国网青海电力加速推动5G应用测量检验,以5G助推

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从电流走向视角来看,电网主要包括五大环节:发电、输电、变电、配电及用电。

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电科院信息通信研究所总工程师汪洋 以5G助推泛在电力物联网建设

随着5G时代的到来,各个行业的从业者都在积极探索5G、物联网、云计算等前沿技术在本行业的应用新可能。作为富有发展前景和极大发展空间的5G落地领域之一,电力行业也开启了智慧化、现代化升级的新征程。

通过对电力行业充分的需求调研、讨论和分析,我们从中识别并筛选出了对于无线通信具有潜在需求,未来5G技术在智能电网中最具代表性的四大场景可能是:智能分布式配电自动化、毫秒级精准负荷控制、低压用电信息采集、分布式电源。

中国科技网·科技日报讯(洪恒飞 徐俊钐 记者 江耘)一片输电线路塔林立的田地中,一架5G无人机沿着线路通道盘旋而上,拍到的高清画面则通过5G实时传输,在巡检站的三维可视化平台上形成模型……

2019年7月10日

行业应用是5G商业应用的重要场景

4G从试点到成熟用了数年,想必5G可能需要更久,因为5G的基础建设才刚刚开始规划。5G的投入巨大,5G基站数至少是4G的2-3倍,基站单价至少是4G的2倍,功耗至少是4G的5倍,投资至少是4G的1.5倍。运营商在4G网络建设不足十年、投资几千亿的情况下,再增加1.5倍的投入,这将对运营商的5G发展带来巨大压力,因此推进5G基站共建共享势在必行。

8日上午,在浙江湖州南浔区菱湖镇山塘村市山,国网湖州供电公司输电运检人员对“太湖廊道”特高压密集通道进行了5G智慧巡检应用试验。经测试,此次无人机无线传输通道的传输速率平均达到每秒550兆比以上,相当于同场景下4G传输速率的数十倍。

今年无疑是5G商用元年。6月6日,工业和信息化部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G牌照。这意味着中国成为继美国、韩国、英国后第四个5G商用国。

2019上半年,广州、上海、杭州、雄安等各地政府与运营商携手,共同推进一波又一波的5G浪潮,5G移动通信、5G网络直播、5G在线教育等俨然已经成为了社会各界探讨的热点话题。针对5G在传输速度、传输时延等方面的提升,图表数据、文字信息等在网络空间内的传播变得高效和及时,科技时代人们传统的认知和思维模式也受到了一定程度的冲击。

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据了解,为充分发挥5G通信技术“高带宽、低延时、广连接”的优势,国网浙江省电力有限公司致力于加快5G技术应用于电力行业的探索步伐,并已完成部分行业应用的测试验证,率先感受了5G速度。

根据中国信息通信研究院发布的《5G产业经济贡献》预测,2020至2025年,我国5G商用直接带动的经济总产出可达10.6万亿元,5G将直接创造超过300万个就业岗位。

前段时间,工信部向中国电信等4家企业发放了5G商用牌照,标志着我国正式进入5G商用元年。除了通信业外,普通民众也期待看到5G在精准农业、广播电视行业、AR电竞游戏行业等的的深度应用。万物互联时代,人与物之间所具有的联系正变得日益紧密,而5G、云计算等技术无疑为此提供着有力的技术支撑和保障。

近日,工信部和国资委联合发布了《关于2019年推进电信基础设施共建共享的实施意见》。电信基础设施的共建共享并不是一个新词,工信部也已多次发布文件推进相关工作。不过此次发布的《实施意见》里,增加了对5G基站共建共享的规划。

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今年无疑也是泛在电力物联网建设元年。年初,国家电网有限公司创造性提出“三型两网、世界一流”的战略目标。其后不久,公司又召开会议进一步部署,强调当前最紧迫、最重要的任务是加快泛在电力物联网建设。

相比于专业知识精深、分析视角全面的业内研究人员,普通人对于5G的关注主要集中于学习教育、影视娱乐等与自身关系相对紧密的领域。在电力领域,5G为智慧电力体系建设注入了一股新能量。除了能进一步确保民众的基本电力需求外,5G对于不同地域之间的电力管理部门进行电力数据的统一化管理和整合而言也十分重要。

2015年586号文:中国铁塔应行业共建共享而生,三家基础电信企业原则上不再自建铁塔等基站配套设施及重点场所室内分布系统。

“在杭州220千伏兴南变,我们开展了5G 变电物联网应用场景试点,接入5G 变电安全管控超高清视频10路,并成功完成5G电力切片通信技术测试;在舟山大跨越输电线路段,开展了5G 输电物联网应用场景试点,接入5G 超高清视频2路,接入输电线路巡视无人机超高清视频1路。”国网浙江电力相关负责人介绍道,在宁波梅山岛,国网浙江电力也正在开展5G与配用电物联网融合应用综合试点,拟接入5G/物联网终端4000个以上。

5G商用将大力推动泛在电力物联网建设,全面提升电网的全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的能力。5G在推进泛在电力物联网建设方面具体有哪些应用?未来电网运营管理将会出现哪些新变化?本刊专访了中国电力科学研究院有限公司信息通信研究所总工程师汪洋。

5G赋能智慧电力建设的多个层面

2017年92号文:首次将中国广电纳入全国电信基础设施共建共享领导小组,并首次将中国铁塔之外的其他独立铁塔运营企业等有关建设主体纳入相应共建共享协调机构等。

通过开展一系列5G网络与泛在感知、万物互联等物联网技术融合应用,国网浙江电力已具备坚实的技术基础。目前,该公司已完成泛在电力物联网感知层规划,将构建贯穿发电、变电、输电、配电、用电各环节人、机、物全面互联的电力物联网网络体系。

《国家电网》:5G 技术在泛在电力物联网领域有哪些典型的应用?

在人们的传统观念中,5G似乎有点“高冷”。浏览各大媒体的报道,往往可以看到5G在交通、工业制造等领域的应用。实际上,5G也有“亲民”的一面,其在水力、电力等领域的应用,正加紧在国内进行试点,并争取加快在各大城市实现规模化普及。那么,5G技术到底能用在电力行业的哪些细分场景呢?其哪些技术优势与电力行业的实际需求较为吻合呢?

2018年82号文:首次将国家电网、南方电网两家电力企业加入实施主体;推动电信基础设施和能源、交通等领域社会资源的共建共享。

此外,国网浙江电力公司旗下相关科研单位正在研发5G/电力物联网终端,未来五年,将接入各类5G/电力物联网终端330万台以上,探索5G技术在电力行业的更多应用,充分利用5G技术提供的新动能,优化传统电网业务,突破固有业务模式,不断拓展创造新业态、新模式。

汪洋:4G时代推动人与人的连接,5G时代将实现人与物、物与物的连接,一个真正的万物互联时代即将到来。

有分析人士认为,作为5G前沿技术的一大重要分支,5G切片技术在电力行业存在十分丰富的应用场景,具体包括智能分布式FA、低压用电信息采集、毫秒级精准负荷控制以及能源互联网的分布式电源。这些应用场景都是电力行业的刚需,而5G网络的超低时延、超低能耗、超低成本、高移动性、高带宽等网络能力均能够满足电力业务的实际需要。

2019年123号文:首次重点提到了要“加快5G基站站址规划”,并鼓励基础电信企业、铁塔公司按照“规划先行、需求引领、市场化合作”的原则,集约利用现有基站站址和路灯杆、监控杆等公用设施,提前储备5G站址资源,鼓励其他独立铁塔运营企业充分利用各类开放共享设施,参与5G基站站址建设。

“由于5G基站布点密集,目前已广泛布局的电力杆塔是建设5G基站可利用的优良资源。”该负责人表示,国网浙江电力还将积极参与浙江省智慧杆产业联盟,实现社会基础资源的共建共享共用。

目前,5G技术在泛在电力物联网中的应用处于探索及试点验证阶段,尚无大规模商用。从应用场景来说,主要有三大方面:超大带宽类应用,如4K高清视频监控及无人机巡检;高可靠低时延类应用,适用于对通信时延及可靠性要求较高的控制类电力业务,如配网差动保护;海量连接类应用,适用于电网中传感器数据采集等物联网数据采集类应用,如用电信息采集、移动信息采集等。根据泛在电力物联网建设的要求和不同电力业务的通信需求,我们围绕5G在电力的三大应用场景,开展了有关业务应用5G网络承载的实验及外场测试工作。此外,中国电科院与中国移动成立了无线移动通信与能源互联网联合创新实验室。同时,与中国移动组成5G网络切片工作组,在2018年世界移动大会上发布了5G网络切片白皮书。目前已申请相关专利10项,行业及企业标准2项。

除了在普通民用领域外,5G在特高压输电等项目中也大有用处。通常来讲,特高压输电具有输电容量大、距离远、损耗低、占地少等优势,而5G的应用,无疑为特高压输电效果的进一步提升创造了更为有利的条件。与此同时,5G输电基站的建设,也为区域间电力输送提供了必要的基础设施。近日,我国首例“特高压 5G”基站在安徽落成,标志着我国在5G特高压输电基站建设方面迈出了一大步。

现在很多输电塔上加装了通信运营商的5G试验基站,预计到2022年中国市场上5G基站数量将达到约243.2万台。

《国家电网》:公司5G电力切片技术研发进展情况怎么样?

电力行业在5G推动下加快升级

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汪洋:公司在5G电力切片相关技术的研究上处于世界领先水平。去年年底,公司联合中国电信、华为公司发布了国内首个5G切片应用场景白皮书《5G网络切片使能智能电网》,提出了面向行业应用的差异化、自动按需构建、相互隔离的5G定制切片需求。今年4月,全球首个基于最新3GPP标准5G SA网络的电力切片已经在南京完成测试。依托5G网络的毫秒级低时延能力,5G电力切片将增强电网与电力用户之间的双向互动,有效提升对于电网末端的精准管理能力,从而在突发电网负荷超载的情况下,做到优先保障最敏感负荷单元的不间断持续供电,提升电网安全性,以及电网实时管控与应急抢修能力。

总的来说,5G给电力行业发展所带来的影响是深入而持久的。5G电力输送基站的建设、5G切片技术的引入及应用、5G电力数据平台的打通等,无一不在丰富和改变着传统电力行业的发展面貌。

5G在电力领域的应用正开始落地测试:

《国家电网》:5G电力切片技术还有哪些亟待解决的难题?

正视5G所带来的各种变化,积极探索推动5G在电力行业的多元化应用可能,将使传统电力行业转换过时的运作模式,转而形成一种全新的体系架构,并焕发出勃勃生机。在此过程中,电力企业同行之间乃至不同类型企业之间的跨界互动也会变得愈加频繁。例如,中国电信正积极探索多种潜在商业模式,其中就包括依托公网的5G切片服务和租赁模式,运营商统一建设端到端5G公网,电力企业可进行租用。

2019年2月,深圳,由南方电网、中国移动和华为共同完成了5G智慧电网的外场测试,验证了5G低时延及端到端切片的安全隔离能力。

汪洋:相对于5G网络切片技术,5G电力切片应具备特定行业应用的特殊性,需满足不同电力业务的多种通信需求,同时,还要确保信息安全及运行稳定。5G电力切片对于隔离性、安全性和稳定性的要求更加苛刻。

也许在经济全球化时代,每个国家在开展前沿技术研发、高科技人才培养等方面都具有属于自身的战略定位和目标规划,把哪一项技术列入国家培育重点内容也需按照各国国情进行具体分析。我国大力推进5G、云计算、大数据等技术的应用,不仅对于我国当下各行业实现智慧化转型升级具有重要意义,对于今后我国经济、科技等领域综合实力的提升也大有助益。

3月,上海移动携手产业链合作伙伴,在临港新城5G测试外场成功完成了首个基于5G网络及2.6G NR设备的智能配电网微型同步相量测量业务应用端到端测试,验证了5G网络能有效满足PMU同步相量数据传输对于通信报文频次、5G终端到核心网时延、5G端到端时延等实时性要求。

以电网对切片业务的隔离性要求为例。电网对业务隔离要求非常高,既要有接入侧和传输侧的隔离方案,还要在核心网侧构建基于全虚拟化的架构,实现基于虚机与容器等不同层级和颗粒的隔离方式。

5月,以天津滨海110kv变电站东江路沿线区域作为5G试点,5G无人机、5G无人车陆空一体化电力设施立体巡检试验成功,标志着在全国范围内首次实现5G无人智能设备输电线路巡检应用。

当前研发的难点主要集中在三方面:采用什么样的模式与电信运营商开展5G电力切片合作;如何分配网络资源以确保切片资源分配,并保证电力业务对通信性能、安全以及稳定性的更高要求;如何保证5G切片能够提供接入网、传输网、核心网的端到端质量协同和保障方案。目前,中国电科院已经开展了5G电力切片技术适配和应用研究,重点对5G电力切片承载多种类电力业务时的隔离性及安全性开展测试验证。此外,我们与国内三大电信运营商和华为、中兴、大唐等设备企业开展合作,创新研究5G电力切片的资源动态分配技术,从而保证端到端的业务服务质量及不同业务的隔离性。

《国家电网》:5G技术对电力系统未来的发展有哪些影响?

汪洋:5G与大数据、人工智能等新一代信息通信技术的深度结合将从更深层次改变电网的形态甚至是生产服务的理念,促进电网从生产端到用户端单向流动的传统电网,向电力企业与用户双向互动的能源互联网加速升级。因此,可以预见,5G技术将推动电网从传统的能源供应商向基于大数据的综合能源服务商转变成为可能。

相信,5G技术的应用和公司泛在电力物联网建设不断加快,将大大推动电网传统业务形态和服务模式的转型升级,特别是在工业互联网和车联网等新兴领域的带动下,将为公司发展带来新的机遇。来源:《国家电网》杂志

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