5G技术“加盟”泛在电力物联网建设 搭建电力信息传输“高速立交桥”
发布者:lzx | 来源:电力市场研究 | 0评论 | 469查看 | 2019-09-16 11:03:08    

当前,以人工智能、量子技术、移动通信、区块链、边缘计算、物联网为代表的新一代信息技术加速突破应用,互联网与传统产业跨界融合成为发展新趋势。5G技术从试验向商用阶段迈进,一道打开的闸门激发了产业界实质性参与建设的积极性,也给各行各业带来了转型发展的无限可能。


这是一场关于“连接”的革命。5G技术毫秒级时延、超高密度连接、超高速率和超大带宽的“杀手级”特性,恰好切中了物联网发展中时延过高、功率不够的痛点,也与国家电网有限公司泛在电力物联网建设相契合。如今,大量的5G技术已经在公司电网控制、信息采集、移动应用等业务中落地落实,一个又一个典型应用开始跳出图纸、走向实际应用场景。


泛在电力物联网建设“加速度”


今年年初,公司顺应互联网与传统产业融合发展大势,确立了“三型两网、世界一流”新时代战略目标。建设泛在电力物联网,则是推进“三型两网”建设的重要内容和关键环节。


如今,5G技术“加盟”泛在电力物联网建设,在移动应用类场景切实落地,帮助巡检实现自主化、精益化和智能化。


为加快推动泛在电力物联网建设在天津落地,国网天津市电力公司大力推进“两网融合”综合示范工程,并充分应用先进通信技术,致力建设滨海新区繁荣宜居智慧新城。


8月29日,在为全国第十届残运会暨第七届特奥会提供电源的主要变电站——110千伏和畅路变电站,一台红白相间的六旋翼线路巡检无人机在上空盘旋,而站内一台深蓝色机身、白色脑袋的新型巡检机器人则不停巡视。


国网天津电力将研发的基于5G技术的新型线路巡检无人机和VR变电站智能巡检机器人运用到保电工作中,极大提升了巡检工作效率。


过去,人们很难通过无人机拍摄的图像发现输电线路微小缺陷。现在基于5G技术的无人机用4K超高清视频解决了这个问题。而搭载5G终端、多种物联网传感器和VR摄像头的全自动虚拟现实智能巡检机器人,不仅拥有能自动躲避障碍物的“眼睛”,还有帮助它开展高精度巡检的智慧“大脑”,保证巡检路线、查看设备位置的自由度。无人机、巡检机器人与5G亲密“牵手”,实现无人机电力巡检向全自主化和智能化发展,为5G技术与电网业务应用融合发展提供了广阔思路和实践经验,也为泛在电力物联网实现万物互联提供“加速度”。


在距离天津不远的河北,5G技术同样在泛在电力物联网建设中发挥了重要作用。


8月11日,家住河北省保定市钻石小区的客户于晓宁来到七一路供电营业厅,在智能机器人“优友”的引导下,通过自助终端交了电费。这是国网河北省电力有限公司首家引入5G网络的智慧营业厅,营业厅投运以来运行高效有序。


在七一路营业厅,高峰日均业务处理量达1300人次,其中自助终端承载近60%业务,相当于改造前的2倍。依托5G网络全覆盖,营业厅部署了智能机器人综合柜员,机器人与云平台数据高速传输,为客户提供智慧服务,提升客户线上办电和线上交费体验。客户首次进入营业厅,机器人会对客户进行人脸信息采集,在后台快速匹配相关用电信息,为客户提供对应的业务引导与提醒。客户再次来到营业厅,机器人将自动识别客户,根据其习惯提供个性化服务。


搭建电力信息传输“高速立交桥”


电力信息传输已经进入高速时代。随着用电信息采集、配电自动化、分布式能源接入、电动汽车服务、用户双向互动等业务的快速发展,各类电网设备、电力终端、电力客户的通信需求呈现爆发式增长,迫切需要与之相适应的新兴通信技术及系统支撑。5G技术作为电力行业信息化智能化的重要抓手,广泛使能电力系统各环节。


中国电信北京研究院网络技术与规划部标准副总监夏旭曾公开表示,和电网一样,电力通信网络也有一个端到端的概念。发电、输电、变电通常采用自建光纤专网的方式,而配电和用电则具备广覆盖、大连接的特征。对输电来说,并行的5G频段能很好地弥补过去电力专用频段带宽小、时延高的不足;而在配电和用电环节,未来5G电力切片有可能在现有光纤专网和LTE专网基础上形成一个低成本、高质量的补充解决方案,实现电网“最后五公里”业务智能化。


早在今年5G商用前,5G电力切片的研究便拉开了序幕。2017年,公司和华为公司、中国电信、北京未来科学城一道,依托国家重大专项,开展了5G电力切片联创项目。这个覆盖产、学、研、政的“超强战队”,于2018年1月发布了业界首个“5G网络切片使能智能电网”产业报告。该报告是5G网络切片国家重大专项课题的关键输出成果之一,并首次从“5G切片+智能电网”视角出发,阐释了智能电网在发展过程中遇到的挑战、5G网络切片在智能电网的潜在应用场景和方案分析。


4月8日,5G电力切片研究迎来关键节点。全球首个基于最新3GPP标准5GSA网络(独立组网)的电力切片在江苏南京完成测试。


江苏是用电大省,仅南京市的年用电负荷增长率就保持在7%左右,安全稳定的优质电能是江苏经济社会发展的重要基础。要确保电网安全稳定运行,就必须广泛吸纳电力客户参与源网荷互动。这次的测试正是基于5G高安全隔离、低时延和高可靠性能,为海量客户的泛在互动提供新的解决思路。测试的成功,意味着不久的将来,因停电造成的经济损失和社会影响有望降至最低,同时能耗将显著下降,配网管理效率将显著提升。


基于5GSA网络的电力切片究竟有哪些过人之处?实际上,应用这种电力切片,相当于给电力控制信号传输搭建了一座“高速立交桥”,数据处于不同的“高架桥”上,传输过程中不用“拦道”,也不会“撞车”,能实现点对点的高速直达。如果发现停电故障,尤其是在边远地区,处置效率将大幅提高。更为重要的是,有了这座“高速立交桥”,配电网络的管理效率将极大提升,能耗损失也将大幅降低。未来,随着电网末端客户、设备感知能力的增强,泛在电力物联网建设也将不断向前推进。


除了电力信息传输,电力信息采集同样是5G技术“大显身手”的舞台。


3月12日,河北省涞水县南郭下村分布式光伏扶贫电站正式实现5G通信链路的全面打通,无数条记载着电站发电量、功率、转化率等信息的非结构化数据,以每秒10G的速度远程传输到国网分布式光伏云网主站,5G技术在光伏云网成功试运行。


得益于此,光伏电站海量信息采集、现场设备监控等业务对通信网络传输能力提出的更高需求得到了满足。随着数据传输速率与质量的提高,分布式光伏远程诊断、运维检修工作的效率也大幅提升。通过应用5G技术,光伏电站数据通道进一步扩展,手机、PAD、综合能源服务“多表合一”数据采集终端等都能与光伏云网主站实现远程实时互联,为未来分布式光伏电站以更智慧高效的方式互联、客户以更便捷的方式参与光伏电站建设运营提供了广阔空间。


这只是当下5G技术在电网业务应用中的一个小镜头,属于典型的信息采集类应用。这类应用点多面广,具备海量终端广覆盖、大连接的特征,往往1平方千米范围内就有成百上千个连接的点。随着5G网络切片技术的应用,未来采集频次、内容、双向互动方面都将发生改变,电动汽车充换电设施、电网状态监测、视频监控的信息采集需求也将随着技术的进步而进一步得到满足。


设施共享实现电力通信双赢


2018年4月24日,公司与中国铁塔公司签署战略合作协议。根据协议,双方开启“共享铁塔”全新合作模式。电力塔和通信塔开放共享,对推动电力和通信基础设施协调发展带来数项重大利好,实现电力与通信行业双赢。


同年5月4日,湖北省宜昌市110千伏车伍二回线12号塔多了一位新的“家庭成员”。新加装的5G试验基站实现了对铁塔的远程视频监控功能,“电力塔”和“通信塔”实现跨行业资源共享。湖北首座共享铁塔“披挂上阵”,不仅能推进电力无线专网建设,为配网自动化、智能电网远程操控提供支撑,提升国有资产利用率,还能节省国家土地资源和通信铁塔单点建设投资,解决通信基础设施建设中部分区域无线信号覆盖弱、选址难的问题,真正实现多方受益、一举多得。


由于5G技术的加持,共享铁塔迎来了发展的新一轮“猛长期”。


8月20日,南京联通公司小营5G基站成功开通,这是国内首次实现在变电站内建设5G基站,意味着江苏南京供电公司在全国首创“5G+1G”(1G的“G”指供电网)建设运营模式。在110千伏旺兰线上,国内首次利用输电杆塔挂载5G基站,南京供电公司与南京铁塔、中通服设计院组成联合团队,攻克了设备重量大幅增加、塔上设备需要供电等诸多5G共享新难题,在同一座单管塔上,同时挂设了移动公司4G、5G及电力无线专网天线,实现基础资源的高度整合利用。


“共享后可节约社会整体投资92.5亿。减少征地面积84万平方米,相当于节省出一个南京南站的面积。节约出的42万吨钢材,可建造1417千米高铁线路,相当于1.1条京沪线的长度。”南京供电公司泛在电力物联网办公室负责人朱红说。同时,得益于共享电力基础设施部署5G基站带来的“加速度”,南京5G建设全面提速,预计到9月底将建成开放95%以上的5G站点。


目前,公司经营区域内的共享铁塔正“遍地开花”。试点铁塔加挂5G基站的效果,已经得到了验证——


在江苏,今年已有792座专网基站以共享模式建设,44处杆塔被出租,大大节约了社会资源,包括钢材2.4万吨、投资6.1亿元,减少土地征用5.1万平方米。在陕西,2000年开始,电力通信光纤、10千伏杆塔、电缆沟道三种资源通道就逐步向运营商开放,租赁杆沟资源18012条·千米,出租纤芯资源2439对芯·米,已经形成了成熟的基础资源共享经营模式。


不久的将来,在5G技术的推动之下,共享铁塔的经济效益和社会效益,以及其对电力和通信行业的双赢作用将会持续显现、持续发挥更大作用。


极限的速度、广泛的连接、超低的时延、可靠的性能,带来的是行业的爆发、效率的增长、资源的优化和服务的提升……5G的一切都深刻影响着电力行业发展。面向未来,公司将在电网业务中加快5G技术的应用落地,让“瓦特”和“比特”碰撞出更多火花。

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