智能电网驶上通信“复兴号”

南方电网加快“5G+智能电网”的研究与实践

信息来源:南方电网报  发布时间2019-07-12

  数据来源:国家发改委、工信部、全球移动通信协会 制图:金国华

 

  相对于此前多代通讯技术,业内普遍将5G的特点和优势归纳为面向更多的业务场景、更强的网络承载能力以及更安全开放的行业专网服务,真正实现“万物互联”。因此,坊间才流传开这句话:4G改变生活,5G改变社会。

  电力通信网是支撑智能电网发展的重要基础设施。随着大规模新能源接入、用电负荷需求侧响应等业务快速发展,各类电力终端、用电客户的通信需求呈现爆发式增长,海量设备需实时监测或控制,信息双向交互频繁,迫切需要构建经济灵活、双向实时、安全可靠、全方位覆盖的“泛在化、全覆盖”终端通信无线接入网。

  在5G与智能电网融合应用方面,南方电网公司已经着手进行一系列的研究与实践。譬如正在制定相关工作方案,向国际通信组织提交电力需求提案,与一些企业合作开展相关测试等。如果将4G比喻为“普通列车”,5G将让电网驶上通信“复兴号”。

  毫秒级时延进一步减少停电时间

  对于电网企业来说,减少客户停电时间是始终追求的目标。经过多年建设,光纤资源已实现35千伏及以上厂站、自有物业办公和营业场所全覆盖,但在配电通信网侧,通信已成为智能电网发展的瓶颈之一。就目前的情况看,南方电网存在大量的有3G、4G卡,甚至还有区域用的2G,数据传输时延较长,普遍在50—100毫秒之间,直接影响到停电时间这一重要指标。

  5G低时延、高网速的特点正好是解决此问题的“药方”,其数据传输时延在10毫秒以内。深圳、中山等供电局正在研究将5G应用于配网分布式自动化系统,以快速实现配网线路区段或配网设备的故障判断及准确定位,减少停电时间,提升供电可靠性。

  南方电网公司早已制定并实施智能电网的发展规划。随着智能电网建设的推进,从生产端到消费端的各个环节,南方电网对大带宽、低时延、大连接的诉求越来越迫切,对于“5G+智能电网”的研究也越来越深,积极寻求与国内外企业合作成为必然之举。

  南方电网公司不仅加入中国移动“5G联合创新中心”、工信部中国信息通信研究院“5G应用产业联盟”、中国移动“5G能源互联网联盟”、广东移动“5G产业联盟”等国内组织,还加入了3GPP(第三代合作伙伴计划)这一国际通信标准化机构,并向其提交18篇电力需求提案,其中9篇已被采纳,分别纳入4项国际标准中。后续,南方电网公司将在网络体系架构、确定性时延保障、安全可信接入等方面提交更多的电力需求提案,为今后5G在电网领域大规模应用奠定基础,进一步推动技术研究、产品研制、测试验证、标准制定等工作。

  “切片”提供电力BRT信息传输通道

  虽说5G传输时延越来越短、速度越来越快,但如果传输的信息数量过大,还是会对用时产生影响。如何避免信息“拥堵”的情况呢?切片技术能解决这一问题。

  如同阻塞的交通一样,城市内可以专门腾出车道来,给公交车专用。“切片也是同样的道理,专门划一块电力BRT专属通道,为电网行业虚拟出一个‘无线专网’供电力信息传输。”南方电网公司系统运行部通信处处长洪丹轲非常看好切片技术的应用前景。

  与一般普通用户不同的是,切片对于电网公司来说是必需品。电网每天24小时均有海量数据传输,对通道的可靠性、安全性和服务质量保障能力有极高要求。

  今年6月,南方电网公司联合中国移动和华为公司在深圳坂田完成了业内首例基于SA架构的无线、传输、核心网的5G端到端切片外场功能测试。通过现场部署网络承载不同分区电网业务的三个切片,初步验证了切片之间不受影响,切片可以实现硬隔离、业务服务质量可保障的效果。

  接下来,南方电网公司还将在多地开展不同业务场景的试验,全面梳理和分析各种场景下的通信需求,验证5G承载差异化业务的可行性、安全性和高效性。

  由于电网关系千家万户用电安全,电网控制业务出了问题要能够快速恢复。洪丹轲认为,电网企业作为5G应用“私人定制”客户,要实现对电网信息全程可管可控,5G运营管理模式仍需要探索。

  当然,每一项新事物发展,势必都存在各种各样的问题,这是事物发展的必然过程。5G与智能电网都是各自领域的大趋势,两种大势的融合,已不可避免。

  南网传媒全媒体记者 帅泉 通讯员 张国翊 胡家玥

  >>记者观察

跑步进场,拥抱5G未来

  今年,随着四张5G商用牌照的落地,中国步入5G商用元年。以5G为代表的新兴数字技术作为数字时代的关键基础设施,成为各国竞争的焦点。各行各业,无数企业,谁都不想错过。这既是市场的魅力,也是时代使命使然。

  记者注意到,对拥有9000多万块电表,还有各种智能传感,终端规模超过万亿级的南方电网来说,其正在顺应和把握趋势,推动战略转型,数字化转型、建设数字电网的脚步加快,以实际行动回答5G这一时代命题。

  把今年上半年作为观察区间,记者从诸多细节中感受到,南方电网无论是从公司高层推动的决心,还是从顶层设计和组织架构优化调整等方面,都正在为5G的发展营造一个“小生态”,而这将助力南方电网融入和拥抱“大生态”。

  年初,南方电网提出向智能电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型,这是其基于“云大物移智”深度融入能源产业等各方面因素作出的积极探索和战略选择。4月,出台的《南方电网公司数字化转型和数字南网建设行动方案(2019年版)》明确指出,要建设基于5G的物联网数据接入网络,探索公司应用5G网络的商业模式。

  上半年,南方电网高层与中国信息通信科技集团有限公司、中兴通讯、华为等在通讯领域领先的公司高层分别进行了会面会谈。5G技术及应用、通信设备及网络安全、大数据、物联网等是双方十分关心的话题,而且均表示要在这些领域发挥各自优势深化合作。

  近期,南方电网对总部机构进行了优化调整,数字化部、创新管理部、供应链管理部等部门的名字首次出现,这也释放出一种强烈的拥抱数字化时代的信号。实际上,这些新名字并是不“赶时髦”,而是在进一步加强统筹和强化职能,是为了加快推动战略落地,相信也将更加有力保障和推进“数字南网”建设。

  当前,南方电网正在对发展5G的相关规划进行探索研究,同时广泛和5G产业链企业、行业协会等携手合作,不断扩大5G朋友圈。在南方电网的各类培训班中,智能电网、数字经济成为干部员工的必学课程。

  自上而下,南方电网干部员工对于推动数字化转型已经有了更多共识、思考和行动。对5G+智能电网,对于拥有更加美好的能源体验、更加美好的生活,你是不是也充满了期待?

  南网传媒全媒体记者 孙维锋

  >>实践案例

停送电操作,传统耗时40分钟,用上5G只要5分钟

5G应用场景在东莞供电局正一步步落地

  近年来,广东电网公司进一步加强了智能电网示范推广力度,如何在匹配智能电网发展质量的同时还能有效为电网供电工作“提速”?5G技术开启了东莞供电局在保供电领域探索的“新世界”大门。

  5G远程控制无人机定点巡航

  5G通信技术拥有“高带宽、低延时、大接入”的特点,无人机技术在各领域的应用越来越精湛,该局将这些新产品新科技融合在一起,彻底改变了以往传统的操作模式,推动电力设备运维方式进入一个全新的时代。

  4月8日,东莞供电局在全国首次开展应用“5G无人机+程序化操作”试点工作。

  传统的操作模式下,110千伏线路操作平均需耗时40分钟,并且需要2名值班人员到站配合操作,而应用5G无人机配合程序化操作模式,耗时只需5分钟,全过程无需人工干预。5G无人机根据预设的程序自动实现了工业数据的自动化采集、智能化数据处理,能够自动识别操作步骤,完成设备状态校核,并检查是否正确操作。

  “在应用5G无人机助力程序化操作后,极大提高了停送电操作效率,操作时间从人工模式的40分钟缩短至5分钟以内,大大缩减了人力和时间成本,开创了变电站操作无人化的新模式。我们将继续不断推进各项主营业务的创新升级,逐渐向智能巡维中心建设的方向靠拢。”东莞供电局技术专家、“智慧立新”项目负责人宁雪峰说。

  “智慧立新”项目通过三维实景多系统融合智能巡维一体化管控平台,将变电站设备通过激光雷达扫描、三维建模,形成全站各类设施的三维实景系统,对站内各类设备建立基于GPS的三维坐标系,误差范围在厘米级,实现精确距离测量、检修方案预演、设备内部结构动画透视培训功能,通过与各个系统数据融合展示及信息管理,为变电站工程设施和站内设备、设施规划设计、生产运行、智能管理、安全管控及培训教学提供良好的信息支撑。从无人机定位调试自主巡航、5G通信基站建设到远程控制实施的一一突破,使运维及调度人员不受距离限制,随时随地查看现场情况,真正实现了远程控制、自动巡视的无人化智能变电站。

  5G运用无人机智能巡检

  4月份,东莞供电局在南沙大桥通车保供电中,首次运用5G无人机智能巡检技术。

  东莞供电局与中国移动联合,运用5G技术为南沙大桥通车保电提供高速网络保障。“以前4G通信技术在保供电应用中还是有所不足,比如无法满足高品质的现场视频实时传送。正好我们知道了最近中国移动在南沙大桥有个试用点,我们就将5G技术用到大桥的保供电工作中。”该局通信应急先锋队成员冼庆祺说。该局在本次供电保障工作提出以电力应急通信保障车为核心,基于5G技术实现保电作业数据实时回传、保电现场情况实时查看、现场指挥实时沟通,让应急中心值班人员对保电全程现场可视、数据可看、决策可指挥。

  基于5G技术的新一代电力应急通信保障车,为各专业保电作业提供了一种移动式、高速、即时的数据传送方式。通过这种方式,南沙大桥无人机保电巡视工作实现保电作业数据实时回传,数据人工拷贝用时节省至少4小时,,大大提高保电巡视工作效率。

  5G技术的应用只是一个开始,保供电工作保质保量的“提速”将会为客户带来全新的体验。未来,更多的新技术将会为电网的建设提供澎湃的血液。(杜云飞 顾萱 邹钟璐 钟伟)