淺談泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及5G技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

時間：2021-09-03

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

近年來，國家電網(wǎng)有限公司提出并大力發(fā)展泛在電力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，同時，緊密結(jié)合“三型兩網(wǎng)”新戰(zhàn)略，集合全體員工的智慧，共同推進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需在技術(shù)層面進(jìn)行突破。**互聯(lián)網(wǎng)正在進(jìn)行技術(shù)變革，要從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)**技術(shù)方面采取措施，通過傳感的設(shè)備、測量的設(shè)備、各種感知的模組模塊來廣泛地進(jìn)行融合，讓傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)擁有一個非常有效、平穩(wěn)、智能的神經(jīng)指揮大腦。事實上，在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中這些已經(jīng)在逐步得以實現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)在輸配電線路的施工現(xiàn)場，傳感節(jié)點出現(xiàn)了續(xù)航時間短、感知精度低、抗干擾能力弱的問題，需要電力傳感芯片對狀態(tài)的及時、準(zhǔn)確感知提供支撐。于是，通過采集電力應(yīng)用現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，進(jìn)行了芯片性能與環(huán)境的相關(guān)性分析，通過開發(fā)輔助設(shè)計軟件，指導(dǎo)芯片工藝參數(shù)與設(shè)計改進(jìn)。

很多成果是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中涌現(xiàn)出來的，具有很強(qiáng)的實用性，得到了社會的高度關(guān)注[2]。國網(wǎng)某省電力有限公司和中國鐵塔股份有限公司的小伙伴運用物聯(lián)網(wǎng)思維探索出了一條“鐵塔共享”之路。5G 已來，但目前低頻帶寬資源有限，難以滿足新興業(yè)務(wù)大容量的需求，未來 85%的新建基站將借助社會塔解決，電力塔共享是解決站址問題的選擇。通過共享，鐵塔可以成為集電力專網(wǎng)、運營商公網(wǎng)為一體的通信結(jié)點，集輸配供儲為一體的能源節(jié)點，集電力設(shè)施、通信設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測、安防監(jiān)控為一體的空間信息共享節(jié)點，是“三型兩網(wǎng)”建設(shè)的具體實踐。未來共享鐵塔在資源節(jié)約方面的光明前景。

2 5G技術(shù)及應(yīng)用

*五代移動通信技術(shù)是新一代蜂窩移動通信技術(shù)，根據(jù)**移動供應(yīng)商協(xié)會（GSA）于 8 月發(fā)布的報告，在**各國的 5G 競爭當(dāng)中，已經(jīng)初步形成了梯隊為中、韓、美、日，梯隊為英、德、法的競爭格局。中國的 5G 研發(fā)和建設(shè)可以說走在世界**，甚至是**前的。

隨著 5G 與電網(wǎng)業(yè)務(wù)的深度融合，將通過在高壓線路保護(hù)、城市電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測、客戶用電信息采集等專業(yè)領(lǐng)域試點應(yīng)用，挖掘 5G 技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的人機(jī)交互、萬物互聯(lián)，助力智慧城市產(chǎn)業(yè)建設(shè)。一直以來，供電公司推動泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，主動拓展 5G 新技術(shù)業(yè)務(wù)應(yīng)用。在 220 千伏鏌铘站進(jìn)行試點，建成某省5G 技術(shù)電力綜合應(yīng)用**區(qū)，綜合**區(qū)貫通了端到端全程 5G SA 網(wǎng)絡(luò)通信通道，搭建 5G 技術(shù)應(yīng)用、業(yè)務(wù)創(chuàng)新合作平臺，平臺集 4K 高清、VR、機(jī)器人巡檢、無人機(jī)巡視多功能于一體，構(gòu)筑了 5G+ 天、地、人立體化監(jiān)測體系，實現(xiàn)了對工程建設(shè)進(jìn)度質(zhì)量、設(shè)備狀態(tài)、人員行為的全時段監(jiān)視、感知、立體化防護(hù)。

3 5G和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

據(jù)報道，今年初，一臺紅白相間的六旋翼巡檢無人機(jī)盤旋在國網(wǎng)公司某 110kV 海洋變電站內(nèi)，同時，另外一臺機(jī)身為深藍(lán)色、機(jī)頭為白色的新型巡檢機(jī)器人正在巡視變電站內(nèi)的各種電力設(shè)備。這其實是國網(wǎng)電力研發(fā)出的基于 5G 技術(shù)的新型線路巡檢無人機(jī)和基于 VR 技術(shù)的新型變電站巡檢機(jī)器人。相比 4G 技術(shù)，5G 技術(shù)具有高速率、大帶寬、低時延的優(yōu)點。傳統(tǒng)的線路巡檢無人機(jī)只能傳輸 1080P 的視頻，這樣會導(dǎo)致輸電設(shè)備的微小缺陷無法被識別。而該款搭載有 5G 終端的無人機(jī)能夠拍攝 4K 高清視頻并通過 5G 網(wǎng)絡(luò)回傳給線路運維人員。運維人員*攀登鐵塔即可清晰看到輸電線路及附屬設(shè)備的每一個細(xì)節(jié)，提升了巡檢人員的工作效率。這款無人機(jī)還能安裝激光雷達(dá)實時進(jìn)行三維建模，自動規(guī)劃航線。無人機(jī)工作完成后會自動飛回機(jī)巢充電。未來，除了在變電站建設(shè)機(jī)巢，針對遠(yuǎn)距離巡檢任務(wù)，還可以在電力作業(yè)車上搭載移動機(jī)巢。這樣一來，變電站就變成了“機(jī)場”，移動作業(yè)車就變成了“航空母艦”。

傳統(tǒng)的變電站巡檢機(jī)器人須沿著既定軌道巡視站內(nèi)設(shè)備，而這臺基于 5G 技術(shù)的 VR 變電站智能巡檢機(jī)器人則不需要既定軌道，遇到障礙物會自動識別并繞開，開展全自動自主巡視。這得益于這款巡檢機(jī)器人搭載的 5G 終端、多種物聯(lián)網(wǎng)傳感器和高清 VR 攝像頭。5G 網(wǎng)絡(luò)的**低延時特點確保了機(jī)器人高精度巡檢，既保證了巡視路線、查看設(shè)備位置的自由度，又能防止巡檢機(jī)器人誤入帶電區(qū)域，保證了巡檢作業(yè)的可靠性。此外，通過 5G 網(wǎng)絡(luò)可以將巡檢機(jī)器人搭載的 8K 高清全景攝像頭所拍攝的巡檢視頻實時地回傳到后臺指揮，指揮的工作人員利用匹配的 VR 眼鏡就能夠獲取變電站實景的現(xiàn)場式體驗；同時，該套系統(tǒng)還能提供針對多個變電站內(nèi)設(shè)備狀態(tài)的*遠(yuǎn)程診斷，通過遠(yuǎn)程*的診斷意見，能夠提升了設(shè)備缺陷查找效率和準(zhǔn)確性，給現(xiàn)場處置提供幫助。國網(wǎng)公司的這兩款新式裝備在 110 千伏海洋變電站的巡檢，也標(biāo)志著國家電網(wǎng)公司實現(xiàn)基于 5G 技術(shù)的陸空一體化電力設(shè)施立體巡檢。

隨著 5G 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的投入使用，電網(wǎng)公司還可以依托5G 共享基站智能運維技術(shù)，進(jìn)一步拓展 4K 高清監(jiān)控音視頻信號雙向互動、智能全景 AR 巡檢機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，推進(jìn)電網(wǎng)運行 5G 智能新時代。利用開放的通信資源能力、豐富的數(shù)據(jù)資源和大數(shù)據(jù)應(yīng)用能力、軟硬件集成能力以及云網(wǎng)一體的運營維護(hù)能力，為國網(wǎng)威海供電公司提供技術(shù)、運營、服務(wù)、管理等體系的賦能，提升國網(wǎng)公司的“三型兩網(wǎng)、世界水平”的發(fā)展現(xiàn)狀，構(gòu)建能源系統(tǒng)智能化運營體系。此外，電網(wǎng)公司也可以和通信企業(yè)進(jìn)行戰(zhàn)略合作，共同打造應(yīng)用 5G 通信和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧電網(wǎng)**項目或**工程，建設(shè) 5G 基站基礎(chǔ)設(shè)施，共同在 5G 通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域開展研究，突破 5G 通信、物聯(lián)網(wǎng)等方面的新技術(shù)的應(yīng)用與落地。

4安科瑞為國家電網(wǎng)2021泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供解決方案

安科瑞電氣深耕用戶側(cè)能效管理多年，逐漸完善了從電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺到終端傳感器的生態(tài)體系，在“源（電源）-網(wǎng)（電網(wǎng)）-荷（負(fù)荷）-儲（儲能）”各個環(huán)節(jié)加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云（云平臺）-管（有線/無線物聯(lián)）-邊（邊緣計算）-端（終端設(shè)備）”的生態(tài)系統(tǒng)，參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，為國家電網(wǎng)建設(shè)“三型兩網(wǎng)”提供解決方案，使用戶在任何時間、地點、人、物之間實現(xiàn)信息連接和交互，產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)，從而為電網(wǎng)、發(fā)電、供應(yīng)商、用戶服務(wù)。

4.1云平臺

安科瑞電氣近年來已經(jīng)陸續(xù)推出變電所運維云平臺、能源管理云平臺、智慧用電云平臺、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺、充電樁（電動汽車/自行車）運營管理云平臺、預(yù)付費管理云平臺等云平臺解決方案等解決方案，并已經(jīng)廣泛應(yīng)用在多地國網(wǎng)公司用戶端業(yè)務(wù)、**、安監(jiān)部門、住建部門等。

4.1.1變電所運維云平臺

詞條
詞條說明
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