5G+全棧國(guó)產(chǎn)化賦能智能電網(wǎng)，助力“5G智慧之城”

過(guò)去，電力改變了人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)生活方式。未來(lái)，5G將推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)新的數(shù)字化生產(chǎn)和生活方式。那5G與電網(wǎng)這兩大超級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施在新時(shí)代路口相遇會(huì)擦出怎樣的“火花”？

時(shí)值深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)建立40周年，8月17日，“點(diǎn)亮深圳，5G智慧之城”主題發(fā)布會(huì)在深圳福田香格里拉大酒店正式啟動(dòng)。在會(huì)上，南方電網(wǎng)深圳供電局副總經(jīng)理謝宏作了“5G+全棧國(guó)產(chǎn)化+智能電網(wǎng) 助力打造5G智慧之城”的演講，分享了5G、AI、云與智能電網(wǎng)融合發(fā)展實(shí)踐成果，以及電網(wǎng)行業(yè)推動(dòng)5G部署的舉措。

助力“5G智慧之城”，先行先試打造5G智能電網(wǎng)

深圳供電局致力為深圳中國(guó)特色社會(huì)主義先行示范區(qū)和粵港澳大灣區(qū)核心城市提供優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)，始終緊跟特區(qū)發(fā)展脈搏。隨著5G時(shí)代到來(lái)，5G、云、AI等技術(shù)深度融合將加速推動(dòng)智慧城市升級(jí)，為城市發(fā)展和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型帶來(lái)了新機(jī)遇。面向5G數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，深圳市政府針對(duì)5G建設(shè)和AI與云生態(tài)建設(shè)，出臺(tái)了一系列卓有成效的激勵(lì)政策，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，正全力鋪設(shè)5G高速公路，全方位打造智慧城市。

穩(wěn)定高效的電力供應(yīng)一直都是支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素。深圳供電局積極融入和服務(wù)“雙區(qū)”建設(shè)，將深圳電網(wǎng)從1979年負(fù)荷僅0.76萬(wàn)千瓦的漁村電網(wǎng)，發(fā)展為1913萬(wàn)千瓦現(xiàn)代化城市大電網(wǎng)，推動(dòng)深圳從曾經(jīng)全國(guó)缺電最嚴(yán)重的地區(qū)之一，逐漸發(fā)展成為全國(guó)供電負(fù)荷密度最大、供電可靠性領(lǐng)先的城市。2019年，深圳電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)客戶(hù)平均停電時(shí)間降至32.4分鐘/戶(hù)，優(yōu)于倫敦等國(guó)際一流城市，福田中心區(qū)僅為0.19分鐘/戶(hù)，達(dá)到世界頂尖水平。

面向未來(lái)，伴隨著深圳智慧城市發(fā)展，對(duì)智能電網(wǎng)的安全性、可靠性、運(yùn)行效率等提出了更高的要求，為此，在南方電網(wǎng)公司的指導(dǎo)下，深圳供電局先行先試，早在2017年底就開(kāi)始研究5G+智能電網(wǎng)應(yīng)用，并在2020年入選為深圳地區(qū)唯一的國(guó)家新基建重點(diǎn)項(xiàng)目，在深圳開(kāi)展5G規(guī)模商用。

回顧深圳供電局探索實(shí)踐5G智能電網(wǎng)歷程，2017年7月11日深圳供電局承接發(fā)改委批復(fù)的首個(gè)5G試點(diǎn)項(xiàng)目，2018年6月參與完成全球首個(gè)5G智能電網(wǎng)白皮書(shū)發(fā)布，2018年11月與華為成立ICT聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，2019年6月，基于5G網(wǎng)絡(luò)能力和全球首創(chuàng)授時(shí)5G終端，在坂田完成了全球首個(gè)配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)試點(diǎn)驗(yàn)證;2020年3月，在鵬城變電站部署南方電網(wǎng)首個(gè)5G基站，實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人業(yè)務(wù)接入;2020年6月，在僑香路實(shí)現(xiàn)5G+智能攝像頭對(duì)輸電電纜在線監(jiān)測(cè)。

5G+全棧國(guó)產(chǎn)化賦能智能電網(wǎng)

電網(wǎng)主要包含了輸電、變電、配電等環(huán)節(jié)，電能從發(fā)電廠出來(lái)，先通過(guò)變電升壓，進(jìn)入高壓輸電線路，再經(jīng)過(guò)變電降壓，然后配電給各個(gè)用戶(hù)。對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)，安全可靠是第一需求。對(duì)于不同環(huán)節(jié)的數(shù)字化、智能化應(yīng)用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求不盡相同，比如，配電環(huán)節(jié)對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和可靠性要求極高，變電、輸電環(huán)節(jié)的機(jī)器人巡檢應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求很高。同時(shí)，由于電網(wǎng)覆蓋面積大，還需要廣覆蓋的網(wǎng)絡(luò)。

5G大帶寬、低時(shí)延和廣覆蓋的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)比光纖部署更加靈活方便，還可通過(guò)高隔離、高安全和SLA可保障的端到端網(wǎng)絡(luò)切片為電力行業(yè)提供定制化“行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)”，比“盡力而為”和業(yè)務(wù)“一刀切”的4G網(wǎng)絡(luò)更可靠、更安全。因此，5G可更好的匹配智能電網(wǎng)需求，更好的賦能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，并與AI、云等技術(shù)融合推動(dòng)更加安全可靠、靈活高效的智能電網(wǎng)升級(jí)。

為支撐5G與電網(wǎng)業(yè)務(wù)深度融合，深圳供電局構(gòu)建了5G電力通訊專(zhuān)網(wǎng)，運(yùn)用5G攝像頭、5G機(jī)器人、5G智能網(wǎng)關(guān)等智能裝備，基于全棧國(guó)產(chǎn)化數(shù)據(jù)中心，打造了涵蓋輸變配環(huán)節(jié)的5G智能電網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。

安全高效的輸電

深圳供電局在全國(guó)電力行業(yè)首創(chuàng)5G攝像頭與多功能智能桿結(jié)合，通過(guò)人工智能算法實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電纜通道沿線及周邊施工情況的智能監(jiān)控。此外，深圳供電局已在輸電線路安裝智能AI攝像頭1812套，實(shí)現(xiàn)深圳電網(wǎng)輸電線路全覆蓋，以巡視一回500千伏輸電線路為例，傳統(tǒng)人工巡視需要2個(gè)人巡視10天，現(xiàn)在通過(guò)新一代輸電智能巡檢系統(tǒng)2小時(shí)就可以完成。

智能互聯(lián)的變電

深圳供電局建成完工首個(gè)5G智能變電站——鵬城變電站，利用自主研發(fā)的智能運(yùn)行支持平臺(tái)，通過(guò)5G大帶寬、低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)回傳智能攝像頭高清數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)精準(zhǔn)操控現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人，從而支撐了變電站巡視、操作等日常業(yè)務(wù)的無(wú)人化、智能化，將巡視效率提升了2.7倍。

當(dāng)電網(wǎng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)可快速隔離和恢復(fù)故障點(diǎn)，盡可能的減小停電時(shí)間和停電影響區(qū)域。配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)是保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力要求極高，要求通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)延為毫秒級(jí)，授時(shí)精度在微秒級(jí)以?xún)?nèi)。

（5G無(wú)線通信差動(dòng)保護(hù)柜）為了驗(yàn)證5G對(duì)配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)的支撐作用，深圳供電局聯(lián)合華為完成全球首個(gè)5G SA網(wǎng)絡(luò)跨基站帶業(yè)務(wù)的差動(dòng)保護(hù)測(cè)試，成功驗(yàn)證了5G滿(mǎn)足電網(wǎng)控制類(lèi)業(yè)務(wù)毫秒級(jí)低時(shí)延和微秒級(jí)高精度網(wǎng)絡(luò)授時(shí)的需求，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，6項(xiàng)技術(shù)成果創(chuàng)全球第一。

5G低時(shí)延、高可靠等特性打破了4G和光纖的局限，有效承載配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)的技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)將故障隔離時(shí)間從秒級(jí)升級(jí)到毫秒級(jí)，大幅降低配網(wǎng)故障供電恢復(fù)時(shí)間，真正實(shí)現(xiàn)停電“零感知”，滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)智能電網(wǎng)的需求。

自主可控的全棧國(guó)產(chǎn)化IT基礎(chǔ)架構(gòu)

深圳供電局在行業(yè)內(nèi)率先開(kāi)展自主可控的全棧國(guó)產(chǎn)化架構(gòu)研究，引入了國(guó)產(chǎn)泰山服務(wù)器、國(guó)產(chǎn)鯤鵬處理器、國(guó)產(chǎn)openEuler操作系統(tǒng)、國(guó)產(chǎn)GaussDB數(shù)據(jù)庫(kù)等全棧國(guó)產(chǎn)化IT基礎(chǔ)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)智慧輸電等系統(tǒng)的核心部件國(guó)產(chǎn)化率100%，打破了過(guò)去依賴(lài)國(guó)外產(chǎn)品的局面，杜絕了安全后門(mén)隱患和斷供風(fēng)險(xiǎn)，有效保障電力業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)安全。共享多贏推動(dòng)5G高效部署

5G網(wǎng)絡(luò)是通往未來(lái)智能社會(huì)的“數(shù)字高速公路”，但要修好這條路，需建設(shè)大量的5G基站、邊緣節(jié)點(diǎn)等基礎(chǔ)設(shè)施。深圳供電局積極響應(yīng)國(guó)家“新基建”建設(shè)要求，積極承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，充分發(fā)揮變電站、配電房、電力塔及電纜管廊等場(chǎng)地資源點(diǎn)多面廣的優(yōu)勢(shì)，助力深圳市5G建設(shè)實(shí)現(xiàn) “多、快、好、省”。

深圳供電局擁有8千多座電力塔，具有覆蓋廣、取電容易、塔上空間充足等優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)成的5G基站站址資源。深圳供電局還擁有261座變電站，超過(guò)1.5萬(wàn)間配電房，具有站址空間充足、供電穩(wěn)定、靠近用戶(hù)等優(yōu)勢(shì)，是合適的ICT機(jī)房資源。

為高效整合資源，深圳供電局還與市政資源、電信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商尋求產(chǎn)業(yè)合作，構(gòu)建5G基站、儲(chǔ)能站、智能配電房、MEC、北斗地基增強(qiáng)站等多功能融合的站點(diǎn)，以及構(gòu)建5G基站、電網(wǎng)攝像頭、公安攝像頭等融合的多功能智能桿，以創(chuàng)新運(yùn)營(yíng)模式，拓展業(yè)務(wù)新形態(tài)，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置及共享多贏。

目前，深圳市已實(shí)現(xiàn)5G全覆蓋，基站數(shù)量達(dá)4.5萬(wàn)個(gè)，建設(shè)密度全國(guó)第一。面對(duì)5G用電需求量加大的問(wèn)題，深圳供電局積極落實(shí)深圳建設(shè)新型智慧城市戰(zhàn)略，專(zhuān)門(mén)成立5G供電服務(wù)工作組，通過(guò)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、建立綠色通道優(yōu)化流程、開(kāi)展5G基站轉(zhuǎn)供電改直供電等舉措，全力做好5G基站的用電保障，為5G運(yùn)營(yíng)商節(jié)約年用電成本約1億元。謝宏副總經(jīng)理在演講最后表示，深圳供電局將繼續(xù)落實(shí)好國(guó)家新基建發(fā)展戰(zhàn)略，利用5G等新一代數(shù)字技術(shù)推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，打造安全、可靠、綠色、高效的智能電網(wǎng)，為5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)和能源保障，與5G產(chǎn)業(yè)鏈緊密合作，加速推動(dòng)智慧城市升級(jí)，點(diǎn)亮深圳5G智慧之城。

過(guò)去，電力走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)、千行百業(yè)，推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展。未來(lái)，5G也將走進(jìn)千行百業(yè)，賦能全社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展。今天，當(dāng)電網(wǎng)遇上5G，兩者相互融合與賦能，必將迸發(fā)出絢麗的智慧火花，為全社會(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值。