5G成智能電網(wǎng)的最強(qiáng)大腦

近來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電力需求進(jìn)一步增大，尤其入冬以來(lái)，多個(gè)省區(qū)市用電負(fù)荷和全社會(huì)用電量持續(xù)攀升。錯(cuò)峰用電、有序用電意義重大。

多年來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，但電網(wǎng)規(guī)模的不斷提升以及線路復(fù)雜度的迅速增加，給我國(guó)電網(wǎng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。提高電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化、智能化水平成為重要任務(wù)。智能電網(wǎng)是當(dāng)今世界電力和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的體現(xiàn)，將開(kāi)啟能源與互聯(lián)網(wǎng)有機(jī)結(jié)合的大門，已成為國(guó)家搶占低碳經(jīng)濟(jì)制高點(diǎn)的重要戰(zhàn)略舉措。在國(guó)家相關(guān)主管部門的支持下，全國(guó)多個(gè)省區(qū)市紛紛啟動(dòng)5G智能電網(wǎng)建設(shè)。與此同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商也加快了與電力行業(yè)開(kāi)展5G合作的步伐。5G智能電網(wǎng)，讓我們一探究竟。

5G SA提升電網(wǎng)智能化水平

在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，存在非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）和獨(dú)立組網(wǎng)（SA）兩種組網(wǎng)方式。非獨(dú)立組網(wǎng)通過(guò)改造4G核心網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)5G功能，而獨(dú)立組網(wǎng)則需要新建5G核心網(wǎng)。5G SA具有高速率、低時(shí)延、廣連接等優(yōu)勢(shì)，能支持更大帶寬和更多應(yīng)用場(chǎng)景，更好地發(fā)揮5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。

在電力行業(yè)，一流的智能電網(wǎng)須應(yīng)對(duì)多種類業(yè)務(wù)，對(duì)通信傳輸速度、安全性能要求高，5G SA模式能夠滿足智能電網(wǎng)的建設(shè)需要。近日，深圳供電局聯(lián)合深圳移動(dòng)在國(guó)內(nèi)電力行業(yè)率先應(yīng)用5G商用獨(dú)立組網(wǎng)，標(biāo)志著深圳電網(wǎng)在5G規(guī)?；瘧?yīng)用方面邁出了堅(jiān)實(shí)一步。

深圳供電局系統(tǒng)運(yùn)行部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，5G獨(dú)立組網(wǎng)在商用前歷經(jīng)試驗(yàn)網(wǎng)階段，實(shí)現(xiàn)商用是5G規(guī)?；瘧?yīng)用的基礎(chǔ)。近年來(lái)，該局利用試驗(yàn)網(wǎng)開(kāi)展了全球首例5G獨(dú)立組網(wǎng)支撐配網(wǎng)線路差動(dòng)保護(hù)測(cè)試，打造了深圳市5G智慧樣板項(xiàng)目——5G智能變電站，初步驗(yàn)證了5G獨(dú)立組網(wǎng)在實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用效果。

據(jù)了解，目前，深圳供電局聯(lián)合中國(guó)移動(dòng)、華為公司、南網(wǎng)數(shù)研院等企業(yè)，積極探索配電自動(dòng)化、計(jì)量自動(dòng)化等十大電力場(chǎng)景的5G規(guī)?；瘧?yīng)用。接下來(lái)，該局將充分發(fā)揮5G商用獨(dú)立組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，與深圳移動(dòng)共建電力專用的5G核心網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)更精確的智能化控制，加快配電網(wǎng)信息化、智能化和自動(dòng)化發(fā)展。預(yù)計(jì)到2022年年底，逾4400個(gè)5G電力業(yè)務(wù)終端投入使用，提升電網(wǎng)智能化水平。

與此同時(shí)，在陜西安康，國(guó)網(wǎng)安康供電公司員工在工作中頭戴新式“安全帽”和AR眼鏡，在變電運(yùn)維中心測(cè)試電力單兵指揮裝置場(chǎng)景應(yīng)用情況。據(jù)了解，國(guó)網(wǎng)安康供電公司攜手陜西廣電網(wǎng)絡(luò)公司成功開(kāi)通了國(guó)內(nèi)首個(gè)基于700MHz的電力5G專用網(wǎng)絡(luò)，并基于該專網(wǎng)研發(fā)開(kāi)展視頻指揮系統(tǒng)場(chǎng)景應(yīng)用。

據(jù)介紹，基于700MHz的5G網(wǎng)絡(luò)共建共享研究合作協(xié)議達(dá)成后，經(jīng)過(guò)近一年時(shí)間，首期電力5G網(wǎng)絡(luò)完成了安康供電公司本部、110千伏江南變電站、新城供電所三個(gè)基站的部署，并完成了電力5G專用網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試和優(yōu)化。通過(guò)電力5G專用網(wǎng)絡(luò)，國(guó)網(wǎng)安康供電公司開(kāi)展了供電服務(wù)單兵指揮系統(tǒng)的應(yīng)用測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了部署在電力專網(wǎng)的IMS融合通信系統(tǒng)與工作現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備的高速連接。

在數(shù)字新基建的浪潮下，國(guó)網(wǎng)安康供電公司持續(xù)加強(qiáng)與陜西省電力公司以及廣電網(wǎng)絡(luò)的溝通交流，以國(guó)網(wǎng)安康供電公司為項(xiàng)目試點(diǎn)，借助5G技術(shù)賦能傳統(tǒng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)，利用5G超大帶寬、超低時(shí)延、海量連接的三大特點(diǎn)，在供電服務(wù)指揮、機(jī)器人巡檢、配用電信息采集與控制等領(lǐng)域加強(qiáng)合作，依托外部科研機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)技術(shù)課題合作創(chuàng)新，共同解決電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際問(wèn)題，著力打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的智慧電力服務(wù)系統(tǒng)。

5G新管家打造智能電網(wǎng)最強(qiáng)大腦

近年來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，但電網(wǎng)規(guī)模的不斷提升以及線路復(fù)雜度的迅速增加，給我國(guó)電網(wǎng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，倒逼電網(wǎng)升級(jí)。提高電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化、智能化水平成為重要任務(wù)。目前，在國(guó)家主管部門的支持下，全國(guó)多個(gè)省區(qū)市紛紛啟動(dòng)5G智能電網(wǎng)建設(shè)。與此同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商也加快了與電力行業(yè)開(kāi)展5G合作的步伐。

配電房是電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配環(huán)節(jié)中最貼近用戶，也是最關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)。傳統(tǒng)配電房的安全與可靠性相比主網(wǎng)發(fā)展滯后，普遍存在基礎(chǔ)薄弱、自動(dòng)化程度低以及連接匱乏等問(wèn)題。為此，浙江移動(dòng)寧波分公司攜手國(guó)網(wǎng)寧波供電公司，利用5G賦能配電房，成功打造了國(guó)內(nèi)首個(gè)基于5G基站的智能配電房，并在鄞州供電局部署落地和正式商用。

走進(jìn)寧波鄞州區(qū)保利印江南小區(qū)，綠化帶深處隱藏著一座配電房。配電房?jī)?nèi)空無(wú)一人，一臺(tái)巡檢機(jī)器人正沿著軌道穩(wěn)穩(wěn)經(jīng)過(guò)一個(gè)個(gè)出線柜，它采集著遙信、遙測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到綜合監(jiān)控平臺(tái)。此時(shí)，國(guó)網(wǎng)寧波供電公司指揮中心的綜合監(jiān)控平臺(tái)大屏幕上，正實(shí)時(shí)呈現(xiàn)巡檢機(jī)器人所拍攝的高清視頻畫面，工作人員只需通過(guò)畫面信息記錄，就可以分析配電房?jī)?nèi)設(shè)備的運(yùn)行情況。

“5G軌道巡檢機(jī)器人可謂配電房的‘新管家’，能代替我到配電房現(xiàn)場(chǎng)巡檢，讓每次巡檢能節(jié)省大約40分鐘時(shí)間，我就可以有更多時(shí)間承接重點(diǎn)設(shè)備檢修、老舊設(shè)備更替和其他緊急任務(wù)?！眹?guó)網(wǎng)寧波供電公司配電房的運(yùn)維人員表示。相較于4G網(wǎng)絡(luò)下監(jiān)控畫面?zhèn)鬏斔俣嚷?、時(shí)延高、模糊不清，在5G網(wǎng)絡(luò)下，巡檢機(jī)器人搭配高清鏡頭，畫面?zhèn)鬏攲?shí)現(xiàn)大帶寬、低時(shí)延，配電柜上的每個(gè)文字、數(shù)字、指針都清晰可見(jiàn)，便于后臺(tái)工作人員實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確掌握信息，及時(shí)處理問(wèn)題，同時(shí)還能對(duì)視角、方位、焦距等進(jìn)行在線調(diào)整?，F(xiàn)在，只需在綜合監(jiān)控平臺(tái)上動(dòng)動(dòng)手指，就能遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢機(jī)器人的精準(zhǔn)控制，打破了以往指揮中心僅能通過(guò)遙測(cè)碼值上送、遙信變位的方式獲取現(xiàn)場(chǎng)信息的局限性，實(shí)現(xiàn)全方位、多視角、無(wú)盲區(qū)、24小時(shí)不間斷監(jiān)控，免去了人工現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的麻煩。

截至7月底，國(guó)家電網(wǎng)山東青島供電公司與中國(guó)電信青島分公司、華為技術(shù)有限公司聯(lián)合在青島西海岸古鎮(zhèn)口、嶗山金家?guī)X、奧帆中心等地部署30余個(gè)5G基站，攜手打造5G智能電網(wǎng)項(xiàng)目。7月13日，在青島市西海岸古鎮(zhèn)口三沙路上，兩座嶄新的10千伏配電柜投入運(yùn)行。青島供電公司運(yùn)檢部專責(zé)張?zhí)赵诤藢?duì)設(shè)備信號(hào)時(shí)說(shuō)：“這些設(shè)備都配置了5G配網(wǎng)線路差動(dòng)保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)對(duì)配電線路上發(fā)生的故障在幾十毫秒內(nèi)自動(dòng)切除。不在故障區(qū)域的用戶甚至感受不到故障的存在。相比于以往一有故障就全線停電的情況，供電服務(wù)水平有了巨大提升。”

12月7日，國(guó)網(wǎng)烏魯木齊供電公司通信機(jī)房?jī)?nèi)，一臺(tái)5G“智慧大腦”成功投運(yùn)，它將運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)“克隆”至本地，實(shí)現(xiàn)了基于5G的本地?cái)?shù)據(jù)處理和邏輯運(yùn)算。這是國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司首個(gè)成功落地的5G ﹢ MEC（移動(dòng)邊緣計(jì)算）設(shè)備。

5G﹢MEC（移動(dòng)邊緣計(jì)算）設(shè)備的應(yīng)用，是國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司“5G﹢電力”行動(dòng)的一項(xiàng)突破。5G﹢MEC（移動(dòng)邊緣計(jì)算）技術(shù)的應(yīng)用讓海量通信數(shù)據(jù)，不再需要到達(dá)運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)的“數(shù)據(jù)庫(kù)房”，而是直接進(jìn)入本地“智慧大腦”，不僅大大減輕了運(yùn)營(yíng)商核心節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)壓力，還確保了用戶自身信息的安全。當(dāng)MEC設(shè)備遇上5G通信技術(shù)，還能大幅降低通信響應(yīng)時(shí)延，滿足用戶對(duì)低時(shí)延的要求。同時(shí)，數(shù)據(jù)在本地傳輸，可有效降低大帶寬業(yè)務(wù)流量資費(fèi)，大大節(jié)約生產(chǎn)成本。

作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)，5G不僅在帶寬上實(shí)現(xiàn)大幅提升，同時(shí)具備“超低時(shí)延”和“海量連接”等特性，能夠滿足視頻巡檢、配網(wǎng)自動(dòng)化、自動(dòng)抄表等智能電網(wǎng)各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景下對(duì)于大帶寬、低時(shí)延和廣連接的要求。而5G與邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)的結(jié)合，更為有高度數(shù)據(jù)安全要求的電網(wǎng)提供了一張安全隔離的專用網(wǎng)絡(luò)，必將成為能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中的重要?jiǎng)恿Α?/p>

5G電網(wǎng)讓發(fā)輸變配用電高效便捷

5G技術(shù)和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)深度融合，形成新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施核心能力，這也給電力行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)深刻變革。

近來(lái)，隨著電力系統(tǒng)信息化改造升級(jí)的推進(jìn)，5G在電力系統(tǒng)輸電、變電、配電以及用電的各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮高速率、大帶寬、低時(shí)延的優(yōu)勢(shì)，助力傳統(tǒng)電力系統(tǒng)全面升級(jí)。在浙江、山東青島、廣州等地，5G智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目紛紛落地，有效提升了電力的調(diào)控效率，為電力行業(yè)的5G應(yīng)用起到了試點(diǎn)、示范作用。

在電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配環(huán)節(jié)中最貼近用戶、最關(guān)鍵的配電環(huán)節(jié)，5G能帶來(lái)什么樣的全新體驗(yàn)?zāi)?？一起走進(jìn)幾個(gè)智能電網(wǎng)示范點(diǎn)，你就明白了。

日前，杭州蕭山供電公司錢江供電所的工作人員在業(yè)內(nèi)宣布：“鴻華C919線鴻華C9190 開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程遙控成功，開(kāi)關(guān)處于運(yùn)行狀態(tài)?！贝伺e標(biāo)志著在浙江移動(dòng)的技術(shù)助力下，該所正式實(shí)現(xiàn)了基于5G專網(wǎng)的架空線一二次融合智能開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程遙控。

蕭山電力的工作人員介紹：“融合智能開(kāi)關(guān)的遙控操作，一直是我們電力維護(hù)工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。原來(lái)只能通過(guò)運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)操作，就算在交通暢通的情況下，從錢江供電所趕到這里也要開(kāi)車30分鐘以上?，F(xiàn)場(chǎng)操作還需要穿戴安全器具和登桿，整個(gè)過(guò)程需要一個(gè)小時(shí)?，F(xiàn)在通過(guò)5G進(jìn)行開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程遙控，大大提高了工作效率，也降低了現(xiàn)場(chǎng)人員高空作業(yè)的危險(xiǎn)性?！?/p>

在浙江寧波，寧波移動(dòng)聯(lián)合國(guó)網(wǎng)寧波供電公司成功打造基于5G模組的架空線路遙控智能開(kāi)關(guān)，并順利接入國(guó)網(wǎng)調(diào)度I區(qū)配網(wǎng)主站，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)主站對(duì)智能開(kāi)關(guān)的遙測(cè)遙信采集，以及對(duì)智能開(kāi)關(guān)的可靠遙控。架空線路遙控智能開(kāi)關(guān)是一項(xiàng)應(yīng)用于配網(wǎng)綜合管控的智能差動(dòng)保護(hù)設(shè)備，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和處理配網(wǎng)線路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，研判故障類型，通過(guò)分閘、合閘快速隔離故障區(qū)域，保證供電安全。同時(shí)，將信息采集、處理結(jié)果與配網(wǎng)調(diào)度主站進(jìn)行雙向?qū)崟r(shí)傳輸，具有采集、處理、上傳和執(zhí)行等功能。

在青島，5G智能電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)項(xiàng)目可成功實(shí)現(xiàn)5G智能分布式配電、變電站作業(yè)監(jiān)護(hù)及電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知、5G基站削峰填谷供電等多個(gè)新應(yīng)用。通過(guò)配電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主干線路故障的定位和切除，秒級(jí)恢復(fù)非故障區(qū)域供電，包括干線故障切除隔離、分支線故障快速就地切除、非故障負(fù)荷自動(dòng)轉(zhuǎn)供電。

從2019年開(kāi)始，中國(guó)移動(dòng)與南方電網(wǎng)在廣州市南沙區(qū)明珠灣區(qū)域建立了國(guó)內(nèi)最大的5G智能電網(wǎng)應(yīng)用示范區(qū)，以5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低時(shí)延以及海量連接的新型特點(diǎn)，以及網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等創(chuàng)新功能，為5G智能電網(wǎng)應(yīng)用研究提供全新電力通信條件。在這里，業(yè)務(wù)場(chǎng)景數(shù)量及驗(yàn)證進(jìn)度正領(lǐng)跑行業(yè)。

其中，配網(wǎng)自動(dòng)化線路自愈功能的推進(jìn)速度大幅提升，據(jù)統(tǒng)計(jì)，自愈功能投入后相較自愈功能投入前，平均隔離故障并恢復(fù)非故障區(qū)域送電時(shí)間由小時(shí)級(jí)壓縮到3分鐘以內(nèi)，下降超過(guò)90%，而且較傳統(tǒng)故障搶修至少6人才能完成故障隔離和轉(zhuǎn)電的情況，自愈線路完全自主執(zhí)行、無(wú)須人力耗費(fèi)。

電力供應(yīng)關(guān)乎家家戶戶的日常生活。進(jìn)入信息化時(shí)代，5G賦能傳統(tǒng)電力系統(tǒng)智能化升級(jí)，正在助力更好地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)“安全、可靠、綠色、高效”的整體目標(biāo)。
責(zé)編AJX