當前，以人工智能、量子技術(shù)、移動(dòng)通信、區塊鏈、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)加速突破應用，互聯(lián)網(wǎng)與傳統產(chǎn)業(yè)跨界融合成為發(fā)展新趨勢。5G技術(shù)從試驗向商用階段邁進(jìn)，一道打開(kāi)的閘門(mén)激發(fā)了產(chǎn)業(yè)界實(shí)質(zhì)性參與建設的積極性，也給各行各業(yè)帶來(lái)了轉型發(fā)展的無(wú)限可能。
這是一場(chǎng)關(guān)于“連接”的革命。5G技術(shù)毫秒級時(shí)延、超高密度連接、超高速率和超大帶寬的“殺手級”特性，恰好切中了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中時(shí)延過(guò)高、功率不夠的痛點(diǎn)，也與國家電網(wǎng)有限公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設相契合。如今，大量的5G技術(shù)已經(jīng)在公司電網(wǎng)控制、信息采集、移動(dòng)應用等業(yè)務(wù)中落地落實(shí)，一個(gè)又一個(gè)典型應用開(kāi)始跳出圖紙、走向實(shí)際應用場(chǎng)景。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設“加速度”
今年年初，公司順應互聯(lián)網(wǎng)與傳統產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展大勢，確立了“三型兩網(wǎng)、世界一流”新時(shí)代戰略目標。建設泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，則是推進(jìn)“三型兩網(wǎng)”建設的重要內容和關(guān)鍵環(huán)節。
如今，5G技術(shù)“加盟”泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設，在移動(dòng)應用類(lèi)場(chǎng)景切實(shí)落地，幫助巡檢實(shí)現自主化、精益化和智能化。
為加快推動(dòng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設在天津落地，國網(wǎng)天津市電力公司大力推進(jìn)“兩網(wǎng)融合”綜合示范工程，并充分應用先進(jìn)通信技術(shù)，致力建設濱海新區繁榮宜居智慧新城。
8月29日，在為全國第十屆殘運會(huì )暨第七屆特奧會(huì )提供電源的主要變電站——110千伏和暢路變電站，一臺紅白相間的六旋翼線(xiàn)路巡檢無(wú)人機在上空盤(pán)旋，而站內一臺深藍色機身、白色腦袋的新型巡檢機器人則不停巡視。
國網(wǎng)天津電力將研發(fā)的基于5G技術(shù)的新型線(xiàn)路巡檢無(wú)人機和VR變電站智能巡檢機器人運用到保電工作中，極大提升了巡檢工作效率。
過(guò)去，人們很難通過(guò)無(wú)人機拍攝的圖像發(fā)現輸電線(xiàn)路微小缺陷?，F在基于5G技術(shù)的無(wú)人機用4K超高清視頻解決了這個(gè)問(wèn)題。而搭載5G終端、多種物聯(lián)網(wǎng)傳感器和VR攝像頭的全自動(dòng)虛擬現實(shí)智能巡檢機器人，不僅擁有能自動(dòng)躲避障礙物的“眼睛”，還有幫助它開(kāi)展高精度巡檢的智慧“大腦”，保證巡檢路線(xiàn)、查看設備位置的自由度。無(wú)人機、巡檢機器人與5G親密“牽手”，實(shí)現無(wú)人機電力巡檢向全自主化和智能化發(fā)展，為5G技術(shù)與電網(wǎng)業(yè)務(wù)應用融合發(fā)展提供了廣闊思路和實(shí)踐經(jīng)驗，也為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現萬(wàn)物互聯(lián)提供“加速度”。
在距離天津不遠的河北，5G技術(shù)同樣在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設中發(fā)揮了重要作用。
8月11日，家住河北省保定市鉆石小區的客戶(hù)于曉寧來(lái)到七一路供電營(yíng)業(yè)廳，在智能機器人“優(yōu)友”的引導下，通過(guò)自助終端交了電費。這是國網(wǎng)河北省電力有限公司首家引入5G網(wǎng)絡(luò )的智慧營(yíng)業(yè)廳，營(yíng)業(yè)廳投運以來(lái)運行高效有序。
在七一路營(yíng)業(yè)廳，高峰日均業(yè)務(wù)處理量達1300人次，其中自助終端承載近60%業(yè)務(wù)，相當于改造前的2倍。依托5G網(wǎng)絡(luò )全覆蓋，營(yíng)業(yè)廳部署了智能機器人綜合柜員，機器人與云平臺數據高速傳輸，為客戶(hù)提供智慧服務(wù)，提升客戶(hù)線(xiàn)上辦電和線(xiàn)上交費體驗?？蛻?hù)首次進(jìn)入營(yíng)業(yè)廳，機器人會(huì )對客戶(hù)進(jìn)行人臉信息采集，在后臺快速匹配相關(guān)用電信息，為客戶(hù)提供對應的業(yè)務(wù)引導與提醒?？蛻?hù)再次來(lái)到營(yíng)業(yè)廳，機器人將自動(dòng)識別客戶(hù)，根據其習慣提供個(gè)性化服務(wù)。
搭建電力信息傳輸“高速立交橋”
電力信息傳輸已經(jīng)進(jìn)入高速時(shí)代。隨著(zhù)用電信息采集、配電自動(dòng)化、分布式能源接入、電動(dòng)汽車(chē)服務(wù)、用戶(hù)雙向互動(dòng)等業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，各類(lèi)電網(wǎng)設備、電力終端、電力客戶(hù)的通信需求呈現爆發(fā)式增長(cháng)，迫切需要與之相適應的新興通信技術(shù)及系統支撐。5G技術(shù)作為電力行業(yè)信息化智能化的重要抓手，廣泛使能電力系統各環(huán)節。
中國電信北京研究院網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與規劃部標準副總監夏旭曾公開(kāi)表示，和電網(wǎng)一樣，電力通信網(wǎng)絡(luò )也有一個(gè)端到端的概念。發(fā)電、輸電、變電通常采用自建光纖專(zhuān)網(wǎng)的方式，而配電和用電則具備廣覆蓋、大連接的特征。對輸電來(lái)說(shuō)，并行的5G頻段能很好地彌補過(guò)去電力專(zhuān)用頻段帶寬小、時(shí)延高的不足；而在配電和用電環(huán)節，未來(lái)5G電力切片有可能在現有光纖專(zhuān)網(wǎng)和LTE專(zhuān)網(wǎng)基礎上形成一個(gè)低成本、高質(zhì)量的補充解決方案，實(shí)現電網(wǎng)“最后五公里”業(yè)務(wù)智能化。
早在今年5G商用前，5G電力切片的研究便拉開(kāi)了序幕。2017年，公司和華為公司、中國電信、北京未來(lái)科學(xué)城一道，依托國家重大專(zhuān)項，開(kāi)展了5G電力切片聯(lián)創(chuàng )項目。這個(gè)覆蓋產(chǎn)、學(xué)、研、政的“超強戰隊”，于2018年1月發(fā)布了業(yè)界首個(gè)“5G網(wǎng)絡(luò )切片使能智能電網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)報告。該報告是5G網(wǎng)絡(luò )切片國家重大專(zhuān)項課題的關(guān)鍵輸出成果之一，并首次從“5G切片+智能電網(wǎng)”視角出發(fā)，闡釋了智能電網(wǎng)在發(fā)展過(guò)程中遇到的挑戰、5G網(wǎng)絡(luò )切片在智能電網(wǎng)的潛在應用場(chǎng)景和方案分析。
4月8日，5G電力切片研究迎來(lái)關(guān)鍵節點(diǎn)。全球首個(gè)基于最新3GPP標準5G SA網(wǎng)絡(luò )（獨立組網(wǎng)）的電力切片在江蘇南京完成測試。
江蘇是用電大省，僅南京市的年用電負荷增長(cháng)率就保持在7%左右，安全穩定的優(yōu)質(zhì)電能是江蘇經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的重要基礎。要確保電網(wǎng)安全穩定運行，就必須廣泛吸納電力客戶(hù)參與源網(wǎng)荷互動(dòng)。這次的測試正是基于5G高安全隔離、低時(shí)延和高可靠性能，為海量客戶(hù)的泛在互動(dòng)提供新的解決思路。測試的成功，意味著(zhù)不久的將來(lái)，因停電造成的經(jīng)濟損失和社會(huì )影響有望降至最低，同時(shí)能耗將顯著(zhù)下降，配網(wǎng)管理效率將顯著(zhù)提升。
基于5G SA網(wǎng)絡(luò )的電力切片究竟有哪些過(guò)人之處？實(shí)際上，應用這種電力切片，相當于給電力控制信號傳輸搭建了一座“高速立交橋”，數據處于不同的“高架橋”上，傳輸過(guò)程中不用“攔道”，也不會(huì )“撞車(chē)”，能實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的高速直達。如果發(fā)現停電故障，尤其是在邊遠地區，處置效率將大幅提高。更為重要的是，有了這座“高速立交橋”，配電網(wǎng)絡(luò )的管理效率將極大提升，能耗損失也將大幅降低。未來(lái)，隨著(zhù)電網(wǎng)末端客戶(hù)、設備感知能力的增強，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設也將不斷向前推進(jìn)。
除了電力信息傳輸，電力信息采集同樣是5G技術(shù)“大顯身手”的舞臺。
3月12日，河北省淶水縣南郭下村分布式光伏扶貧電站正式實(shí)現5G通信鏈路的全面打通，無(wú)數條記載著(zhù)電站發(fā)電量、功率、轉化率等信息的非結構化數據，以每秒10G的速度遠程傳輸到國網(wǎng)分布式光伏云網(wǎng)主站，5G技術(shù)在光伏云網(wǎng)成功試運行。
得益于此，光伏電站海量信息采集、現場(chǎng)設備監控等業(yè)務(wù)對通信網(wǎng)絡(luò )傳輸能力提出的更高需求得到了滿(mǎn)足。隨著(zhù)數據傳輸速率與質(zhì)量的提高，分布式光伏遠程診斷、運維檢修工作的效率也大幅提升。通過(guò)應用5G技術(shù)，光伏電站數據通道進(jìn)一步擴展，手機、PAD、綜合能源服務(wù)“多表合一”數據采集終端等都能與光伏云網(wǎng)主站實(shí)現遠程實(shí)時(shí)互聯(lián)，為未來(lái)分布式光伏電站以更智慧高效的方式互聯(lián)、客戶(hù)以更便捷的方式參與光伏電站建設運營(yíng)提供了廣闊空間。
這只是當下5G技術(shù)在電網(wǎng)業(yè)務(wù)應用中的一個(gè)小鏡頭，屬于典型的信息采集類(lèi)應用。這類(lèi)應用點(diǎn)多面廣，具備海量終端廣覆蓋、大連接的特征，往往1平方千米范圍內就有成百上千個(gè)連接的點(diǎn)。隨著(zhù)5G網(wǎng)絡(luò )切片技術(shù)的應用，未來(lái)采集頻次、內容、雙向互動(dòng)方面都將發(fā)生改變，電動(dòng)汽車(chē)充換電設施、電網(wǎng)狀態(tài)監測、視頻監控的信息采集需求也將隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步而進(jìn)一步得到滿(mǎn)足。
設施共享實(shí)現電力通信雙贏(yíng)
2018年4月24日，公司與中國鐵塔公司簽署戰略合作協(xié)議。根據協(xié)議，雙方開(kāi)啟“共享鐵塔”全新合作模式。電力塔和通信塔開(kāi)放共享，對推動(dòng)電力和通信基礎設施協(xié)調發(fā)展帶來(lái)數項重大利好，實(shí)現電力與通信行業(yè)雙贏(yíng)。
同年5月4日，湖北省宜昌市110千伏車(chē)伍二回線(xiàn)12號塔多了一位新的“家庭成員”。新加裝的5G試驗基站實(shí)現了對鐵塔的遠程視頻監控功能，“電力塔”和“通信塔”實(shí)現跨行業(yè)資源共享。湖北首座共享鐵塔“披掛上陣”，不僅能推進(jìn)電力無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)建設，為配網(wǎng)自動(dòng)化、智能電網(wǎng)遠程操控提供支撐，提升國有資產(chǎn)利用率，還能節省國家土地資源和通信鐵塔單點(diǎn)建設投資，解決通信基礎設施建設中部分區域無(wú)線(xiàn)信號覆蓋弱、選址難的問(wèn)題，真正實(shí)現多方受益、一舉多得。
由于5G技術(shù)的加持，共享鐵塔迎來(lái)了發(fā)展的新一輪“猛長(cháng)期”。
8月20日，南京聯(lián)通公司小營(yíng)5G基站成功開(kāi)通，這是國內首次實(shí)現在變電站內建設5G基站，意味著(zhù)江蘇南京供電公司在全國首創(chuàng )“5G+1G”（1G的“G”指供電網(wǎng)）建設運營(yíng)模式。在110千伏旺蘭線(xiàn)上，國內首次利用輸電桿塔掛載5G基站，南京供電公司與南京鐵塔、中通服設計院組成聯(lián)合團隊，攻克了設備重量大幅增加、塔上設備需要供電等諸多5G共享新難題，在同一座單管塔上，同時(shí)掛設了移動(dòng)公司4G、5G及電力無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)天線(xiàn)，實(shí)現基礎資源的高度整合利用。
“共享后可節約社會(huì )整體投資92.5億。減少征地面積84萬(wàn)平方米，相當于節省出一個(gè)南京南站的面積。節約出的42萬(wàn)噸鋼材，可建造1417千米高鐵線(xiàn)路，相當于1.1條京滬線(xiàn)的長(cháng)度。”南京供電公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)辦公室負責人朱紅說(shuō)。同時(shí)，得益于共享電力基礎設施部署5G基站帶來(lái)的“加速度”，南京5G建設全面提速，預計到9月底將建成開(kāi)放95%以上的5G站點(diǎn)。
目前，公司經(jīng)營(yíng)區域內的共享鐵塔正“遍地開(kāi)花”。試點(diǎn)鐵塔加掛5G基站的效果，已經(jīng)得到了驗證——
在江蘇，今年已有792座專(zhuān)網(wǎng)基站以共享模式建設，44處桿塔被出租，大大節約了社會(huì )資源，包括鋼材2.4萬(wàn)噸、投資6.1億元，減少土地征用5.1萬(wàn)平方米。在陜西，2000年開(kāi)始，電力通信光纖、10千伏桿塔、電纜溝道三種資源通道就逐步向運營(yíng)商開(kāi)放，租賃桿溝資源18012條·千米，出租纖芯資源2439對芯·米，已經(jīng)形成了成熟的基礎資源共享經(jīng)營(yíng)模式。
不久的將來(lái)，在5G技術(shù)的推動(dòng)之下，共享鐵塔的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，以及其對電力和通信行業(yè)的雙贏(yíng)作用將會(huì )持續顯現、持續發(fā)揮更大作用。
極限的速度、廣泛的連接、超低的時(shí)延、可靠的性能，帶來(lái)的是行業(yè)的爆發(fā)、效率的增長(cháng)、資源的優(yōu)化和服務(wù)的提升……5G的一切都深刻影響著(zhù)電力行業(yè)發(fā)展。面向未來(lái)，公司將在電網(wǎng)業(yè)務(wù)中加快5G技術(shù)的應用落地，讓“瓦特”和“比特”碰撞出更多火花。
