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5G賦能泛在電力物聯網建設

公司名稱:博爾電力發布時間:2019-08-09瀏覽次數:154

4G改變生活,5G改變社會。2019年,5G(第五代通信技術)成為了全球最為關注的熱點之一。6月6日,工業和信息化部向4家運營商發放5G商用牌照,我國正式進入5G商用元年。5G將從哪些方面賦能泛在電力物聯網的建設,又將為能源互聯網發展開拓哪些新空間?

面向工業物聯網,5G有哪些優勢

5G的特征是什么?業界人士認為,5G應該至少包含5個方面的基本特征:高速率、高容量、高可靠性、低時延與低能耗。

高速率:5G通信速率包含峰值速率、區域速率和邊緣速率三方面指標。峰值速率是指最好條件下的最大速率,要求不低于20G比特率(bps);區域速率是指通信系統同時支持的總速率,較4G將提升1000倍以上;邊緣速率是指最差的5%分位數用戶獲取的通信速率,一般要求在100Mbps和1Gbps之間。

高容量:4G所連的終端數量有限,一般以手機為主,而5G能夠連接海量設備,每平方千米可以支撐100萬個移動終端,包括家用電器、各種穿戴設備等。

高可靠性:5G發送一個32字節的第2層協議數據單元的成功概率可達99.999%。

低時延:通信時延是指信息從一端傳輸到另一端需要的時間。4G的時延在50毫秒左右,對于人與人之間通話影響不大,卻不能滿足某些工業應用場景的需求。

低能耗:如果傳感器與通信設備需要經常更換電池或者充電,會給物聯網發展帶來較大阻礙。5G具備的低能耗特點將有效解決這一問題。

5G面向增強的移動互聯網應用場景,可提供更高的體驗速率和更大帶寬的接入能力;面向物聯網設備互聯場景,在更高連接密度時優化信令控制能力,支持大規模、低成本、低能耗設備的高效接入和管理;面向垂直行業應用場景,可提供低時延和高可靠的信息交互能力,支持互聯實體間高度實時、高度精密和高度安全的業務協作。

5G的到來,為電網企業帶來什么

2019年,國家電網有限公司正式提出建設“三型兩網”世界一流能源互聯網企業,全面部署建設泛在電力物聯網。5G的到來可以從萬物互聯、精準控制、海量量測、寬帶通信等方面加速泛在電力物聯網的建設步伐。

泛在電力物聯網需要采集包括系統實時量測數據、視頻監控數據等在內的海量數據。5G的高速率可為海量數據的傳輸提供強有力支撐。泛在電力物聯網相關業務需要及時響應系統中的各種變化,實現精準控制。5G的低時延技術可以實現電力業務的毫秒級精準控制。

在需求響應方面,隨著大規模、高比例可再生能源并網,面向調頻等更短時間尺度的動態需求響應顯得尤為重要。海量用電設備之間的協調控制對通信低時延提出了要求,而5G的10毫秒通信時延能夠很好地滿足秒級的調頻需求。

在大數據時代,采集海量多元化數據是開展大數據分析的基礎。傳統的電力系統中雖已安裝大量的傳感器,但限于通信壓力,很多數據僅保留最基本的信息,細粒度信息的缺失極大制約了大數據分析在電力系統中的實際應用。而5G的通信速率高,能夠實現海量用電數據的及時采集,甚至包括某些更細粒度的家庭設備用電數據,使秒級甚至更細粒度的數據采集成為可能。這也可以為用電大數據分析、構建電力用戶行為模型、促進廣泛的用戶互動提供堅實的數據基礎,可支撐智能量測系統的建設。

海量量測數據采集主要面向結構化的電氣量等數據。而在泛在電力物聯網中還需要語音、視頻等海量的非結構化數據,以實現全方位的配電網感知和更優質的個性化服務。5G為非結構化數據采集也提供了可能。

在電網運行狀態監測方面,目前的監測對象主要是輸電網,對配電網的監測較少。5G通信較光纖通信成本更低,也能保證通信的可靠性和實時性。只要在配電網不同節點安裝傳感單元,電網企業就能實時感知配電網的運行狀態,為配網拓撲辨識、潮流分析、參數估計等提供支撐。

在電力設備狀態監測方面,變壓器、配電線路等電氣設備的健康運行是整個配電系統運行的重要保障。應用了5G后,除了對高壓設備運行狀態進行檢測外,配電網中海量的電力設備也能實現信息互聯互通。電網企業可實時監測電力設備各項參數,感知外界環境(如溫度等)的變化,幫助調度決策者綜合分析、評估電力設備運行狀態。

此外,在視頻遠程監控方面,5G能夠高速率傳輸相應的視頻通信,優化決策者體驗。

為泛在電力物聯網提供更優方案

泛在電力物聯網的建設,要求通信網在核心層要有強大的承載能力和堅強網架,還要在接入層有廣泛、靈活的邊緣接入能力,滿足數據一次采集、處處應用的接入需求。而5G能為泛在電力物聯網的發展提供一種更優的無線通信解決方案,帶來更美好的前景。

國網信息通信產業集團有限公司開展了5G無線通信技術在電力行業的應用分析研究。基于泛在電力物聯網建設需求,差動保護、用電信息采集、移動作業、綜合視頻監控、虛擬電廠等業務的5G創新應用的研究探索正在進行,支持5G的電力信息通信產品的定制研發與系統集成也在逐步推進。

在5G時代,電力和信息將更好地實現互聯互通,泛在電力物聯網將煥發更多生機。未來,5G將推動電網實現高質量發展、提升服務水平、拓展新業務新模式,全面提升泛在電力物聯網全息感知、泛在連接、開放共享、融合創新的能力。5G承載電力業務的可行性將被進一步拓展,為泛在電力物聯網建設注入強勁動能。(來源:國家電網報)


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