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5G技術落地電網(wǎng)運營典型應用場景

發(fā)布時間: 2019-09-16   來源:本站編輯  作者:李婕茜

  當前,以人工智能、量子技術、移動通信、區(qū)塊鏈、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術加速突破應用,互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)跨界融合成為發(fā)展新趨勢。5G技術從試驗向商用階段邁進,一道打開的閘門激發(fā)了產(chǎn)業(yè)界實質(zhì)性參與建設的積極性,也給各行各業(yè)帶來了轉型發(fā)展的無限可能。

  這是一場關于“連接”的革命。5G技術毫秒級時延、超高密度連接、超高速率和超大帶寬的“殺手級”特性,恰好切中了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中時延過高、功率不夠的痛點,也與國家電網(wǎng)有限公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設相契合。如今,大量的5G技術已經(jīng)在公司電網(wǎng)控制、信息采集、移動應用等業(yè)務中落地落實,一個又一個典型應用開始跳出圖紙、走向實際應用場景。

  泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設“加速度”

  今年年初,公司順應互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展大勢,確立了“三型兩網(wǎng)、世界一流”新時代戰(zhàn)略目標。建設泛在電力物聯(lián)網(wǎng),則是推進“三型兩網(wǎng)”建設的重要內(nèi)容和關鍵環(huán)節(jié)。

  如今,5G技術“加盟”泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設,在移動應用類場景切實落地,幫助巡檢實現(xiàn)自主化、精益化和智能化。

  為加快推動泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設在天津落地,國網(wǎng)天津市電力公司大力推進“兩網(wǎng)融合”綜合示范工程,并充分應用先進通信技術,致力建設濱海新區(qū)繁榮宜居智慧新城。

  8月29日,在為全國第十屆殘運會暨第七屆特奧會提供電源的主要變電站——110千伏和暢路變電站,一臺紅白相間的六旋翼線路巡檢無人機在上空盤旋,而站內(nèi)一臺深藍色機身、白色腦袋的新型巡檢機器人則不停巡視。

  國網(wǎng)天津電力將研發(fā)的基于5G技術的新型線路巡檢無人機和VR變電站智能巡檢機器人運用到保電工作中,極大提升了巡檢工作效率。

  過去,人們很難通過無人機拍攝的圖像發(fā)現(xiàn)輸電線路微小缺陷?,F(xiàn)在基于5G技術的無人機用4K超高清視頻解決了這個問題。而搭載5G終端、多種物聯(lián)網(wǎng)傳感器和VR攝像頭的全自動虛擬現(xiàn)實智能巡檢機器人,不僅擁有能自動躲避障礙物的“眼睛”,還有幫助它開展高精度巡檢的智慧“大腦”,保證巡檢路線、查看設備位置的自由度。無人機、巡檢機器人與5G親密“牽手”,實現(xiàn)無人機電力巡檢向全自主化和智能化發(fā)展,為5G技術與電網(wǎng)業(yè)務應用融合發(fā)展提供了廣闊思路和實踐經(jīng)驗,也為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)萬物互聯(lián)提供“加速度”。

  在距離天津不遠的河北,5G技術同樣在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設中發(fā)揮了重要作用。

  8月11日,家住河北省保定市鉆石小區(qū)的客戶于曉寧來到七一路供電營業(yè)廳,在智能機器人“優(yōu)友”的引導下,通過自助終端交了電費。這是國網(wǎng)河北省電力有限公司首家引入5G網(wǎng)絡的智慧營業(yè)廳,營業(yè)廳投運以來運行高效有序。

  在七一路營業(yè)廳,高峰日均業(yè)務處理量達1300人次,其中自助終端承載近60%業(yè)務,相當于改造前的2倍。依托5G網(wǎng)絡全覆蓋,營業(yè)廳部署了智能機器人綜合柜員,機器人與云平臺數(shù)據(jù)高速傳輸,為客戶提供智慧服務,提升客戶線上辦電和線上交費體驗??蛻羰状芜M入營業(yè)廳,機器人會對客戶進行人臉信息采集,在后臺快速匹配相關用電信息,為客戶提供對應的業(yè)務引導與提醒??蛻粼俅蝸淼綘I業(yè)廳,機器人將自動識別客戶,根據(jù)其習慣提供個性化服務。

  搭建電力信息傳輸“高速立交橋”

  電力信息傳輸已經(jīng)進入高速時代。隨著用電信息采集、配電自動化、分布式能源接入、電動汽車服務、用戶雙向互動等業(yè)務的快速發(fā)展,各類電網(wǎng)設備、電力終端、電力客戶的通信需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,迫切需要與之相適應的新興通信技術及系統(tǒng)支撐。5G技術作為電力行業(yè)信息化智能化的重要抓手,廣泛使能電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)。

  中國電信北京研究院網(wǎng)絡技術與規(guī)劃部標準副總監(jiān)夏旭曾公開表示,和電網(wǎng)一樣,電力通信網(wǎng)絡也有一個端到端的概念。發(fā)電、輸電、變電通常采用自建光纖專網(wǎng)的方式,而配電和用電則具備廣覆蓋、大連接的特征。對輸電來說,并行的5G頻段能很好地彌補過去電力專用頻段帶寬小、時延高的不足;而在配電和用電環(huán)節(jié),未來5G電力切片有可能在現(xiàn)有光纖專網(wǎng)和LTE專網(wǎng)基礎上形成一個低成本、高質(zhì)量的補充解決方案,實現(xiàn)電網(wǎng)“最后五公里”業(yè)務智能化。

  早在今年5G商用前,5G電力切片的研究便拉開了序幕。2017年,公司和華為公司、中國電信、北京未來科學城一道,依托國家重大專項,開展了5G電力切片聯(lián)創(chuàng)項目。這個覆蓋產(chǎn)、學、研、政的“超強戰(zhàn)隊”,于2018年1月發(fā)布了業(yè)界首個“5G網(wǎng)絡切片使能智能電網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)報告。該報告是5G網(wǎng)絡切片國家重大專項課題的關鍵輸出成果之一,并首次從“5G切片+智能電網(wǎng)”視角出發(fā),闡釋了智能電網(wǎng)在發(fā)展過程中遇到的挑戰(zhàn)、5G網(wǎng)絡切片在智能電網(wǎng)的潛在應用場景和方案分析。

  4月8日,5G電力切片研究迎來關鍵節(jié)點。全球首個基于最新3GPP標準5G SA網(wǎng)絡(獨立組網(wǎng))的電力切片在江蘇南京完成測試。

  江蘇是用電大省,僅南京市的年用電負荷增長率就保持在7%左右,安全穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)電能是江蘇經(jīng)濟社會發(fā)展的重要基礎。要確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,就必須廣泛吸納電力客戶參與源網(wǎng)荷互動。這次的測試正是基于5G高安全隔離、低時延和高可靠性能,為海量客戶的泛在互動提供新的解決思路。測試的成功,意味著不久的將來,因停電造成的經(jīng)濟損失和社會影響有望降至最低,同時能耗將顯著下降,配網(wǎng)管理效率將顯著提升。

  基于5G SA網(wǎng)絡的電力切片究竟有哪些過人之處?實際上,應用這種電力切片,相當于給電力控制信號傳輸搭建了一座“高速立交橋”,數(shù)據(jù)處于不同的“高架橋”上,傳輸過程中不用“攔道”,也不會“撞車”,能實現(xiàn)點對點的高速直達。如果發(fā)現(xiàn)停電故障,尤其是在邊遠地區(qū),處置效率將大幅提高。更為重要的是,有了這座“高速立交橋”,配電網(wǎng)絡的管理效率將極大提升,能耗損失也將大幅降低。未來,隨著電網(wǎng)末端客戶、設備感知能力的增強,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設也將不斷向前推進。

  除了電力信息傳輸,電力信息采集同樣是5G技術“大顯身手”的舞臺。

  3月12日,河北省淶水縣南郭下村分布式光伏扶貧電站正式實現(xiàn)5G通信鏈路的全面打通,無數(shù)條記載著電站發(fā)電量、功率、轉化率等信息的非結構化數(shù)據(jù),以每秒10G的速度遠程傳輸?shù)絿W(wǎng)分布式光伏云網(wǎng)主站,5G技術在光伏云網(wǎng)成功試運行。

  得益于此,光伏電站海量信息采集、現(xiàn)場設備監(jiān)控等業(yè)務對通信網(wǎng)絡傳輸能力提出的更高需求得到了滿足。隨著數(shù)據(jù)傳輸速率與質(zhì)量的提高,分布式光伏遠程診斷、運維檢修工作的效率也大幅提升。通過應用5G技術,光伏電站數(shù)據(jù)通道進一步擴展,手機、PAD、綜合能源服務“多表合一”數(shù)據(jù)采集終端等都能與光伏云網(wǎng)主站實現(xiàn)遠程實時互聯(lián),為未來分布式光伏電站以更智慧高效的方式互聯(lián)、客戶以更便捷的方式參與光伏電站建設運營提供了廣闊空間。

  這只是當下5G技術在電網(wǎng)業(yè)務應用中的一個小鏡頭,屬于典型的信息采集類應用。這類應用點多面廣,具備海量終端廣覆蓋、大連接的特征,往往1平方千米范圍內(nèi)就有成百上千個連接的點。隨著5G網(wǎng)絡切片技術的應用,未來采集頻次、內(nèi)容、雙向互動方面都將發(fā)生改變,電動汽車充換電設施、電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測、視頻監(jiān)控的信息采集需求也將隨著技術的進步而進一步得到滿足。

  設施共享實現(xiàn)電力通信雙贏

  2018年4月24日,公司與中國鐵塔公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。根據(jù)協(xié)議,雙方開啟“共享鐵塔”全新合作模式。電力塔和通信塔開放共享,對推動電力和通信基礎設施協(xié)調(diào)發(fā)展帶來數(shù)項重大利好,實現(xiàn)電力與通信行業(yè)雙贏。

  同年5月4日,湖北省宜昌市110千伏車伍二回線12號塔多了一位新的“家庭成員”。新加裝的5G試驗基站實現(xiàn)了對鐵塔的遠程視頻監(jiān)控功能,“電力塔”和“通信塔”實現(xiàn)跨行業(yè)資源共享。湖北首座共享鐵塔“披掛上陣”,不僅能推進電力無線專網(wǎng)建設,為配網(wǎng)自動化、智能電網(wǎng)遠程操控提供支撐,提升國有資產(chǎn)利用率,還能節(jié)省國家土地資源和通信鐵塔單點建設投資,解決通信基礎設施建設中部分區(qū)域無線信號覆蓋弱、選址難的問題,真正實現(xiàn)多方受益、一舉多得。

  由于5G技術的加持,共享鐵塔迎來了發(fā)展的新一輪“猛長期”。

  8月20日,南京聯(lián)通公司小營5G基站成功開通,這是國內(nèi)首次實現(xiàn)在變電站內(nèi)建設5G基站,意味著江蘇南京供電公司在全國首創(chuàng)“5G+1G”(1G的“G”指供電網(wǎng))建設運營模式。在110千伏旺蘭線上,國內(nèi)首次利用輸電桿塔掛載5G基站,南京供電公司與南京鐵塔、中通服設計院組成聯(lián)合團隊,攻克了設備重量大幅增加、塔上設備需要供電等諸多5G共享新難題,在同一座單管塔上,同時掛設了移動公司4G、5G及電力無線專網(wǎng)天線,實現(xiàn)基礎資源的高度整合利用。

  “共享后可節(jié)約社會整體投資92.5億。減少征地面積84萬平方米,相當于節(jié)省出一個南京南站的面積。節(jié)約出的42萬噸鋼材,可建造1417千米高鐵線路,相當于1.1條京滬線的長度?!蹦暇┕╇姽痉涸陔娏ξ锫?lián)網(wǎng)辦公室負責人朱紅說。同時,得益于共享電力基礎設施部署5G基站帶來的“加速度”,南京5G建設全面提速,預計到9月底將建成開放95%以上的5G站點。

  目前,公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)的共享鐵塔正“遍地開花”。試點鐵塔加掛5G基站的效果,已經(jīng)得到了驗證——

  在江蘇,今年已有792座專網(wǎng)基站以共享模式建設,44處桿塔被出租,大大節(jié)約了社會資源,包括鋼材2.4萬噸、投資6.1億元,減少土地征用5.1萬平方米。在陜西,2000年開始,電力通信光纖、10千伏桿塔、電纜溝道三種資源通道就逐步向運營商開放,租賃桿溝資源18012條·千米,出租纖芯資源2439對芯·米,已經(jīng)形成了成熟的基礎資源共享經(jīng)營模式。

  不久的將來,在5G技術的推動之下,共享鐵塔的經(jīng)濟效益和社會效益,以及其對電力和通信行業(yè)的雙贏作用將會持續(xù)顯現(xiàn)、持續(xù)發(fā)揮更大作用。

  極限的速度、廣泛的連接、超低的時延、可靠的性能,帶來的是行業(yè)的爆發(fā)、效率的增長、資源的優(yōu)化和服務的提升……5G的一切都深刻影響著電力行業(yè)發(fā)展。面向未來,公司將在電網(wǎng)業(yè)務中加快5G技術的應用落地,讓“瓦特”和“比特”碰撞出更多火花。

      關鍵詞: 電網(wǎng)

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