• 深度
  • 行業
  • 行業
  • 互動

5G給智能電網注入新動能

極客網·極客觀察(朱飛)8月30日 當前,全球電力網絡正加速向智能電網升級,信息通信也迅速向5G時代邁進,兩大高速演進中的超級基礎設施之間,正在產生一些奇妙的化學反應。

5G給智能電網注入新動能

ITU給5G定義了三大場景,即增強移動帶寬(eMBB)、超高可靠低時延通信(uRLLC)和大規模機器類通信(mMTC),它們在電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電,以及應急通信各個環節均有不同程度的應用。

image001.png

在發電端,5G應用的主要場景有新能源功率預測與狀態感知、分散式風電組網管理與控制等。這些場景對無線通信的連接數和時延有較高要求。其中,集中式新能源監控需要百萬級的連接數,風電的葉片變槳控制需要不超過20毫秒的低時延。

在輸電段,5G應用的主要場景是輸電線路狀態監測和無人機巡檢。這類場景對連接數和帶寬要求較高。其中,對輸電線路進行在線監測需要連接和管理千萬級的傳感器,無人機巡檢線路需要100Mbps級的大帶寬。

在變電端,5G應用的主要場景是變電站智能巡檢。借助智能機器人代替人工進入變電站內移動作業,可降低風險并提高效率。這類場景需要100Mbps級的大帶寬以支撐機器人回傳高清視頻。

在配電側,5G的應用比較廣泛,涵蓋故障監測定位到精準負荷控制的全流程。這些應用對低時延的要求非常高,其中配網保護與控制、智能配電網微型同步相量測量都要求低于10毫秒的超低時延,基于用戶響應的負荷控制也要求不超過20毫秒的低時延。同時,這一環節需要管理的連接數也比較大,基本都在百萬級和千萬級。

在用電端,5G的應用也十分廣泛,涉及用電信息采集、分布式能源及儲能、電動汽車充電樁、智能家居等電能計量及用電管理的方方面面。這一層應用最突出的需求是廣連接,基本都在千萬級甚至上億。

此外在應急通信方面,5G也能更好地支持語音調度及視頻監控等場景應用,提供更大的帶寬和更廣的連接,滿足臨時場景的爆發式需求。

5G+智能電網四大典型應用

當前,圍繞電力系統發電、輸電、變電、配電、用電全流程,基于5G的大帶寬、低時延、廣連接特性以及獨特的“網絡切片”技術,電力行業公司、運營商和設備商在推進5G+智能電網應用落地時主要集中在以下四大典型應用:

一是差動保護。憑借超低時延,5G可以替代光纖做配網差動保護,大幅降低成本。電力的配電網絡由配電站和輸電線組成,配電站里有輸電設備、變壓器、配電保護設備(DTU)等,假如全網按照有線連接的方式去部署差動保護,那么對光纖的需求量和部署難度會極大地推高成本。憑借小于10ms的超低時延,5G網絡可以代替光纖去做差動保護,實現降本增效。

二是無人巡檢。在變電站機器人巡檢等電力生產管理中的中低速率移動場景中,具備大帶寬特性的5G網絡一方面可以對巡檢機器人進行移動/飛行控制,在降低人工成本和安全風險的同時大幅提升巡檢效率,另一方面還能把高清視頻圖像及時回傳到指揮中心做分析處理,提升運維效率。

三是高級計量。隨著家庭和工商業用戶對用電信息、電價信息等的知情和管理訴求日益凸顯,電力計量需要從傳統計量向高級計量演進。具備廣連接特性的5G網絡可以連接海量的智能電表設備,并提升采集頻次,豐富采集內容,實現雙向互動,最終滿足客戶智能用電和個性化服務的需求。

四是安全隔離。5G獨特的可定制化的網絡切片技術,可端到端保障電網的高隔離性應用,更好地滿足電力網絡對“行業專網”的訴求,為智能電網不同業務提供差異化的網絡服務能力。比如上述三大類場景應用,就可以在5G網絡下并行不悖,滿足用戶對安全性、可靠性和靈活性的多重需求。

標準護航5G+智能電網發展

場景契合背后,是5G與智能電網在標準層面的“碰撞”。中國電力行業公司積極參與到3GPP 5G電力需求標準的制定中,和運營商以及華為一起致力于將智能電網需求納入5G國際標準,截止目前已向3GPP提交18篇電力需求提案,內容涉及5G網絡授時、5G承載配網差動保護、網絡能力開放、網絡切片管理、終端二次認證等,其中9篇已被采納,分別納入4篇3GPP國際標準中。電力需求提案融入5G標準,指引和保障了5G+智能電網的發展。

多方聯合推進5G+智能電網應用落地

自2018年以來,中國電力行業公司、運營商及華為積極聯合,在產、學、研、用各環節通力合作,在5G+智能電網領域取得一系列豐碩的成果,持續推進兩大超級基礎設施之間的“融會貫通”。

image003.png

去年5月,南方電網與中國移動、華為簽署5G使能智能電網MOU。6月,三方聯合發布《5G助力智能電網應用白皮書》并簽署戰略合作框架協議,明確5G可以更好地滿足電網業務的安全性、可靠性和靈活性需求,實現差異化服務保障。11月,三方完成實驗室配網差動保護測試,并做好了深圳外場測試網絡的端到端建設。

今年2月,三方聯合完成5G智慧電網的外場測試,驗證了5G低時延及端到端切片的安全隔離能力。在本次外場測試真實復雜的網絡環境中,5G低時延端到端達到10ms以內,表現良好穩定,可滿足電網的差動保護和配網自動化需求。

今年6月,三方聯合完成了基于SA架構的端到端切片驗證,第一個切片承載電力一二區業務,保障低時延,傳輸電力的配網自動化業務;第二個切片承載電力三四區業務,保障大帶寬,傳輸電力的視頻監控業務;第三個切片承載公眾業務。核心網、傳輸、無線在內的網絡端到端經過驗證,在公眾業務超流量情況下,不影響電力業務的安全可靠運行。面向未來,三方表示將完成更多應用場景的驗證,攜手共同打造5G智能電網的示范區,推進智能電網的商用。

國家電網的5G應用也熱火朝天。去年6月,國家電網與中國電信、華為在2018世界移動大會·上海期間聯合演示了業界首個基于5G 網絡切片的智能電網業務,從端到端SLA保障、業務隔離性和運營獨立性等視角展示了5G網絡切片對智能電網帶來的全面提升。今年6月,國家電網與中國電信和華為聯合IHS Markit聯合發布了《5G網絡切片使能智能電網商業可行性分析》產業報告,第一次從定量的角度探索了5G電力切片的商業可行性。

……

從技術到商業,從暢想到實踐,5G給電力行業帶來的改變正在發生。相信在多方努力之下,5G+智能電網將交出一份1+1>2的完美答卷。

下一篇:iPhone勢弱,蘋果下一個增長平臺在哪里?手表還是電視?

(免責聲明:本網站內容主要來自原創、合作媒體供稿和第三方自媒體作者投稿,凡在本網站出現的信息,均僅供參考。本網站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性,但不保證有關資料的準確性及可靠性,讀者在使用前請進一步核實,并對任何自主決定的行為負責。本網站對有關資料所引致的錯誤、不確或遺漏,概不負任何法律責任。
任何單位或個人認為本網站中的網頁或鏈接內容可能涉嫌侵犯其知識產權或存在不實內容時,應及時向本網站提出書面權利通知或不實情況說明,并提供身份證明、權屬證明及詳細侵權或不實情況證明。本網站在收到上述法律文件后,將會依法盡快聯系相關文章源頭核實,溝通刪除相關內容或斷開相關鏈接。 )