過去，電力改變了人類社會的生產(chǎn)生活方式。未來，5G將推動人類社會新的數(shù)字化生產(chǎn)和生活方式。那5G與電網(wǎng)這兩大超級基礎(chǔ)設(shè)施在新時代路口相遇會擦出怎樣的“火花”?
8月18日，南方電網(wǎng)深圳供電局新一代5G智能變電站——500千伏鵬城變電站完成改造后不久，就迎來深圳市工信局、5G聯(lián)盟、華為、媒體代表等，現(xiàn)場調(diào)研鵬城變電站“5G+全棧國產(chǎn)化+智能電網(wǎng)”應(yīng)用示范等情況，感受5G技術(shù)對電網(wǎng)基層工作帶來的巨大改變。據(jù)了解，鵬城變電站是深圳供電局“面向智能電網(wǎng)的5G新技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用”項目的示范點，昨日剛獲5G智慧樣板項目授牌。
變電運行發(fā)生了翻天覆地的變化
電網(wǎng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略對電力通信網(wǎng)提出了更高要求，而5G“大帶寬、低時延、廣連接”的三大原生特性，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計算等創(chuàng)新技術(shù)，能夠很好地匹配泛在、靈活、經(jīng)濟、安全、可靠的電力通信需求。
深圳供電局持續(xù)深化5G技術(shù)在電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用，攜手各方共建“5G+智能電網(wǎng)”生態(tài)圈，鵬城變電站就是其中一個5G集中應(yīng)用示范點。據(jù)了解，鵬城變電站日常負載約占深圳電網(wǎng)的20%，是滇西北直流工程落地后將電能送至深圳的重要樞紐變電站，以往大量的設(shè)備巡視、操作等工作都需人工現(xiàn)場完成，工作負擔較為沉重。
而如今在5G賦能之下，工作人員只需在電腦上輕輕一點，變電站內(nèi)的巡檢機器人瞬間就自如地工作起來。只見它沿著設(shè)定的軌跡緩緩前進，頭部攝像頭不時轉(zhuǎn)動，對設(shè)備上的開關(guān)、壓板、指示燈、儀表等進行識別和讀數(shù)，高清視頻圖像信息就回傳至指揮中心，所需時間低至1毫秒，快到“無感”，電網(wǎng)設(shè)備巡檢效率得以提升270%。
設(shè)備信息采集到后，還要對設(shè)備運行狀況進行分析和診斷。深圳供電局將人工智能技術(shù)融入其中，一份有1330個檢查項目的巡視表單，人工巡視原本需要3天時間，依靠“5G+人工智能”只需要1小時。
“舉個例子，以往人工巡視記錄主變壓器的套管油位時我們都非常頭疼，因為油位表距離地面10米，直徑卻不到5厘米，用望遠鏡觀測好久才能看清楚。”鵬城變電站站長謝志毅介紹說，“現(xiàn)在我們利用具有37倍光學變焦功能的4K高清攝像頭，可以輕松地把套管油位和紅外熱成像圖譜記錄下來，經(jīng)系統(tǒng)AI算法一處理報告就自動生成了。”
不止設(shè)備巡視，設(shè)備操作也升級為程序操作，由人工智能確認操作后的設(shè)備狀態(tài)，不僅更加安全可靠，還省去了運行人員反復(fù)往返控制室、設(shè)備場地的麻煩;安全監(jiān)護也不再采取“人盯人”的方式，5G攝像頭可識別并記錄不在規(guī)定區(qū)域內(nèi)作業(yè)等違規(guī)行為，并通過定位手環(huán)發(fā)出震動提醒，確保工作人員人身安全……
“像巡檢機器人、5G攝像頭等智能設(shè)備，鵬城變電站一共有1036個。‘新基建’的確釋放了新動能，變電運行人員的工作發(fā)生了翻天覆地的變化。”謝志毅感慨道。
監(jiān)控360度全息感知 停電“零感知”
為防止國外產(chǎn)品出現(xiàn)安全隱患和斷供風險，深圳供電局在行業(yè)內(nèi)率先開展自主可控的全棧國產(chǎn)化架構(gòu)研究，通過開展自主創(chuàng)新，替換國產(chǎn)設(shè)備等方式，實現(xiàn)多個系統(tǒng)的核心部件國產(chǎn)化率100%，全力保障“能源安全”。
得益于此，鵬城變電站及其一墻之隔的輸電系統(tǒng)均實現(xiàn)服務(wù)器、智能芯片等核心部件的全棧國產(chǎn)化。據(jù)統(tǒng)計，深圳電網(wǎng)110千伏及以上輸電線路總長已達到5102公里，而傳統(tǒng)輸電巡視方式下，一個熟練的輸電工人通過徒步翻山、徒手爬塔，一天也只能完成2-3基鐵塔的巡視工作。
為提升輸電巡視效率，深圳供電局聯(lián)合華為共同研發(fā)應(yīng)用了搭載Atlas200芯片的攝像頭，其中固化有可前端識別現(xiàn)場異常情況的12種自研算法，并實現(xiàn)深圳電網(wǎng)輸電線路全覆蓋。通過人工智能算法，新一代輸電智能巡檢系統(tǒng)可自動識別輸電線路外力破壞隱患和缺陷，足不出戶就能“一日盡覽鵬城塔”。“巡視一回500千伏輸電線路，傳統(tǒng)人工巡視需要2個人巡視10天，現(xiàn)在通過新一代輸電智能巡檢系統(tǒng)2小時就可以完成了。”深圳供電局輸電管理所線路部副主管裴慧坤介紹說。
不僅空中的輸電線路，地下的高壓電纜也實現(xiàn)了巡視工作新突破。在深圳南山僑香路，全國電力行業(yè)內(nèi)首款5G智能攝像頭迎來“首秀”。這是深圳供電局與華為聯(lián)合打造的智慧監(jiān)控成果，它以深圳多功能智能桿為載體，融合5G、AI人工智能、4K技術(shù)，對高壓電纜通道沿線及周邊施工情況進行智能監(jiān)控，猶如“智慧之眼”般實現(xiàn)高壓電纜通道360度全息感知，全方位保障電纜線路安全運行。
通過自主創(chuàng)新，深圳供電局還完成了全球首個5G SA網(wǎng)絡(luò)配電網(wǎng)差動保護試點驗證，6項技術(shù)成果創(chuàng)全球第一。“差動保護是繼電保護里性能最優(yōu)越的保護之一，靈敏度和可靠性極高，被保護設(shè)備發(fā)現(xiàn)輕微的故障立馬可以啟動保護并正確動作，同時不影響其他設(shè)備正常運行。”深圳供電局電力調(diào)度控制中心繼電保護部專責王廷凰介紹說。
但差動保護的應(yīng)用需將線路兩側(cè)數(shù)據(jù)在15毫秒之內(nèi)完成對比，配電網(wǎng)因為點多面廣等原因，大規(guī)模部署光纖網(wǎng)絡(luò)難度極大、成本極高，而5G正好是解決此問題的“藥方”。憑借超低延時，5G網(wǎng)絡(luò)可以代替光纖，精確運用差動保護技術(shù)快速隔離故障點，將故障隔離時間從秒級升級到毫秒級，最大限度地保障了用戶用電需求。
為了驗證5G對配網(wǎng)差動保護的支撐作用，深圳供電局聯(lián)合華為完成全球首個5G SA網(wǎng)絡(luò)跨基站帶業(yè)務(wù)的差動保護測試，成功驗證了5G滿足電網(wǎng)控制類業(yè)務(wù)毫秒級低時延和微秒級高精度網(wǎng)絡(luò)授時的需求，達到了國際領(lǐng)先水平，6項技術(shù)成果創(chuàng)全球第一。
5G低時延、高可靠等特性打破了4G和光纖的局限，有效承載配網(wǎng)差動保護的技術(shù)要求，實現(xiàn)將故障隔離時間從秒級升級到毫秒級，大幅降低配網(wǎng)故障供電恢復(fù)時間，真正實現(xiàn)停電“零感知”，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對智能電網(wǎng)的需求。
共享多贏為全社會創(chuàng)造更大的價值
5G網(wǎng)絡(luò)是通往未來智能社會的“數(shù)字高速公路”，但要修好這條路，需建設(shè)大量的5G基站、邊緣節(jié)點等基礎(chǔ)設(shè)施。深圳供電局發(fā)揮變電站、配電房、電力塔及電纜管廊等場地資源點多面廣的優(yōu)勢，助力深圳市5G建設(shè)實現(xiàn) “多、快、好、省”。
深圳供電局擁有8千多座電力塔，具有覆蓋廣、取電容易、塔上空間充足等優(yōu)勢，是現(xiàn)成的5G基站站址資源。還擁有261座變電站，超過1.5萬間配電房，具有站址空間充足、供電穩(wěn)定、靠近用戶等優(yōu)勢，是合適的ICT機房資源。
為高效整合資源，深圳供電、市政資源、電信運營商、設(shè)備制造商尋求產(chǎn)業(yè)合作，構(gòu)建5G基站、儲能站、智能配電房、MEC、北斗地基增強站等多功能融合的站點，以及構(gòu)建5G基站、電網(wǎng)攝像頭、公安攝像頭等融合的多功能智能桿，以創(chuàng)新運營模式，拓展業(yè)務(wù)新形態(tài)，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置及共享多贏。
目前，深圳市已實現(xiàn)5G全覆蓋，基站數(shù)量達4.5萬個，建設(shè)密度全國第一。面對5G用電需求量加大的問題，深圳供電局專門成立5G供電服務(wù)工作組，通過開展現(xiàn)場調(diào)研、建立綠色通道優(yōu)化流程、開展5G基站轉(zhuǎn)供電改直供電等舉措，全力做好5G基站的用電保障，為5G運營商節(jié)約年用電成本約1億元。
深圳供電局謝宏副總經(jīng)理表示，過去，電力走進了千家萬戶、千行百業(yè)，推動了社會經(jīng)濟高速發(fā)展。未來，5G也將走進千行百業(yè)，賦能全社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動數(shù)字經(jīng)濟高速發(fā)展。今天，當電網(wǎng)遇上5G，兩者相互融合與賦能，必將迸發(fā)出絢麗的智慧火花，為全社會創(chuàng)造更大的價值。
責任編輯：Rex_07
