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中国电信对5G电力发展的思考

2021年02月26日 13:38 次阅读

5G让智能电网视野更清晰,5G让智能电网动作更敏捷,5G让智能电网管理更智慧。”在2月24日召开的5G切片产业峰会上,中国电信研究院专家、3GPPSA1副主席夏旭围绕中国电信在5G电力切片方向的工作,分享了5G电力发展的诸多思考。

5G助力电力实现持续稳定供应

美国刚经历的大停电,让人们更加认识到持续稳定的电力供应是国家安全与经济发展的重要基础设施。联合国提出了“碳中和”目标愿景,5G作为电力系统信息化和数字化的升级的关键技术,电力有刚需,5G有能力。在电网发、输、变、配、用的5大主要环节中,点多面广、尤其在配电和用电网络需要泛在和灵活的无线接入,连接未连接;同时在强调数据不出园的变电站等园区场景则需要给设备赋能无线化。

而现有主流通信技术中,光纤不够经济灵活,Wi-Fi不够安全、NB-IoT的窄带低频存在技术局限,传统3G/4G公网的尽力而为又不满足隔离要求。因此,全新的5G结合网络切片、MEC边缘计算等创新技术,可以很好的匹配电力终端接入网对于泛在、灵活、经济、安全、绿色、可靠的更高需求,作为现有电力专网的有效补充,赋能电力行业数字化转型升级。

中国电信对5G电力发展的思考

首先,5G让智能电网视野更清晰。5G的上行大带宽让输电线5G4K超高清安全监拍视频回传成为可能,相比4G的标清监控,80%的场景无需再安排人到现场复核;以青岛为例,全市120个长期施工点无需再安排专人蹲守。

其次,5G让智能电网动作更敏捷。5G的超低时延超高可靠性让智能分布式配电自动化成为可能。在过去的20年中,电网已经从传统的人工排障、天级恢复供电,演进到了基于中心云计算模式的集中式、配电自动化三遥,故障自动定位,分钟级恢复供电。而智能分布式配电自动化可进一步,实现故障的就地自动定位、隔离和快速恢复,使得停电范围最小,停电时间缩短到秒级甚至毫秒级。青岛电信的实测结果显示,配网智能终端STU间通信平均时延≤8.5ms,可以完全满足业务需求。

最后,5G让智能电网管理更智慧。5G的海量连接能力让基于5G+AI的配网态势感知成为可能。传统上采用切除负荷的方式进行削峰,属于事后被动补救,业务有损操作。而基于5G的配网态势感知可以基于事前主动预测,通过提前采取负荷转供措施,避免负荷过重造成的设备故障和跳闸停电风险。

5G网络切片+卫星北斗方案正逐步落地

网络切片是5G赋能垂直行业的关键抓手,是一种虚拟专网技术,通过切片管理平台,让网络能够为智能电网、智能工厂、车联网及公共安全等不同行业提供5G端到端的大带宽、低时延、高可靠的灵活定制化服务,实现网络基础设施共享(减少自建专网成本)、客户业务的快速上线、网络弹性的能力开放,以及更为极致的用户体验。

在解决方案上遵循电力行业“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的16字核心方针,重点依托网络切片和MEC,基于公网专用理念,提出了基于5G确定性网络的电力行业虚拟专网解决方案,满足电网“业务可用、安全可信、可管可控”的刚需。青岛电信共计为电网部署了2张物理切片、4张逻辑切片,分别应用于电力生产控制大区和管理信息大区。这也是业界第一个真正意义上的5G广域行业虚拟专网。

5G+北斗也展示出其强大的支持能力。日前,首套基于5G+北斗无人机电力线路巡检系统在国网青岛供电公司完成研发、联调和试飞工作,标志着5G、北斗等新技术在电网又一项重要应用落地。近年来为了减轻输电线路巡检工作强度和带电工作人员安全性,无人机巡线作业模式开始大规模推广。随着这种模式的逐渐推行,一些问题也逐步显现:一是飞行“操作难”。二是数据“回传难”。针对上述问题,融合5G切片网络、电力北斗地基增强系统,挖掘图像缺陷智能分析潜力,形成无人机自主巡检、图像实时5G传输、缺陷智能识别、数据自动分析等一整套智能巡检方案,大幅提升线路巡视效率和智能化水平,有效促进北斗、5G等技术在电网的应用。

5G商业模式适配分三个阶段

5G的成功,不仅仅是技术上的实现,也有赖于商业模式的创新和适配,可立足于网络即服务模式,由运营商为电网提供5G行业虚拟专网的一揽子解决方案。短期内,从电力独占资源的视角,收取覆盖网络建设成本的基础设施费;中长期则匹配电力生产控制大区和管理信息大区不同业务场景对于网络的不同需求,提供对应的场景化切片套餐包,实现多量纲的、差异化SLA业务体验保障,未来甚至可以考虑共商、共建、共享、共赢。在深圳、北京、重庆、湖北等多地开展5GSA切片试点。

5G行业终端是公认制约2B规模商用落地的最大短板之一,充分利用联盟平台,聚合产业链上下游生态伙伴,目前已经成功孵化3款内置5G芯片的电力行业终端,分别是用于输电线4K安全监拍的5G摄像头、用于智能分布式配电自动化的5G工业路由器、以及国网集团内部首款支持5GSA的、用于配网态势感知的5G智能融合终端,并正在和大疆开展5G电力巡检无人机等终端合作。

做定制网的先行者

中国电信作为定制网的先行者,2020年天翼智能生态博览会期间,正式对外发布“网定制、边智能、云协同、应用随选”的5G定制网解决方案及《中国电信5G定制网产品手册》,提供广域接入,云网一体的“致远”、本地处理,云边协同的“比邻”、区域专属、安全可信的“如翼”三类定制网服务模式。中国电信在5G定制网领域已经开展了大量的创新实践,“致远、比邻、如翼”三类服务模式已在不同行业落地验证。

中国电信联合深圳市公安局推出了首个5GSA网络切片警务应用,基于5G警务专网、5G警务边缘计算等建立低空一体、立体巡防可视化智能指挥新模式,落地验证了5G定制网致远模式;与美的联合部署5G边缘专网,实现了5G超级上行服务和边缘UPF的商用落地,推广实施了5G定制网比邻模式;联合国网青岛公司打造了全球首个5G智慧电网实验区部署5G独立专网,提供了定制基站、定制帧结构、边缘UPF等一系列根据电网业务特性定制的专网服务,共同探索了5G定制网如翼模式。

中国电信一直认为什么是5G,客户说了算,目标是基于云网融合,打造开放、协同、共赢的生态赋能体系和全球统一的5G标准,避免标准的碎片化。中国电信研究院也是3GPP副主席单位,把握好国际标准R18/19的关键工作窗口期,加强垂直行业合作,充分理解行业需求,共同参与GSMA、3GPP、ITU与IMT-2020、5GSA切片联盟等技术探索与标准研究。

中国电信研究院还将承担好对5G规模部署推进过程中技术问题的快速响应。由于疫情对标准演进和落地带来了一些滞后的影响,在此大环境下,更需要把5.5G如R18电力标准技术在未来1-3年5G建设期间的先行先试,让5G+电力更加智能、坚强、绿色。
责任编辑:tzh

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Sitara AM6x处理器在继电保护设备的应用