5G成智能電網(wǎng)的最強大腦

近來，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，電力需求進一步增大，尤其入冬以來，多個省區(qū)市用電負荷和全社會用電量持續(xù)攀升。錯峰用電、有序用電意義重大。

多年來，我國電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大，但電網(wǎng)規(guī)模的不斷提升以及線路復雜度的迅速增加，給我國電網(wǎng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。提高電網(wǎng)的信息化、自動化、智能化水平成為重要任務。智能電網(wǎng)是當今世界電力和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展轉型的體現(xiàn)，將開啟能源與互聯(lián)網(wǎng)有機結合的大門，已成為國家搶占低碳經(jīng)濟制高點的重要戰(zhàn)略舉措。在國家相關主管部門的支持下，全國多個省區(qū)市紛紛啟動5G智能電網(wǎng)建設。與此同時，運營商也加快了與電力行業(yè)開展5G合作的步伐。5G智能電網(wǎng)，讓我們一探究竟。

5G SA提升電網(wǎng)智能化水平

在5G網(wǎng)絡建設方面，存在非獨立組網(wǎng)（NSA）和獨立組網(wǎng)（SA）兩種組網(wǎng)方式。非獨立組網(wǎng)通過改造4G核心網(wǎng)的基礎設施實現(xiàn)5G功能，而獨立組網(wǎng)則需要新建5G核心網(wǎng)。5G SA具有高速率、低時延、廣連接等優(yōu)勢，能支持更大帶寬和更多應用場景，更好地發(fā)揮5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域的優(yōu)勢。

在電力行業(yè)，一流的智能電網(wǎng)須應對多種類業(yè)務，對通信傳輸速度、安全性能要求高，5G SA模式能夠滿足智能電網(wǎng)的建設需要。近日，深圳供電局聯(lián)合深圳移動在國內電力行業(yè)率先應用5G商用獨立組網(wǎng)，標志著深圳電網(wǎng)在5G規(guī)?；瘧梅矫孢~出了堅實一步。

深圳供電局系統(tǒng)運行部相關負責人表示，5G獨立組網(wǎng)在商用前歷經(jīng)試驗網(wǎng)階段，實現(xiàn)商用是5G規(guī)?；瘧玫幕A。近年來，該局利用試驗網(wǎng)開展了全球首例5G獨立組網(wǎng)支撐配網(wǎng)線路差動保護測試，打造了深圳市5G智慧樣板項目——5G智能變電站，初步驗證了5G獨立組網(wǎng)在實際環(huán)境中的應用效果。

據(jù)了解，目前，深圳供電局聯(lián)合中國移動、華為公司、南網(wǎng)數(shù)研院等企業(yè)，積極探索配電自動化、計量自動化等十大電力場景的5G規(guī)模化應用。接下來，該局將充分發(fā)揮5G商用獨立組網(wǎng)的優(yōu)勢，與深圳移動共建電力專用的5G核心網(wǎng)，實現(xiàn)電網(wǎng)更精確的智能化控制，加快配電網(wǎng)信息化、智能化和自動化發(fā)展。預計到2022年年底，逾4400個5G電力業(yè)務終端投入使用，提升電網(wǎng)智能化水平。

與此同時，在陜西安康，國網(wǎng)安康供電公司員工在工作中頭戴新式“安全帽”和AR眼鏡，在變電運維中心測試電力單兵指揮裝置場景應用情況。據(jù)了解，國網(wǎng)安康供電公司攜手陜西廣電網(wǎng)絡公司成功開通了國內首個基于700MHz的電力5G專用網(wǎng)絡，并基于該專網(wǎng)研發(fā)開展視頻指揮系統(tǒng)場景應用。

據(jù)介紹，基于700MHz的5G網(wǎng)絡共建共享研究合作協(xié)議達成后，經(jīng)過近一年時間，首期電力5G網(wǎng)絡完成了安康供電公司本部、110千伏江南變電站、新城供電所三個基站的部署，并完成了電力5G專用網(wǎng)絡的測試和優(yōu)化。通過電力5G專用網(wǎng)絡，國網(wǎng)安康供電公司開展了供電服務單兵指揮系統(tǒng)的應用測試，實現(xiàn)了部署在電力專網(wǎng)的IMS融合通信系統(tǒng)與工作現(xiàn)場終端設備的高速連接。

在數(shù)字新基建的浪潮下，國網(wǎng)安康供電公司持續(xù)加強與陜西省電力公司以及廣電網(wǎng)絡的溝通交流，以國網(wǎng)安康供電公司為項目試點，借助5G技術賦能傳統(tǒng)電網(wǎng)轉型升級，利用5G超大帶寬、超低時延、海量連接的三大特點，在供電服務指揮、機器人巡檢、配用電信息采集與控制等領域加強合作，依托外部科研機構，加強技術課題合作創(chuàng)新，共同解決電網(wǎng)運行實際問題，著力打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活的智慧電力服務系統(tǒng)。

5G新管家打造智能電網(wǎng)最強大腦

近年來，我國電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大，但電網(wǎng)規(guī)模的不斷提升以及線路復雜度的迅速增加，給我國電網(wǎng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，倒逼電網(wǎng)升級。提高電網(wǎng)的信息化、自動化、智能化水平成為重要任務。目前，在國家主管部門的支持下，全國多個省區(qū)市紛紛啟動5G智能電網(wǎng)建設。與此同時，運營商也加快了與電力行業(yè)開展5G合作的步伐。

配電房是電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配環(huán)節(jié)中最貼近用戶，也是最關鍵的節(jié)點。傳統(tǒng)配電房的安全與可靠性相比主網(wǎng)發(fā)展滯后，普遍存在基礎薄弱、自動化程度低以及連接匱乏等問題。為此，浙江移動寧波分公司攜手國網(wǎng)寧波供電公司，利用5G賦能配電房，成功打造了國內首個基于5G基站的智能配電房，并在鄞州供電局部署落地和正式商用。

走進寧波鄞州區(qū)保利印江南小區(qū)，綠化帶深處隱藏著一座配電房。配電房內空無一人，一臺巡檢機器人正沿著軌道穩(wěn)穩(wěn)經(jīng)過一個個出線柜，它采集著遙信、遙測數(shù)據(jù)，并通過5G網(wǎng)絡發(fā)送到綜合監(jiān)控平臺。此時，國網(wǎng)寧波供電公司指揮中心的綜合監(jiān)控平臺大屏幕上，正實時呈現(xiàn)巡檢機器人所拍攝的高清視頻畫面，工作人員只需通過畫面信息記錄，就可以分析配電房內設備的運行情況。

“5G軌道巡檢機器人可謂配電房的‘新管家’，能代替我到配電房現(xiàn)場巡檢，讓每次巡檢能節(jié)省大約40分鐘時間，我就可以有更多時間承接重點設備檢修、老舊設備更替和其他緊急任務?！眹W(wǎng)寧波供電公司配電房的運維人員表示。相較于4G網(wǎng)絡下監(jiān)控畫面?zhèn)鬏斔俣嚷?、時延高、模糊不清，在5G網(wǎng)絡下，巡檢機器人搭配高清鏡頭，畫面?zhèn)鬏攲崿F(xiàn)大帶寬、低時延，配電柜上的每個文字、數(shù)字、指針都清晰可見，便于后臺工作人員實時、準確掌握信息，及時處理問題，同時還能對視角、方位、焦距等進行在線調整?，F(xiàn)在，只需在綜合監(jiān)控平臺上動動手指，就能遠程實現(xiàn)對巡檢機器人的精準控制，打破了以往指揮中心僅能通過遙測碼值上送、遙信變位的方式獲取現(xiàn)場信息的局限性，實現(xiàn)全方位、多視角、無盲區(qū)、24小時不間斷監(jiān)控，免去了人工現(xiàn)場校驗的麻煩。

截至7月底，國家電網(wǎng)山東青島供電公司與中國電信青島分公司、華為技術有限公司聯(lián)合在青島西海岸古鎮(zhèn)口、嶗山金家?guī)X、奧帆中心等地部署30余個5G基站，攜手打造5G智能電網(wǎng)項目。7月13日，在青島市西海岸古鎮(zhèn)口三沙路上，兩座嶄新的10千伏配電柜投入運行。青島供電公司運檢部專責張?zhí)赵诤藢υO備信號時說：“這些設備都配置了5G配網(wǎng)線路差動保護，可以實現(xiàn)電網(wǎng)對配電線路上發(fā)生的故障在幾十毫秒內自動切除。不在故障區(qū)域的用戶甚至感受不到故障的存在。相比于以往一有故障就全線停電的情況，供電服務水平有了巨大提升?！?/p>

12月7日，國網(wǎng)烏魯木齊供電公司通信機房內，一臺5G“智慧大腦”成功投運，它將運營商核心網(wǎng)“克隆”至本地，實現(xiàn)了基于5G的本地數(shù)據(jù)處理和邏輯運算。這是國網(wǎng)新疆電力有限公司首個成功落地的5G ﹢ MEC（移動邊緣計算）設備。

5G﹢MEC（移動邊緣計算）設備的應用，是國網(wǎng)新疆電力有限公司“5G﹢電力”行動的一項突破。5G﹢MEC（移動邊緣計算）技術的應用讓海量通信數(shù)據(jù)，不再需要到達運營商核心網(wǎng)的“數(shù)據(jù)庫房”，而是直接進入本地“智慧大腦”，不僅大大減輕了運營商核心節(jié)點的數(shù)據(jù)壓力，還確保了用戶自身信息的安全。當MEC設備遇上5G通信技術，還能大幅降低通信響應時延，滿足用戶對低時延的要求。同時，數(shù)據(jù)在本地傳輸，可有效降低大帶寬業(yè)務流量資費，大大節(jié)約生產(chǎn)成本。

作為新一代移動通信技術，5G不僅在帶寬上實現(xiàn)大幅提升，同時具備“超低時延”和“海量連接”等特性，能夠滿足視頻巡檢、配網(wǎng)自動化、自動抄表等智能電網(wǎng)各種業(yè)務場景下對于大帶寬、低時延和廣連接的要求。而5G與邊緣計算、網(wǎng)絡切片等技術的結合，更為有高度數(shù)據(jù)安全要求的電網(wǎng)提供了一張安全隔離的專用網(wǎng)絡，必將成為能源互聯(lián)網(wǎng)建設過程中的重要動力。

5G電網(wǎng)讓發(fā)輸變配用電高效便捷

5G技術和云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術深度融合，形成新一代信息基礎設施核心能力，這也給電力行業(yè)的發(fā)展帶來深刻變革。

近來，隨著電力系統(tǒng)信息化改造升級的推進，5G在電力系統(tǒng)輸電、變電、配電以及用電的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮高速率、大帶寬、低時延的優(yōu)勢，助力傳統(tǒng)電力系統(tǒng)全面升級。在浙江、山東青島、廣州等地，5G智能電網(wǎng)示范項目紛紛落地，有效提升了電力的調控效率，為電力行業(yè)的5G應用起到了試點、示范作用。

在電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配環(huán)節(jié)中最貼近用戶、最關鍵的配電環(huán)節(jié)，5G能帶來什么樣的全新體驗呢？一起走進幾個智能電網(wǎng)示范點，你就明白了。

日前，杭州蕭山供電公司錢江供電所的工作人員在業(yè)內宣布：“鴻華C919線鴻華C9190 開關遠程遙控成功，開關處于運行狀態(tài)?！贝伺e標志著在浙江移動的技術助力下，該所正式實現(xiàn)了基于5G專網(wǎng)的架空線一二次融合智能開關遠程遙控。

蕭山電力的工作人員介紹：“融合智能開關的遙控操作，一直是我們電力維護工作的重點和難點。原來只能通過運行人員現(xiàn)場操作，就算在交通暢通的情況下，從錢江供電所趕到這里也要開車30分鐘以上?，F(xiàn)場操作還需要穿戴安全器具和登桿，整個過程需要一個小時?，F(xiàn)在通過5G進行開關遠程遙控，大大提高了工作效率，也降低了現(xiàn)場人員高空作業(yè)的危險性?！?/p>

在浙江寧波，寧波移動聯(lián)合國網(wǎng)寧波供電公司成功打造基于5G模組的架空線路遙控智能開關，并順利接入國網(wǎng)調度I區(qū)配網(wǎng)主站，實現(xiàn)配網(wǎng)主站對智能開關的遙測遙信采集，以及對智能開關的可靠遙控。架空線路遙控智能開關是一項應用于配網(wǎng)綜合管控的智能差動保護設備，能實時監(jiān)測和處理配網(wǎng)線路的運行數(shù)據(jù)，研判故障類型，通過分閘、合閘快速隔離故障區(qū)域，保證供電安全。同時，將信息采集、處理結果與配網(wǎng)調度主站進行雙向實時傳輸，具有采集、處理、上傳和執(zhí)行等功能。

在青島，5G智能電網(wǎng)實驗網(wǎng)項目可成功實現(xiàn)5G智能分布式配電、變電站作業(yè)監(jiān)護及電網(wǎng)態(tài)勢感知、5G基站削峰填谷供電等多個新應用。通過配電網(wǎng)差動保護技術，可以實現(xiàn)對主干線路故障的定位和切除，秒級恢復非故障區(qū)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。

從2019年開始，中國移動與南方電網(wǎng)在廣州市南沙區(qū)明珠灣區(qū)域建立了國內最大的5G智能電網(wǎng)應用示范區(qū)，以5G網(wǎng)絡大帶寬、低時延以及海量連接的新型特點，以及網(wǎng)絡切片、邊緣計算等創(chuàng)新功能，為5G智能電網(wǎng)應用研究提供全新電力通信條件。在這里，業(yè)務場景數(shù)量及驗證進度正領跑行業(yè)。

其中，配網(wǎng)自動化線路自愈功能的推進速度大幅提升，據(jù)統(tǒng)計，自愈功能投入后相較自愈功能投入前，平均隔離故障并恢復非故障區(qū)域送電時間由小時級壓縮到3分鐘以內，下降超過90%，而且較傳統(tǒng)故障搶修至少6人才能完成故障隔離和轉電的情況，自愈線路完全自主執(zhí)行、無須人力耗費。

電力供應關乎家家戶戶的日常生活。進入信息化時代，5G賦能傳統(tǒng)電力系統(tǒng)智能化升級，正在助力更好地實現(xiàn)電網(wǎng)“安全、可靠、綠色、高效”的整體目標。
責編AJX