電力通信網是支撐智能電網發展的重要基礎設施。隨著大規模新能源接入、用電負荷需求側響應等業務快速發展,各類電力終端、用電客戶的通信需求呈現爆發式增長,海量設備需實時監測或控制,信息雙向交互頻繁,迫切需要構建經濟靈活、雙向實時、安全可靠、全方位覆蓋的“泛在化、全覆蓋”終端通信無線接入網。
在5G與智能電網融合應用方面,南方電網公司已經著手進行一系列的研究與實踐。譬如正在制定相關工作方案,向國際通信組織提交電力需求提案,與一些企業合作開展相關測試等。如果將4G比喻為“普通列車”,5G將讓電網駛上通信“復興號”。
毫秒級時延進一步減少停電時間
對于電網企業來說,減少客戶停電時間是始終追求的目標。經過多年建設,光纖資源已實現35千伏及以上廠站、自有物業辦公和營業場所全覆蓋,但在配電通信網側,通信已成為智能電網發展的瓶頸之一。就目前的情況看,南方電網存在大量的有3G、4G卡,甚至還有區域用的2G,數據傳輸時延較長,普遍在50—100毫秒之間,直接影響到停電時間這一重要指標。
5G低時延、高網速的特點正好是解決此問題的“藥方”,其數據傳輸時延在10毫秒以內。深圳、中山等供電局正在研究將5G應用于配網分布式自動化系統,以快速實現配網線路區段或配網設備的故障判斷及準確定位,減少停電時間,提升供電可靠性。
南方電網公司早已制定并實施智能電網的發展規劃。隨著智能電網建設的推進,從生產端到消費端的各個環節,南方電網對大帶寬、低時延、大連接的訴求越來越迫切,對于“5G+智能電網”的研究也越來越深,積極尋求與國內外企業合作成為必然之舉。
南方電網公司不僅加入中國移動“5G聯合創新中心”、工信部中國信息通信研究院“5G應用產業聯盟”、中國移動“5G能源互聯網聯盟”、廣東移動“5G產業聯盟”等國內組織,還加入了3GPP(第三代合作伙伴計劃)這一國際通信標準化機構,并向其提交18篇電力需求提案,其中9篇已被采納,分別納入4項國際標準中。后續,南方電網公司將在網絡體系架構、確定性時延保障、安全可信接入等方面提交更多的電力需求提案,為今后5G在電網領域大規模應用奠定基礎,進一步推動技術研究、產品研制、測試驗證、標準制定等工作。
“切片”提供電力BRT信息傳輸通道
雖說5G傳輸時延越來越短、速度越來越快,但如果傳輸的信息數量過大,還是會對用時產生影響。如何避免信息“擁堵”的情況呢?切片技術能解決這一問題。
如同阻塞的交通一樣,城市內可以專門騰出車道來,給公交車專用。“切片也是同樣的道理,專門劃一塊電力BRT專屬通道,為電網行業虛擬出一個‘無線專網’供電力信息傳輸。”南方電網公司系統運行部通信處處長洪丹軻非常看好切片技術的應用前景。
與一般普通用戶不同的是,切片對于電網公司來說是必需品。電網每天24小時均有海量數據傳輸,對通道的可靠性、安全性和服務質量保障能力有極高要求。
今年6月,南方電網公司聯合中國移動和華為公司在深圳坂田完成了業內首例基于SA架構的無線、傳輸、核心網的5G端到端切片外場功能測試。通過現場部署網絡承載不同分區電網業務的三個切片,初步驗證了切片之間不受影響,切片可以實現硬隔離、業務服務質量可保障的效果。
接下來,南方電網公司還將在多地開展不同業務場景的試驗,全面梳理和分析各種場景下的通信需求,驗證5G承載差異化業務的可行性、安全性和高效性。
由于電網關系千家萬戶用電安全,電網控制業務出了問題要能夠快速恢復。洪丹軻認為,電網企業作為5G應用“私人定制”客戶,要實現對電網信息全程可管可控,5G運營管理模式仍需要探索。
當然,每一項新事物發展,勢必都存在各種各樣的問題,這是事物發展的必然過程。5G與智能電網都是各自領域的大趨勢,兩種大勢的融合,已不可避免。
>記者觀察
跑步進場,擁抱5G未來
南網傳媒全媒體記者孫維鋒
今年,隨著四張5G商用牌照的落地,中國步入5G商用元年。以5G為代表的新興數字技術作為數字時代的關鍵基礎設施,成為各國競爭的焦點。各行各業,無數企業,誰都不想錯過。這既是市場的魅力,也是時代使命使然。
記者注意到,對擁有9000多萬塊電表,還有各種智能傳感,終端規模超過萬億級的南方電網來說,其正在順應和把握趨勢,推動戰略轉型,數字化轉型、建設數字電網的腳步加快,以實際行動回答5G這一時代命題。
把今年上半年作為觀察區間,記者從諸多細節中感受到,南方電網無論是從公司高層推動的決心,還是從頂層設計和組織架構優化調整等方面,都正在為5G的發展營造一個“小生態”,而這將助力南方電網融入和擁抱“大生態”。
年初,南方電網提出向智能電網運營商、能源產業價值鏈整合商、能源生態系統服務商轉型,這是其基于“云大物移智”深度融入能源產業等各方面因素作出的積極探索和戰略選擇。4月,出臺的《南方電網公司數字化轉型和數字南網建設行動方案(2019年版)》明確指出,要建設基于5G的物聯網數據接入網絡,探索公司應用5G網絡的商業模式。
上半年,南方電網高層與中國信息通信科技集團有限公司、中興通訊、華為等在通訊領域領先的公司高層分別進行了會面會談。5G技術及應用、通信設備及網絡安全、大數據、物聯網等是雙方十分關心的話題,而且均表示要在這些領域發揮各自優勢深化合作。
近期,南方電網對總部機構進行了優化調整,數字化部、創新管理部、供應鏈管理部等部門的名字首次出現,這也釋放出一種強烈的擁抱數字化時代的信號。實際上,這些新名字并是不“趕時髦”,而是在進一步加強統籌和強化職能,是為了加快推動戰略落地,相信也將更加有力保障和推進“數字南網”建設。
當前,南方電網正在對發展5G的相關規劃進行探索研究,同時廣泛和5G產業鏈企業、行業協會等攜手合作,不斷擴大5G朋友圈。在南方電網的各類培訓班中,智能電網、數字經濟成為干部員工的必學課程。
自上而下,南方電網干部員工對于推動數字化轉型已經有了更多共識、思考和行動。對5G+智能電網,對于擁有更加美好的能源體驗、更加美好的生活,你是不是也充滿了期待?
>>實踐案例
停送電操作,傳統耗時40分鐘,用上5G只要5分鐘
5G應用場景在東莞供電局正一步步落地
近年來,廣東電網公司進一步加強了智能電網示范推廣力度,如何在匹配智能電網發展質量的同時還能有效為電網供電工作“提速”?5G技術開啟了東莞供電局在保供電領域探索的“新世界”大門。
5G遠程控制無人機定點巡航
5G通信技術擁有“高帶寬、低延時、大接入”的特點,無人機技術在各領域的應用越來越精湛,該局將這些新產品新科技融合在一起,徹底改變了以往傳統的操作模式,推動電力設備運維方式進入一個全新的時代。
4月8日,東莞供電局在全國首次開展應用“5G無人機+程序化操作”試點工作。
傳統的操作模式下,110千伏線路操作平均需耗時40分鐘,并且需要2名值班人員到站配合操作,而應用5G無人機配合程序化操作模式,耗時只需5分鐘,全過程無需人工干預。5G無人機根據預設的程序自動實現了工業數據的自動化采集、智能化數據處理,能夠自動識別操作步驟,完成設備狀態校核,并檢查是否正確操作。
“在應用5G無人機助力程序化操作后,極大提高了停送電操作效率,操作時間從人工模式的40分鐘縮短至5分鐘以內,大大縮減了人力和時間成本,開創了變電站操作無人化的新模式。我們將繼續不斷推進各項主營業務的創新升級,逐漸向智能巡維中心建設的方向靠攏。”東莞供電局技術專家、“智慧立新”項目負責人寧雪峰說。
“智慧立新”項目通過三維實景多系統融合智能巡維一體化管控平臺,將變電站設備通過激光雷達掃描、三維建模,形成全站各類設施的三維實景系統,對站內各類設備建立基于GPS的三維坐標系,誤差范圍在厘米級,實現精確距離測量、檢修方案預演、設備內部結構動畫透視培訓功能,通過與各個系統數據融合展示及信息管理,為變電站工程設施和站內設備、設施規劃設計、生產運行、智能管理、安全管控及培訓教學提供良好的信息支撐。從無人機定位調試自主巡航、5G通信基站建設到遠程控制實施的一一突破,使運維及調度人員不受距離限制,隨時隨地查看現場情況,真正實現了遠程控制、自動巡視的無人化智能變電站。
5G運用無人機智能巡檢
4月份,東莞供電局在南沙大橋通車保供電中,首次運用5G無人機智能巡檢技術。
東莞供電局與中國移動聯合,運用5G技術為南沙大橋通車保電提供高速網絡保障。“以前4G通信技術在保供電應用中還是有所不足,比如無法滿足高品質的現場視頻實時傳送。正好我們知道了最近中國移動在南沙大橋有個試用點,我們就將5G技術用到大橋的保供電工作中。”該局通信應急先鋒隊成員冼慶祺說。該局在本次供電保障工作提出以電力應急通信保障車為核心,基于5G技術實現保電作業數據實時回傳、保電現場情況實時查看、現場指揮實時溝通,讓應急中心值班人員對保電全程現場可視、數據可看、決策可指揮。
基于5G技術的新一代電力應急通信保障車,為各專業保電作業提供了一種移動式、高速、即時的數據傳送方式。通過這種方式,南沙大橋無人機保電巡視工作實現保電作業數據實時回傳,數據人工拷貝用時節省至少4小時,,大大提高保電巡視工作效率。
5G技術的應用只是一個開始,保供電工作保質保量的“提速”將會為客戶帶來全新的體驗。未來,更多的新技術將會為電網的建設提供澎湃的血液。