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带你读《扬帆远航 5G 融合应用实践精编》第二章电力行业2.1行业概述(一)

简介: 《扬帆远航 5G 融合应用实践精编》第二章电力行业2.1行业概述(一)
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电力是关系国计民生的重要产业,是支撑经济社会发展的重要基础设施。电力行业主要涉及发电、输电、变电、配电、用电   5个环节,存在网络故障检测困难、精细化管理难、环保要求高等痛点。近年来,电网企业以“绿色、安全、可靠、高效”为目     标,积极开展清洁低碳、安全高效的智慧能源体系构建。国家电网、南方电网等利用5G技术,积极实践在发电环节的分布式光伏、输电线路的智能巡检、变电环节的智能运维、配电环节的差动保护、用电环节的高级计量以及应急通信等典型应用场景,取得了明显成效。


(一)行业基本情况

 

 

按照我国国民经济行业分类(GB/T47542017)标准,电力属于电力、热力生产和供应业大类(代码44),电力生产(代码441)及电力供应(代码442)类。电力行业是关系国计民生的重要基础产业和公用事业,电力的安    全、稳定和充分供应,是国民经济全面、协调、可持续发展的重要保障。电力包括发电、输电、变电、配电、用电五大环节。近年来,以“绿色、安全、可靠、高效”为目标的智能电网成为应对挑战的优选方案,电力行业也形成了新的趋势和特征。一是发电要清洁友好,融合多种清洁分布式   电源、分散储能和电动汽车、分散可靠负荷,具备清洁低碳、网源协同、灵   活高效的特征;二是输变电要安全高效,具备态势感知、柔性可靠、协调优   化的特征;三是配电要灵活可靠,具备可管可控、开放兼容、经济适用的特   征;四是用电要多样互动,具备多元友好、双向互动、灵活多样、节约高效的特征;五是能源要智慧开放,具有“互联网+业务”模式,具备多能互补、高效协同、开放共享、价值创新的特征。

 

(二)行业需求

在智能电网发展和数字化转型的背景下,电力各个环节也面临问题与挑战。

发电环节中,随着我国新能源发电行业的快速发展,可再生能源发电的大量并网给电网运行、管理带来了新的挑战,一是可再生能源具有间歇性、   随机性的特点,二是分布式的深度渗透使配电网由功率单向流动的无源网络   变为功率双向流动的有源网络。输电环节中,输电网覆盖面积大,既有城市   的地下电缆,又有高压线路,传统以人工巡检为主的方式,工作效率低下,   存在网络故障监测困难的问题。变电环节中,传统的电力生产控制业务已基   于光纤通信的方式实现稳定运行,但随着电力物联网及智能变电站的业务发   展,通信需求呈现出大带宽、高可靠、移动性等特点,需要考虑引入可靠的   无线通信方式解决业务接入问题。配电环节中,配电网主网已经实现光纤覆盖,但是电网末梢神经的配网仍处于“盲调”状态,由于数量巨大,造成光纤全覆盖成本高、时间长、维护难的问题。用电环节中,随着大规模配电网   自动化、低压集抄、分布式能源接入、用户双向互动等业务快速发展,各类   电网设备、电力终端、用电客户的通信需求呈爆发式增长,传统光纤专网的建设成本高,业务开通时间长,无法满足快速灵活的广域接入需求。

 


(三)5G解决行业痛点 

 

在发电环节,一方面,5G网络低时延、大连接的特性可实现发电厂分布式储能调节能力评估、发电预测以及场站运行分析等模块数据的实时交互;另一方面,发电厂的设备传感器和高清摄像头视频数据可通过5G的大带宽能力传输到云平台或本地边缘计算平台,实现厂区无人化巡检、机器视觉视频安防等应用。在输电环节,利用5G网络大带宽、高可靠特性可实现无人机在架空输电线路中的精细化、大范围巡检;利用5G网络低时延特性,可对地下输电线路走廊隧道机器人进行实时精准控制,实现接地环流等监测。在变电环节,通过将视频监控摄像头、环境传感器等设备接入5G网络,可实现站内变压器、开关柜等设备的实时监测,及时发现、排除设备故障。在配电环节,5G网络能有效满足配电终端分布广、采集点多、安全要求高的需求,利用5G网络高可靠、低时延特性,可实现配网差动保护、自动化“三遥”(遥信、遥测、遥控)、精准负荷控制、配电站设备及生产安全综合监控等应用,保障配电作业安全。在用电环节,利用5G网络可实现对重要客户电能质量的高频采集监测,解决电力运行监测成本难题,助力实现电能质量高频监测的规模部署;同时通过5G网络可以实现充电桩与管理平台间的数据交互,促进用电优化。

 

 

(四)5G行业规模化应用分析与总结

 

当前5G+电力应用呈现从采集监控类业务向实时控制类业务梯次发展的   局面。在发电、输电、变电环节,基于大带宽特性的5G移动巡检业务较为成熟,可实现应用的复制推广,未来无人机巡检、机器人巡检等新型运维业务   将支撑监控、作业、安防向智能化、可视化、高清化升级。配电环节的配网   差动保护、配电自动化等控制类业务,由于对安全性和可靠性有较高要求,   现在与5G的融合应用还处于探索验证阶段,未来随着网络安全架构、终端模组等问题的逐步解决,控制类业务与5G的融合将会进入高速发展期。用电环节的高级计量、用电负荷需求侧响应等大连接类应用,后期会随着相关标准的完善而得到进一步发展。

5G+电力规模化应用仍面临三大问题。一是5G网络建设仍面临多方问题。输电、变电等环节所处地理位置偏僻,5G基站需单独建设,网络建设成本较高;网络承载能源核心生产业务,对网络可靠性、稳定性提出了更高的   要求,会增加现有公网的运维难度。二是共性技术产业支撑有待加强。现阶   段5G在电力领域的模组终端研发相对滞后,离散化的行业市场需求导致研发成本高,研发动力不足,尚未完全满足行业应用需求,新型终端融合难度较   大。三是商业模式仍在探索中。运营商与电力企业在5G网络建设、运营的合作模式方面还需要继续探索,与运营商的商业合作模式将从传统的流量模式   向多样化的商业合作模式方向转变。

 

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