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打造“5G+电网”标杆 赋能新型电力系统建设

作者:任晓文 李正浩 来源:国家电网报 发布时间:2022-01-26 浏览:

中国储能网讯:1月17日,全国首套省域5G电力示范网安全运行已满3个月。

2021年,国网山东省电力公司积极承担国家电网有限公司5G规模化示范应用工程,在全国率先建成省域5G电力示范网,接入5G终端7000余台,实现超过1万座分布式光伏电站高可靠并网,减少光缆建设成本数亿元。同时,该公司不断深化5G技术应用,探索5G业务应用和商业合作模式,赋能新型电力系统建设,促进“5G+电网”生态蓬勃发展。

强强联合 专网专用

5G技术特性与智能电网业务需求高度契合。按照公司统一部署,国网山东电力坚持适度超前原则,从2020年开始探索5G技术在电网中的应用。

青岛市是全国首批5G试点城市之一,在新型基础设施建设上具备先发优势。国网山东电力选择青岛作为研发基地,建设5G智能电网实验网,以电力发、输、配、变、用多业务场景应用为主线,一方面开展5G技术在工业互联网领域的应用研究,另一方面与通信运营商以及华为等在5G领域具有优势的企业加强沟通交流,为5G产业链的发展和未来的规模化商用探路。

要使5G与智能电网生产各环节深度融合,必须充分运用5G特有的网络切片技术,构建专属电力用户的网络切片。经过广泛交流和深度测试,国网山东电力逐渐与中国移动、中国联通、中国电信三大运营商达成合作共识,创新5G网络建设模式,综合运用软件定义网络(SDN)、网络功能虚拟化(NFV)等技术,为不同业务、不同用户划分独立的网络资源,做到一张网络各专业共享,并按需保证业务隔离,满足不同业务的组网需求。

2021年7月,国网山东电力响应《5G应用“扬帆”行动计划(2021~2023年)》,制订5G规模化应用计划,以运营商网络为依托,在全省统一构建电力生产、管理信息、客户服务三类5G电力切片网络。截至2021年9月25日,山东电网5G应用基站超过7万座,省域5G电力示范网累计接入电力终端7000余台,应用范围遍及16个地市,成为国内覆盖范围最广、应用规模最大的5G行业专网。

自主管理 严保安全

以省域5G电力示范网建设为标志,国网山东电力面向新能源电源有效调度等业务场景,计划推广30万台5G通信终端。

综合考虑业务性能、管控需求和经济因素,国网山东电力将电网生产类业务5G主站设置在所属各市供电公司中心机房,将管理信息类业务5G主站集中部署在省公司,分别通过光纤链路与运营商承载网对接。该公司利用运营商部署的共享设备,通过虚拟专网方式构建客户服务类切片,并开通专线与电网业务对接。

不同的业务、切片、接口、服务……为了兼容各方需求,解决5G基站设备、应用终端生产厂家不一、建设规范不同等问题,国网山东电力创新网络管理模式,联合3家运营商重新设计统一的5G网络设备接口,编制5G能力开放接口规范,促使运营商将5G网络管理权限按需向电力用户开放。在此基础上,该公司打造省级5G专网运营管理平台,统一处理来自所属各单位的切片开通、切片监控、5G号卡需求申请业务,统一执行5G核心网元管理、终端管理、业务流程管理和网络全景可视管理,实现电力5G专网“自服务、自运维、自管理、自运营”。

针对大规模终端接入电网带来的安全风险,2021年,国网山东电力与紫金山实验室等单位共建智能电网5G融合应用及安全技术研究实验室,形成了5G技术柔性团队,积极探索5G安全防护技术,测评、升级防护体系,并针对发现的漏洞开展安全加固整改。截至2021年8月,柔性团队联合中国电科院等单位,编制了面向商业用户SA网络基站、传输网、核心网等网元及接口的5G网络安全测评方案,完成了覆盖5G网元安全评估、基线检查、切片业务隔离度、漏洞扫描等方面的省域5G电力示范网安全及性能测评。随后,国网山东电力自主研发了电力物联网设备安全检测平台,并将其合并到省级5G专网运营管理平台,形成了面向终端安全、切片安全、网元安全、边界安全、运营安全的智能电网5G安全防护体系。一系列举措为5G安全应用奠定了基础。国网山东电力还申报了《电力5G终端测试规范》等2项行业标准,促进了5G技术在电力领域的规范化应用。

共建共享 做强产业

“在配电室、供电所等站址空间合作建设5G机房,供电公司能给我们提供‘拎包入住’配套服务。建设周期短、成本低,不用担心场地、安全性方面的问题,还可以享受直供电,共享收益。”1月17日,在烟台莱山区“5G+智慧充换电站”,前来检修机房设备的中国移动山东分公司工作人员许克栋说。

莱山区“5G+智慧充换电站”由国网山东电力和中国移动山东分公司合作建设,集5G基站、新能源汽车充换电站、变电站、供电所等于一体。双方共享场地、通信光缆、配电箱、管廊等资源,是国网山东电力“共建共享”5G商业模式的一个窗口。

2021年,国网山东电力有序推进基础资源共享运营的商业模式,助力5G基站供电“转改直”,为运营商节省了20%的基站电费,同步促成三大运营商将5G专网切片构建费用大幅降低,为降低电力5G应用成本提供了样本。

国网山东电力创新推动“5G+电网”多场景应用,使5G技术深入应用到电力发、输、变、配、用及综合管理等各个环节。在分布式能源领域,该公司广泛部署5G终端,完成了对全省1万余座分布式光伏电站的安全接入、全面监控和平滑调度,提升了新能源消纳水平。在输电环节,基于5G+北斗的无人机智能巡检系统实现无人机自动巡线、安全实时回传高清视频,将无人机巡检效率提升了8倍。在变电业务中,5G智能巡检机器人通过4K高清视频,实现对站内设备的实时监控、故障智能分析,使现场核查维护工作量减少60%。在配电场景中,应用基于5G的分布式馈线自动化系统(FA)后,智能终端平均通信时延降低至13毫秒,可将线路停电时间缩短至秒级,提升配电网供电可靠性至99.996%。

做强创新链,赋能应用链,带动产业链。国网山东电力建立产用协同机制,协同国网信通产业集团、南瑞集团研发推广10款嵌入式终端,比外置式终端平均可降低应用成本50%以上。该公司还联合中国电科院、中国信通院开展电力5G标准制订,共同构建了覆盖模组终端、切片网络、场景应用的全环节技术标准体系。

(联合策划:国家电网有限公司党组办公室 国网山东省电力公司党委办公室)

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关键字:新型电力系统

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