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“5G+工业互联网”典型应用系列报道

5G触“电”擦出智慧火花

走进青岛探寻国内规模最大的5G智能电网实验网

作者:张佳丽

出版时间:2020-03-25

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  无人机将采集到的变电站、输电线路数据信息实时回传到指挥中心,及时准确监控故障的发生;维修人员不用爬上危险的高压线杆,就可以操作维修,解除故障;家里空调的能效比是否太低,热水器能否优化加热时段,通过移动App,能给你提供更精确更个性化的用电服务……5G触“电”,这样的智慧场景正走进生活。

  4G改变生活,5G改变社会。随着5G与各行各业的深度融合,“5G﹢工业互联网”开始释放巨大的智能经济潜力。电力系统关系各行各业,影响千家万户,当电网遇上5G,必将迸发出智慧火花,创造更大价值。本报记者走进青岛,探寻国内规模最大的5G智能电网实验网。

安全、海量、高速5G助力泛在电力物联网建设

  在青岛市浮山湾畔,坐落着奥林匹克帆船中心,这里不仅是青岛市中心的著名旅游景点,也是青岛智能电网的示范基地。

  国网青岛供电公司是山东电网大型供电企业,主要担负着青岛市七区、三市的供电任务,供电面积1.13万平方公里,服务客户500万户。去年年初,国家电网提出了建立泛在电力物联网的设想。如何让相对独立存在的电网系统与互联网建立安全可靠的连接,实现数据信息的流动,5G给出了解决方案。国网青岛供电公司徐群介绍:“5G大带宽、低时延、广连接的特性,完美契合了泛在电力物联网多样化的通信需求。”为实现智能化转型升级,国网青岛供电公司向5G寻求技术支撑,建立泛在电力物联网、坚强智能电网,打造更加安全、可靠、绿色、高效的电网。

  2019年8月,国网青岛供电公司、中国电信青岛分公司、华为公司正式签订三方战略合作协议,并共同组建5G应用联合创新实验室。三方共同推进5G网络基础设施建设,加强包括5G在内的新一代信息技术的研发和应用,加快智能电网、能源互联网体系的建设,提升国网青岛公司管理效率与生产力,同时提升服务水平与人民群众的获得感。

  在青岛,国内规模最大的5G智能电网实验网正在建设。2019年10月,三方建成四大合作项目示范基地,并聚焦智能分布式配电、配电态势感知、输配电网络监控、5G基站削峰填谷等四大专题开展研究。三方已在崂山金家岭、西海岸古镇口、市南奥帆中心、国网青岛供电公司大楼等地完成多处5G网络覆盖,合计部署30余个5G站点及MEC解决方案,并完成动态切片管理系统的部署。5G技术在泛在电力物联网建设中的实际应用,将加速实现电力系统各环节万物互联、人机交互,推动电力系统向状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的智慧化电网转型。

5G﹢智慧电网智能控制高效便捷

  5G技术在智能巡检、全景感知、精准控制等各类电力应用场景中均具有极大的潜力。在电力系统输电、变电、配电以及用电的各个环节,5G都能带来新的体验。

  现代社会,人们的生活越来越离不开电。什么时候你对电的感知最强烈,答案是停电的时候。传统情况下,电力系统发生故障时,故障的识别和定位时间较长,需要断电的范围也较大,恢复供电的周期以天为单位。现在,5G﹢智慧电网甚至可以让停电“零”感知。在5G网络高速率、低时延特性下,配合终端严密逻辑控制算法,通过配电网差动保护技术,可以实现对主干线路故障的定位和切除,秒级恢复非故障区域供电,包括干线故障切除隔离、分支线故障快速就地切除、非故障负荷自动转供电。“这也就意味着,在你还没有察觉出断电的一瞬间,供电就可以恢复了。”徐群说。

  利用5G的大带宽能力,变电站园区、线路上各类采集设备获取的现场信息就可以实现快速回传,数据不出园区就能实现基于AI的处理。这是5G﹢智慧电网的又一重要应用场景。去年10月中旬,基于5G通信的智能配电态势感知系统在青岛上线。通过这套系统,国网青岛供电公司可以利用5G低时延、大连接的特性,对电力用户信息进行采集、处理和实时监控。在系统首页,记者看到了记录电流信息的一条条曲线,这能给用电保电带来什么帮助呢?在青岛国际会议中心,记者看到了答案。

  在青岛国际会议中心不远处,有一间不起眼的平房,里面的6台配电设备保障着整个会议中心的电力运行。运维检修部的梁子龙告诉记者,2018年上海合作组织青岛峰会保电任务期间,这个机房是24小时轮班值守的,值守人员就住在这里。他们有一套标准工作流程,每隔一段时间要测一次电柜里的设备温度,出现任何问题,都是需要人工操作的,必须时刻精准掌握6台电柜里的设备运行状态。“现在用了5G网络之后,安装在电柜里的采集设备就可以实时采集并传输信号,我们的工作人员远程就可以进行监控,并且通过算法提前发现可能存在的问题。2018年跨国领导人峰会召开期间,我们这个机房就已经实现无人值守了。通过检测预判可能出现的问题,再派人提前处置,完全来得及。”

  除了安装在线路上的各种采集设备,无人机也将在巡检中发挥作用,节省人力与时间,提高检修排障效率。国网青岛供电公司互联网部通信技术负责人李坤介绍:“设定巡检路线后,无人机就可以按照既定路线实现自动巡检,并将拍摄到的视频信息实时回传,以便工作人员及时解决出现的故障。”

5G遇上电网共建共享互利共赢

  当5G与电网相遇,不仅可以完成电网的智慧升级、智能转型,也为5G建设带来便利。5G智能电网实验网的建立,让5G建设和电网实现互利共赢。

  5G基站智能削峰填谷是5G应用联合创新实验室聚焦的一个重要研究专题。5G基站的密度远高于4G基站,用电量会大大增加。科学合理地利用峰谷电价,将为运营商节约用电成本。结合基站电力消耗上的关键特征,国网青岛供电公司和中国电信青岛分公司联合探索智能削峰方案,降低高峰时段工业用电对居民用电影响,提升运营商经济效益。李坤介绍:“基于5G机房、站点,通过站点智能储能参与供电实现智能削峰填谷,在用电低谷时段智能电源充电,在用电高峰时段智能电源放电供5G基站使用,通过峰谷时段的电价差,为电信运营商节省电费。”经过中国电信青岛分公司测算,预计每年可以节省电费1.38万元/站。

  5G创新实验室的建立,推动了5G与电力行业的融合发展,催生了更多5G应用,实现了工业互联网产生更多创新成果。在山东省移动互联网及5G应用创新技能大赛上,国网青岛供电公司的5G应用在57个决赛竞争项目中脱颖而出,荣获一等奖,展现了泛在电力物联网建设过程中,5G应用创新的卓越成效。

  中国电信青岛分公司副总经理徐新涛告诉记者:“在青岛建立国内规模最大的5G智能电网实验网过程中,我们积累了丰富的网络建设经验。项目的实施也推动了产业链的协同发展,并且探索出不同类型的5G新商业模式。”为满足电网对于超低时延超高可靠性的需求,5G﹢智慧电网采用了业界领先的5G SA组网架构,可提供端到端的5G网络切片服务,该项目的网络架构、建网流程等成功经验已形成标准化案例,目前正积极推广复制到其他的5G﹢工业互联网应用中。在5G﹢智慧电网的创新开发过程中,形成了5G产业生态链,为今后类似的项目推进打下了良好的基础。此次5G﹢智慧电网项目针对不同的网络服务能力,探索出不同类型的5G新商业模式,可打造企业用户、运营商、设备商等多方互利共赢的局面,对其他5G商用项目的落地起到示范作用。

  5G为能源行业的转型升级增添了活力,创造了新机遇。5G﹢智慧电网打造出可借鉴、可推广的行业应用模式,擦出智慧火花,创造共赢价值。

(010)64963755