國網新疆電力通過機井負荷柔性調度提高試點臺區供電可靠性,相當于減少了試點臺區改造投資支出230萬元。供電可靠性的提升同時推動了售電量增長。從4月份灌溉高峰期開始至7月底,額敏縣售電量較去年同期增加超過300萬千瓦時。
助力農業灌溉節水
目前,國網新疆電力在額敏縣建成的農業智慧用能場景共涉及大規模農業種植客戶64戶,覆蓋3.5萬畝農田。這些農田里分布著土地溫濕度墑情傳感器等智能化監測設備,農田旁邊的機井都安裝了水流流量、流速、壓力傳感器。
6月份,試點臺區農田的智慧農業監測裝置數據全部接入智能融合終端。同月,國網新疆電力結合智慧農業監測裝置數據和機井臺區負荷數據,開發上線“智能灌溉”微信小程序。
通過這個小程序,客戶可以實時查看土壤溫濕度、機井水流速度、農田用電情況等信息,并根據實際情況控制機井啟停和無功補償設備投切,減少往返農田的次數,實現灌溉期合理用電、用水。
“以前到了灌溉的時候,得等機井管理員合閘送電之后才能用水,人多了就得排隊。現在方便了,我們用手機就能知道地里的情況,還能自己遠程控制機井澆水,都不用去地里了。”常興榮說。
在客戶自主灌溉的基礎上,國網新疆電力依據客戶所屬農田的墑情信息掌握灌溉進展情況,通過微信小程序“智能灌溉”向客戶推送用電和灌溉建議,引導客戶合理用電,讓客戶以低限度的用水量、用電量獲得較高的收益。和以往依靠經驗的灌溉模式相比,采用這樣智能化的灌溉模式,每畝地平均節約灌溉用水30噸,兼具經濟效益與環境效益。
探索數據多元應用
7月6日,塔城地區電網負荷創新高,達到63.95萬千瓦,當日晚高峰時段光伏發電無出力、風電出力為2萬千瓦,網內新能源出力下降至全天最低值,塔城地區電網重要斷面220千伏克泉豐斷面滿載運行,電力缺口達到1.5萬千瓦。為緩解斷面運行壓力,國網新疆電力在智慧農業柔性調度系統中及時調用塔城中西部區域的托里猛師睿達儲能電站增加出力,降低斷面運行潮流2萬千瓦,緩解了220千伏克泉豐斷面運行壓力。
在構建農業智慧用能場景的同時,國網新疆電力持續探索數據多元應用。該公司開展“源網荷儲”互動,選取額敏縣鄰近的風電集中區,將新能源電場配置的儲能裝置信息接入臺區智能融合終端,在負荷高峰時段調配新能源儲能電量作為補充,實現負荷動態平衡調節,在削峰填谷的同時促進新能源消納,6~7月累計消納新能源電量426萬千瓦時。
國網新疆電力還將農業智慧用能場景與供電企業的生產管理系統、營銷管理系統數據融合匹配,通過數據的綜合測算結果預測負荷發展趨勢,為配電臺區增容改造、業擴報裝和網架優化調整等提供基礎數據支撐,助力電網運行更經濟。
后續,國網新疆電力計劃在和田、阿克蘇、喀什、阿勒泰4個地區的200多個臺區實施機井柔性調度,逐步實現全疆機井柔性調度全覆蓋。
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