隨著科技的飛速發(fā)展，5G技術(shù)正逐步滲透到各行各業(yè)，為傳統(tǒng)領(lǐng)域帶來顛覆性的變革。5G廣連接、大帶寬、低時延、高安全性的特點非常匹配電力系統(tǒng)海量資源敏捷響應(yīng)、精準(zhǔn)控制的要求。5G商用以來，電力行業(yè)也因之煥發(fā)出了數(shù)字化轉(zhuǎn)型生機。
通過5G技術(shù)與智慧電力的深度融合，各種應(yīng)用場景陸續(xù)落地，5G智能電網(wǎng)也更好地服務(wù)社會生產(chǎn)和人民生活。
在浙江，浙江移動和國網(wǎng)浙江電力著手合作開展5G+智慧電力建設(shè)，催生出了一張能源互聯(lián)網(wǎng)下多元融合高彈性電網(wǎng)，實現(xiàn)了年節(jié)省電力投入成本15億元，減少碳排放1340萬噸。
電力巡檢“孫悟空”
一小時干了4人一周的活
無人機電力巡檢
10月10日，國網(wǎng)浙江電力配電線路巡檢人員正在水博園現(xiàn)場操作無人機開展自主巡檢，為一條供電線路進行全面“體檢”。隨著螺旋槳的嗡嗡聲，無人機攜帶高清鏡頭，按照預(yù)設(shè)航線對5G柱上開關(guān)進行測溫、巡視和拍照。
這一“人工+智能”的立體巡檢模式，大幅提升了電力線路精細化巡檢工作質(zhì)量和效率。傳統(tǒng)需要4名運檢人員一周時間才能完成的巡視任務(wù)現(xiàn)在僅需一個多小時就能完成，電網(wǎng)運維工作因此變得更加高效和精準(zhǔn)。
一直以來，電力巡檢是輸電環(huán)節(jié)的重要難點之一。國網(wǎng)浙江電力線路多數(shù)跨越山林、溝壑，電網(wǎng)巡檢是一個苦累活，國網(wǎng)浙江電力杭州供電公司輸電運檢中心工作人員董大初對此深有體會。過去，電力人員進行線路巡視只能在地上通過人眼和望遠鏡遠距離查看，存在視覺死角，無法精準(zhǔn)判斷線路、設(shè)備是否有隱患缺陷，想要看仔細就必須登桿檢查，費時費力不說，還隱含巨大的安全風(fēng)險。后來，巡檢有了無人機，情況就好了很多。但是那時候無人機巡檢往往采取人工控制或“蛙跳”式的半自動化巡檢，受通信鏈路影響，一次僅能進行單一任務(wù)，采集的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)越需要返航后再進行故障識別。
但自從使用了5G無人機，巡檢變得輕松了很多。隨著無人機慢慢升起飛向巡檢點，桿塔上絕緣子、導(dǎo)地線等細節(jié)都可以一一被4K高清攝像頭精細化抓拍，并通過5G網(wǎng)絡(luò)實時回傳至智慧運檢管控應(yīng)用群。一旦識別安全隱患，問題點信息和相關(guān)指令會傳送至飛管平臺， 進而再指派專人跟進處理。
“你看這是我們目前臨安山區(qū)里面的一個電網(wǎng)實時畫面?？梢钥吹铰萁z、螺帽有沒有缺損，線路有沒有異常。而且這些圖像通過后臺的人工智能分析，有問題可以及時告警。”董大初指著一處高山上的電網(wǎng)實時影像告訴記者。
5G的大帶寬、高速率的優(yōu)勢，可以讓高清圖像實時回傳。“我們想仔細看某一個部位，直接控制無人機，空中對它‘體檢’，馬上就得到想要的結(jié)果。傳統(tǒng)的4G或有線網(wǎng)絡(luò)，沒法實現(xiàn)這一點。移動5G也解決了我們電網(wǎng)的難點，還提升了巡檢效率。”
據(jù)悉，通過中國移動5G通感一體基站，還能對無人機執(zhí)飛線路及配網(wǎng)空域監(jiān)測預(yù)警，避免巡航路線受到其他無人機干擾，實現(xiàn)區(qū)域供電可靠性再提升。
目前，浙江移動與國網(wǎng)浙江電力共同開發(fā)的5G+無人機自主巡檢應(yīng)用已在杭州灣新區(qū)建成全國首個“5G網(wǎng)聯(lián)無人機”自主巡檢示范基地，實現(xiàn)了該區(qū)域473.6公里線路和760基桿塔的無人機自主巡視作業(yè)。
會呼吸的電網(wǎng)
5G實現(xiàn)秒級電力負荷控制
2024年夏天，浙江省用電峰值創(chuàng)歷史新高，全省1.23億千瓦用電負荷，增長33.4%的用電量，在此形勢下，如何保障用電安全非常重要。電力系統(tǒng)需要從被動的跟隨調(diào)控，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥膮f(xié)同調(diào)控，努力實現(xiàn)廣域源網(wǎng)荷儲資源協(xié)調(diào)控制。
為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，國網(wǎng)浙江電力與浙江移動合作，采用5G軟硬切片技術(shù)，建立了端到端的獨享數(shù)據(jù)通道，承載秒級負荷控制等生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)。同時，通過軟切片技術(shù)建立基于5G大網(wǎng)的非獨享通道，承載管理和數(shù)據(jù)采集類應(yīng)用數(shù)據(jù)。這一創(chuàng)新應(yīng)用，不僅提升了電網(wǎng)的安全性和可靠性，還降低了運維成本，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和社會效益的最大化。
國網(wǎng)浙江電力信通公司通信服務(wù)中心副主任邱蘭馨表示，隨著新型電力系統(tǒng)戰(zhàn)略的落地和推進，對于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)提出了更多挑戰(zhàn)。而5G網(wǎng)絡(luò)有效地契合了新型電力系統(tǒng)的需求。在浙江，國網(wǎng)浙江電力與浙江移動攜手合作，利用5G技術(shù)推動智慧電力建設(shè)。5G的廣連接、大帶寬、低時延、高安全性特點，與電力系統(tǒng)海量資源敏捷響應(yīng)、精準(zhǔn)控制的需求高度契合。雙方共同打造的5G電力虛擬專網(wǎng)，實現(xiàn)了秒級可中斷負荷終端批量化安全接入，支持遠程操控和無人巡檢，有效解決了負荷側(cè)終端接入難、配網(wǎng)側(cè)設(shè)備遠程控制難等問題，顯著增強了電網(wǎng)應(yīng)對突發(fā)事件的能力。
目前，浙江移動助力國網(wǎng)浙江電力完成了“1+2+3+N”模式5G虛擬專網(wǎng)建設(shè)，即1張藍圖+2種切片+3個大區(qū)和N個應(yīng)用，針對生產(chǎn)控制大區(qū)、管理信息大區(qū)、互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)三類電力業(yè)務(wù)需求，在全國首創(chuàng)硬切片、軟切片兩種切片模式，建成省域覆蓋的5G電力虛擬專網(wǎng)。
用好電是基礎(chǔ)，管好電是剛需。電力企業(yè)不僅要用5G，還要能管5G。為了進一步解決無線通信鏈路難管理的問題，更好的保障電力業(yè)務(wù)安全運行，國網(wǎng)浙江電力于2021年啟動建設(shè)了無線通信綜合管理服務(wù)平臺，這是國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)最早投入應(yīng)用的無線通信管理系統(tǒng)。
該平臺實現(xiàn)了包括 5G硬切片基站、傳輸通道、入駐式UPF、DNN 在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)資源使用情況的狀態(tài)監(jiān)視，實現(xiàn)5G物聯(lián)網(wǎng)SIM卡的臺賬實時管控，可以對終端通信通道運行情況、SIM卡IP地址、公網(wǎng)URL訪問控制等網(wǎng)絡(luò)情況實現(xiàn)監(jiān)控告警，對異常行為可實施“一鍵阻斷”。該平臺的應(yīng)用為5G行業(yè)專網(wǎng)的自運維自管理提供了可落地的典型范本。
電力跳閘為何少了
原來是5G-A黑科技發(fā)力
為進一步推動5G電力應(yīng)用，提升管理效能，2023 年起，國網(wǎng)浙江電力與浙江移動雙方再度聯(lián)手，開始探索5G-A技術(shù)在智慧電力方面的應(yīng)用。
RedCap是5G演進的標(biāo)志性技術(shù)，一方面，其有效繼承了5G NR 的高可靠、低時延、切片、定位等功能;另一方面，又具備更低功耗、更小尺寸和更低成本等優(yōu)勢。在浙江，基于5G-A技術(shù)，浙江移動已率先將現(xiàn)網(wǎng)城區(qū)相關(guān)5G基站開通RedCap功能，實現(xiàn)了所有地市城區(qū)的RedCap連續(xù)覆蓋，為5G RedCap千行百業(yè)智改數(shù)轉(zhuǎn)夯實網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。
在電力領(lǐng)域，浙江移動助力國網(wǎng)浙江電力開創(chuàng)了5G RedCap柱上開關(guān)的創(chuàng)新應(yīng)用。
柱上開關(guān)是電線桿上保障用電安全的一類安全開關(guān)，可以隔離電路。傳統(tǒng)模式下，配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，需要工作人員2人一組登高操作，供電恢復(fù)時間需要1-2小時，停電影響范圍大、停電時間長，維護人員和成本高。將柱上開關(guān)通過5G RedCap無線接入后，故障恢復(fù)由現(xiàn)場操作小時級到遠程操縱秒級，大幅提升供電可靠性。
在杭州，紅山工業(yè)園附近的配電網(wǎng)主要以架空線路組成，工業(yè)負荷比較大，配電網(wǎng)的日常運行壓力大，故障危害性也大。“以前電網(wǎng)出故障了，我們都要從錢江供電所開車趕到這里，穿戴安全工作器具再登桿操作，全程要用上一個半小時。現(xiàn)在如果跳閘了，我們就可以通過5G網(wǎng)絡(luò)進行開關(guān)遠程遙控。”負責(zé)這一帶的線路檢修工趙宇琪說。
此外，通過5G電力專網(wǎng)軟硬切片結(jié)合技術(shù)，電力負荷控制也實現(xiàn)了遠程部署和精準(zhǔn)控制。這有助于推進電力系統(tǒng)不再被動地跟隨，而能夠主動協(xié)同調(diào)控。
電力負荷控制原本需要每主干線配置5~10人電工班組人工手動拉閘斷電進行，現(xiàn)在通過遠程部署，負荷控制設(shè)備直接部署在工廠配電房，通過基于工廠上報負荷，按策略停電，無需人工現(xiàn)場操作，一人就可遠程可以完成多廠區(qū)同時操作。指令實時發(fā)出實時響應(yīng)，避免傳統(tǒng)電網(wǎng)應(yīng)急處置一刀切，實現(xiàn)精準(zhǔn)負荷控制，保障了民生用電和必要工業(yè)用電。
在浙江，通過國網(wǎng)浙江電力與浙江移動的合作，在5G+智慧電力方面取得累累的創(chuàng)新碩果，成為5G電力應(yīng)用行業(yè)標(biāo)桿：多次獲得全國5G“綻放杯”大獎，在不久前寧波開展的第七屆綻放杯“能源有色”專題賽中獲得了一等獎，整體成果入選工信部主辦的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會典型應(yīng)用十大標(biāo)桿案例，成為國家能源局5G優(yōu)秀案例。
錢江晚報通訊員 張弘 沈秋泉 潮新聞 張云山
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