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【新征程新国企】国网信通产业集团智芯公司:发挥芯片产业优势 赋能新型电力系统

文章来源 : 中国工业新闻
2021年09月15日 17:14

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中国工业报 吴金慧  通讯员郭槐、刘瑞婷、刘晓田


  实现“双碳”目标既是中国经济持续健康高质量发展的迫切需要,也是我国政府对国际社会作出的庄严承诺,而构建新型电力系统是实现“双碳”目标的重要抓手。在中央财经委员会第九次会议上,习近平总书记提出构建以新能源为主体的新型电力系统,这是“双碳”目标背景下党中央对电力系统发展作出的重大决策。


  中国工业报了解到,作为能源电力领域的骨干央企,国家电网公司以习近平总书记“七一”重要讲话精神为指导,深入贯彻“四个革命、一个合作”能源安全新战略和“双碳”部署,加快推动构建以新能源为主体的新型电力系统,为全面建设社会主义现代化国家提供清洁低碳、安全高效的电力保障。作为国家电网公司直属产业单位的国网信通产业集团,正在深入实施“1346”行动计划,加快建设能源数字化服务国际领军企业。此次中国工业报走进的国网信通产业集团智芯公司,正不断提升基于工业芯片产品的整体解决方案提供能力,全方位赋能新型电力系统构建。


牢记使命担当 铸造工业最强芯


  国网信通产业集团智芯公司成立于2010年,是国家电网公司芯片产业发展的使命担当者,是国家高新技术企业、国家技术创新示范企业、国家规划布局内重点集成电路设计企业,连续八年获评“中国十大集成电路设计企业”。


  国网信通产业集团智芯公司坚持以“铸造工业最强芯”为使命,不断提升以智能芯片为核心的整体解决方案提供能力,形成“安全、主控、通信、传感、射频识别、计量、人工智能、模拟”八大类160余款芯片产品,业务范围覆盖能源电力、汽车电子等多个领域。


  聚焦国有企业“六个力量”定位,国网信通产业集团智芯公司着眼支撑新型电力系统底层架构,着眼应对新能源大规模接入对电力系统稳定性带来的新挑战,全面落实国家电网公司“一体四翼”发展布局,聚焦关键新型电力系统构建难题,明确底层逻辑,搭建基础平台,形成基于国网信通产业集团智芯公司芯片产品的整体解决方案,丰富落地应用场景,全力推动新型电力系统构建。


破解关键问题  支撑新型电力系统构建


  新能源的接入,是新型电力系统构建的基础之一。如何破解新能源接入对电网稳定性带来的全新挑战,全方位促进新能源消纳?这是摆在国网信通产业集团智芯公司面前的关键难题。


  坚持问题导向、系统思维,是推动国网信通产业集团智芯公司实现高质量发展的科学指引。国网信通产业集团智芯公司围绕难题进行攻关,推出具有自主知识产权的芯片产品及解决方案,有效提升电网的全息感知能力和灵活控制能力,实现源网荷储全要素可观、可测、可控,更好地实现微电网、有源配电网、局部直流电网等新形态电网与大电网协同。


  经过系统攻关,困扰新型电力系统构建的两大难题得以攻克,有力支撑新型电力系统构建——


  全力推动新能源接入消纳。以基于国网信通产业集团智芯公司边缘计算核心板研制台区智能融合终端为核心,依托台区内分布式电源、储能电池等各类智能设备形成的单个或多个微网,实现单个微网协调自律、多微网间能量互济、微网与配电网间的能量优化等核心功能,有效支撑各种新能源利用效率和高比例并网,实现各类能源设施便捷接入。同时,针对同一地区不同台区间负荷的时空互补特性以及部分台区短时重过载情况,实现配网末端系统正常运行时的动态增容和故障下的转供电,提升分布式电源接纳能力适应规模化多模式“源、荷”便捷接入,实现柔性高效互动。


  确保电网安全稳定运行。以台区智能融合终端为核心,依托强大的边缘计算算力,利用智能传感器、智慧开关、AI摄像头等设备实现全面感知、就地研判,有效支撑台区拓扑识别、低压故障研判、电能质量精准治理、精益线损分析等功能实现。通过部署应用国网信通产业集团智芯公司研发的智慧开关核心板的智慧开关,搭载轻量操作系统,可动态加载 APP,有效提升低压配电台区整体智能信息化程度,实现精细化用电管理、低压拓扑识别以及与台区智能融合终端协同控制等功能。同时构建安全、稳定、可靠本地数据传输网,保障台区内各类型智能设备与台区智能融合终端数据通信。将国网信通产业集团智芯公司研制的5G远程通信单元内置于台区智能融合终端等各类电力业务终端中满足配电自动化等业务的高速率传输和低时延特性等要求,有效提高了供电保障能力以及业务承载能力。


围绕电力需要  优化产业布局


  十余年来,国网信通产业集团智芯公司围绕电力发展需要,加大科研创新力度,研发自主、可控芯片产品模组,聚焦构建新型电力系统,优化芯片产业布局,全力推动电网数字化、清洁化、定制化发展,筑牢电网发展安全底线。


  优化电网资源配置。构建新型电力系统,必须提高电网大范围优化配置资源能力。国网信通产业集团智芯公司研发的边缘计算核心板是针对配电物联网设计的基础开放性平台,采用自主可控的操作枢纽系统及边缘计算框架,实现硬件平台化和软件APP化,可以广泛应用于台区智能融合终端、站所终端等智能设备,在能源电力、智能制造、智慧园区等领域进行规模化推广,为提高电网大范围优化配置资源能力奠定了坚实基础。 

  推动电网数字化发展。促进新能源大规模接入与消纳,必须提高电网数字化水平。基于国网信通产业集团智芯公司工业级低功耗人工智能芯片猎鹰A101研制的具有不同算力、适用于不同场景的产品模组,可以为新型电力系统建设提供“云-边-端”协同硬件支撑。国网信通产业集团智芯公司研发的人工智能核心板,为各类边设备赋予强大的边缘计算能力,大幅提升云边实时互动水平。人工智能边缘计算推动巡视、作业管理能力和业务流程提升,人工智能大数据推演实现主动运维管理和资产全寿命管理,为人工智能在新型电力系统中的深化应用提供有力支撑。


  促进电网融合发展。新型电力系统是电网、能源网与新一代信息技术的深度融合,对数据传输提出更高要求。国网信通产业集团智芯公司基于电力线载波芯片研发的高速电力线载波通信模块,提供以电力线为通信媒介进行高速数据传输的解决方案,适用于用电信息采集、配电自动化、工业互联网、电力物联网、智慧路灯、智能家居电信息采集和多表集抄等多种典型应用。该模块可有效降低信息传输成本,增强数据交互的稳定性和高效性。


  筑牢电网安全底线。国网信通产业集团智芯公司自主、可控安全芯片产品能够有效地防止外部攻击与破解提高智能终端的安全性。电力终端安全接入方面,安全芯片模块嵌在集中器、电表、配电终端、回路状态巡检仪等设备中,满足电力终端安全接入要求。数据安全存储及认证方面,将密码技术和SD卡技术相结合,在支持安全认证功能的同时满足了用户巨量数据存储的要求。电动汽车安全运营方面,通过对电动汽车运营平台终端、电动汽车充电桩内置安全芯片,保障用户和充电桩交易的安全性。


聚焦全新需求  不断创新开拓


  作为国家电网公司系统市场化产业单位,国网信通产业集团智芯公司聚焦新型电力系统构建带来的全新需求,丰富产品应用场景,全力推动产品落地应用。


  促进电网故障智慧监测。开发应用于输电线路上的各类传感器,包括耐张线夹温度传感器、防山火监测装置、分布式故障监测装置、舞动监测装置、覆冰监测装置等。实时监测输电线路的金具温度,导线舞动、覆冰、故障电流等情况,做到减员增效的同时,又减少线路故障的发生,社会能耗得以节约,有效满足新型电力系统构建迫切需要。 

  促进多种电源无缝切换搭载国网信通产业集团智芯公司自主研发的配电专用场域网通信模块的智慧开关,实现配电台区无盲区信号覆盖和可靠通信;与台区智能融合终端配套使用,打造“边、端”协同的一体化“低压智慧台区”,实现配网分支节点边缘计算、线损分析、故障研判等功能,促进多种电源无缝切换,保障台区供电安全。


  促进电力系统改造升级。国网信通产业集团智芯公司采用电磁感应取电和内置多模无线通信模组设计,实现测温套件的无源无线无基站化可以有效减少设备数量和电缆接线工作量,降低设备安装停电施工时间和测温设备购置成本,同时提高设备运行可靠性。目前已在宁夏等地开展试点验证,有力支撑低压配电台区物联网化改造。


  促进配网全景可视化监测以台区智能融合终端为核心装置,配套基于国网信通产业集团智芯公司系列核心板及人工智能芯片设计的AI可视化监控终端,对现场环境、设备工况、人员行为等进行全景可视化监测及智能识别与判断,实现变压器运行状态监测及健康诊断,可以保障台区设备运安全。内置安全芯片数据加密,保障信息传输安全可靠,可以在智能电网、智能制造、智慧城市、轨道交通等领域广泛应用。


  促进输电线路全景监测国网信通产业集团智芯公司创建以“AI低功耗芯片+云端AI服务器集群”为核心的“端-云”协同人工智能框架体系,打造闭环智能AI赋能业务应用系统,实现输电线路管理全过程精益、高效的实时感知和可视可控,形成输电全景智慧物联整体解决方案。目前,该系统已在青海地区实现落地应用,已接入151条线路、24772基杆塔的11种终端设备,支持全部13个应用场景。

          

  构建新型电力系统任重道远。国网信通产业集团智芯公司表示,“十四五”期间,将进一步优化芯片产业布局,着力强化科技创新能力,加大力气攻克关键核心技术,解决新型电力系统领域关键技术难题,努力答好“发挥芯片产业优势,赋能新型电力系统”这张时代答卷,为我国顺利实现“3060”目标作出积极贡献。

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