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“5G+工業互聯網”典型應用系列報道
5G觸“電”擦出智慧火花
走進青島探尋國內規模最大的5G智能電網實驗網

無人機將采集到的變電站、輸電線路數據信息實時回傳到指揮中心,及時準確監控故障的發生;維修人員不用爬上危險的高壓線桿,就可以操作維修,解除故障;家里空調的能效比是否太低,熱水器能否優化加熱時段,通過移動App,能給你提供更精確更個性化的用電服務……5G觸“電”,這樣的智慧場景正走進生活。

4G改變生活,5G改變社會。隨著5G與各行各業的深度融合,“5G﹢工業互聯網”開始釋放巨大的智能經濟潛力。電力系統關系各行各業,影響千家萬戶,當電網遇上5G,必將迸發出智慧火花,創造更大價值。本報記者走進青島,探尋國內規模最大的5G智能電網實驗網。

安全、海量、高速5G助力泛在電力物聯網建設

在青島市浮山灣畔,坐落著奧林匹克帆船中心,這里不僅是青島市中心的著名旅游景點,也是青島智能電網的示范基地。

國網青島供電公司是山東電網大型供電企業,主要擔負著青島市七區、三市的供電任務,供電面積1.13萬平方公里,服務客戶500萬戶。去年年初,國家電網提出了建立泛在電力物聯網的設想。如何讓相對獨立存在的電網系統與互聯網建立安全可靠的連接,實現數據信息的流動,5G給出了解決方案。國網青島供電公司徐群介紹:“5G大帶寬、低時延、廣連接的特性,完美契合了泛在電力物聯網多樣化的通信需求?!睘閷崿F智能化轉型升級,國網青島供電公司向5G尋求技術支撐,建立泛在電力物聯網、堅強智能電網,打造更加安全、可靠、綠色、高效的電網。

2019年8月,國網青島供電公司、中國電信青島分公司、華為公司正式簽訂三方戰略合作協議,并共同組建5G應用聯合創新實驗室。三方共同推進5G網絡基礎設施建設,加強包括5G在內的新一代信息技術的研發和應用,加快智能電網、能源互聯網體系的建設,提升國網青島公司管理效率與生產力,同時提升服務水平與人民群眾的獲得感。

在青島,國內規模最大的5G智能電網實驗網正在建設。2019年10月,三方建成四大合作項目示范基地,并聚焦智能分布式配電、配電態勢感知、輸配電網絡監控、5G基站削峰填谷等四大專題開展研究。三方已在嶗山金家嶺、西海岸古鎮口、市南奧帆中心、國網青島供電公司大樓等地完成多處5G網絡覆蓋,合計部署30余個5G站點及MEC解決方案,并完成動態切片管理系統的部署。5G技術在泛在電力物聯網建設中的實際應用,將加速實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互,推動電力系統向狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活的智慧化電網轉型。

5G﹢智慧電網智能控制高效便捷

5G技術在智能巡檢、全景感知、精準控制等各類電力應用場景中均具有極大的潛力。在電力系統輸電、變電、配電以及用電的各個環節,5G都能帶來新的體驗。

現代社會,人們的生活越來越離不開電。什么時候你對電的感知最強烈,答案是停電的時候。傳統情況下,電力系統發生故障時,故障的識別和定位時間較長,需要斷電的范圍也較大,恢復供電的周期以天為單位?,F在,5G﹢智慧電網甚至可以讓停電“零”感知。在5G網絡高速率、低時延特性下,配合終端嚴密邏輯控制算法,通過配電網差動保護技術,可以實現對主干線路故障的定位和切除,秒級恢復非故障區域供電,包括干線故障切除隔離、分支線故障快速就地切除、非故障負荷自動轉供電?!斑@也就意味著,在你還沒有察覺出斷電的一瞬間,供電就可以恢復了?!毙烊赫f。

利用5G的大帶寬能力,變電站園區、線路上各類采集設備獲取的現場信息就可以實現快速回傳,數據不出園區就能實現基于AI的處理。這是5G﹢智慧電網的又一重要應用場景。去年10月中旬,基于5G通信的智能配電態勢感知系統在青島上線。通過這套系統,國網青島供電公司可以利用5G低時延、大連接的特性,對電力用戶信息進行采集、處理和實時監控。在系統首頁,記者看到了記錄電流信息的一條條曲線,這能給用電保電帶來什么幫助呢?在青島國際會議中心,記者看到了答案。

在青島國際會議中心不遠處,有一間不起眼的平房,里面的6臺配電設備保障著整個會議中心的電力運行。運維檢修部的梁子龍告訴記者,2018年上海合作組織青島峰會保電任務期間,這個機房是24小時輪班值守的,值守人員就住在這里。他們有一套標準工作流程,每隔一段時間要測一次電柜里的設備溫度,出現任何問題,都是需要人工操作的,必須時刻精準掌握6臺電柜里的設備運行狀態?!艾F在用了5G網絡之后,安裝在電柜里的采集設備就可以實時采集并傳輸信號,我們的工作人員遠程就可以進行監控,并且通過算法提前發現可能存在的問題。2018年跨國領導人峰會召開期間,我們這個機房就已經實現無人值守了。通過檢測預判可能出現的問題,再派人提前處置,完全來得及?!?/p>

除了安裝在線路上的各種采集設備,無人機也將在巡檢中發揮作用,節省人力與時間,提高檢修排障效率。國網青島供電公司互聯網部通信技術負責人李坤介紹:“設定巡檢路線后,無人機就可以按照既定路線實現自動巡檢,并將拍攝到的視頻信息實時回傳,以便工作人員及時解決出現的故障?!?/p>

5G遇上電網共建共享互利共贏

當5G與電網相遇,不僅可以完成電網的智慧升級、智能轉型,也為5G建設帶來便利。5G智能電網實驗網的建立,讓5G建設和電網實現互利共贏。

5G基站智能削峰填谷是5G應用聯合創新實驗室聚焦的一個重要研究專題。5G基站的密度遠高于4G基站,用電量會大大增加??茖W合理地利用峰谷電價,將為運營商節約用電成本。結合基站電力消耗上的關鍵特征,國網青島供電公司和中國電信青島分公司聯合探索智能削峰方案,降低高峰時段工業用電對居民用電影響,提升運營商經濟效益。李坤介紹:“基于5G機房、站點,通過站點智能儲能參與供電實現智能削峰填谷,在用電低谷時段智能電源充電,在用電高峰時段智能電源放電供5G基站使用,通過峰谷時段的電價差,為電信運營商節省電費?!苯涍^中國電信青島分公司測算,預計每年可以節省電費1.38萬元/站。

5G創新實驗室的建立,推動了5G與電力行業的融合發展,催生了更多5G應用,實現了工業互聯網產生更多創新成果。在山東省移動互聯網及5G應用創新技能大賽上,國網青島供電公司的5G應用在57個決賽競爭項目中脫穎而出,榮獲一等獎,展現了泛在電力物聯網建設過程中,5G應用創新的卓越成效。

中國電信青島分公司副總經理徐新濤告訴記者:“在青島建立國內規模最大的5G智能電網實驗網過程中,我們積累了豐富的網絡建設經驗。項目的實施也推動了產業鏈的協同發展,并且探索出不同類型的5G新商業模式?!睘闈M足電網對于超低時延超高可靠性的需求,5G﹢智慧電網采用了業界領先的5G SA組網架構,可提供端到端的5G網絡切片服務,該項目的網絡架構、建網流程等成功經驗已形成標準化案例,目前正積極推廣復制到其他的5G﹢工業互聯網應用中。在5G﹢智慧電網的創新開發過程中,形成了5G產業生態鏈,為今后類似的項目推進打下了良好的基礎。此次5G﹢智慧電網項目針對不同的網絡服務能力,探索出不同類型的5G新商業模式,可打造企業用戶、運營商、設備商等多方互利共贏的局面,對其他5G商用項目的落地起到示范作用。

5G為能源行業的轉型升級增添了活力,創造了新機遇。5G﹢智慧電網打造出可借鑒、可推廣的行業應用模式,擦出智慧火花,創造共贏價值。

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