摘要：能源新聞網(wǎng)訊，昨天上午，2023全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇在昌平區(qū)未來科學(xué)城開幕。論壇期間，還將舉行主論壇、九大專題分論壇、簽約和揭牌儀式等活動(dòng)。
能源新聞網(wǎng)訊，昨天上午，以“能源安全 綠色轉(zhuǎn)型”為主題的2023全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇在昌平區(qū)未來科學(xué)城開幕。 開幕式后，與會(huì)領(lǐng)導(dǎo)來到華為、國(guó)家能源集團(tuán)、隆基等展區(qū)，參觀了論壇舉辦的科技成果展覽展示。論壇期間，還將舉行主論壇、九大專題分論壇、簽約和揭牌儀式等活動(dòng)。 下面是九大專題分論壇之綠色化、數(shù)字化“兩化”融合論壇活動(dòng)中中國(guó)電力科學(xué)研究院副院長(zhǎng) 李鵬先生的發(fā)言： 尊敬的郭院士、各位專家、領(lǐng)導(dǎo)各位參會(huì)代表大家下午好，由我代表電科院電力在5G規(guī)?；瘧?yīng)用的實(shí)踐情況向大家做一個(gè)介紹。 今天分為四個(gè)部分介紹，新型電力系統(tǒng)5G需求，剛才郭院長(zhǎng)說對(duì)新型電力系統(tǒng)介紹得比較多，我這里不再過多贅述。 大電網(wǎng)格局規(guī)模做到了世界第一，清潔能源占比是很高的，目前總裝機(jī)含水電的接近50%，也有一些調(diào)節(jié)能力，新型電力系統(tǒng)兩個(gè)，一個(gè)是能源轉(zhuǎn)型，一個(gè)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型。向數(shù)字化轉(zhuǎn)型我們經(jīng)常說的新型電力系統(tǒng)雙高特征，高比例新能源，包括風(fēng)電、光伏，也帶來了高比例電力電子，新型電力系統(tǒng)是技術(shù)的融合，包括電力電子技術(shù)、系統(tǒng)TOP結(jié)構(gòu)、算法，需要底層的通信技術(shù)，5GPRC等，還用到了IRG技術(shù)，大數(shù)據(jù)、大模型也需要算力。 新型電力系統(tǒng)核心三個(gè)方面，滿足安全是基礎(chǔ)，也要滿足綠色、高效的要求。 對(duì)5G有什么要求，新型電力系統(tǒng)建設(shè)以后由于高比例新能源上來以后，分布式資源規(guī)?；鲩L(zhǎng)，各個(gè)省有一些分布式光伏增長(zhǎng)，還有業(yè)務(wù)終端海量接入，控制向配網(wǎng)末梢的延伸，延伸以后無限接入要求的需求越來越多，帶來安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)激增。對(duì)于5G通信需求有幾個(gè)方面，第一個(gè)廣域連接，第二個(gè)全域同步，我們有一些技術(shù)，差動(dòng)保護(hù)，不同信號(hào)需要同步，成本還要可控，不能過高，還有一個(gè)安全可靠。 第二部分重點(diǎn)介紹5G在電力業(yè)務(wù)應(yīng)用的時(shí)空匹配性分析。 根據(jù)現(xiàn)有的電力業(yè)務(wù)，把電力業(yè)務(wù)分為四類，右下角橫向是帶寬的要求，縱向是時(shí)延和安全性，分為四類業(yè)務(wù)，第一現(xiàn)象這類業(yè)務(wù)包括差動(dòng)保護(hù)配網(wǎng)，時(shí)延很敏感，時(shí)延到了毫秒級(jí)，帶寬較大，到了幾兆，這是第一類業(yè)務(wù)。第二現(xiàn)象包括分布式電網(wǎng)調(diào)控，精準(zhǔn)符合控制，這類業(yè)務(wù)要物理隔離，時(shí)延到了毫秒級(jí)，帶寬就是幾百K到一兆。第三類業(yè)務(wù)不需要物理隔離，邏輯隔離，實(shí)驗(yàn)要求沒有那么敏感，帶寬較小，大部分對(duì)應(yīng)于用電信息采集，時(shí)延到秒級(jí)。第四類像主要用的像視頻監(jiān)控、無人機(jī)巡檢，視頻影像，邏輯隔離就可以了，時(shí)延相對(duì)敏感一點(diǎn)，幾百毫秒級(jí)，帶寬要求很大，到了幾十兆，這是對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類。 接下來從不同性能，通信性能進(jìn)行分析。 時(shí)延，電力上的時(shí)延是兩類，一類時(shí)延要求比較高，到了毫秒級(jí)甚至小于15毫秒，一類是秒級(jí)，對(duì)于不敏感的秒級(jí)時(shí)延要求，當(dāng)前5G技術(shù)應(yīng)當(dāng)說可以滿足電力需求，對(duì)于時(shí)延比較敏感的業(yè)務(wù)，差動(dòng)保護(hù)、故障測(cè)距，對(duì)時(shí)延要求比較高的業(yè)務(wù)可以采取一些技術(shù)，包括工控域調(diào)度，工控傳輸技術(shù)減少時(shí)延，在實(shí)際部署中也可以在電力側(cè)UPF下沉、本地分流，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)一步調(diào)整時(shí)延。 第二個(gè)對(duì)帶寬進(jìn)行分析，以時(shí)兆分析為介點(diǎn)，分為大顆粒業(yè)務(wù)和小顆粒業(yè)務(wù)，大顆粒業(yè)務(wù)對(duì)帶寬要求比較高，攝像頭、移動(dòng)巡檢等可以采取高階調(diào)制，載波聚合，靈活以太網(wǎng)捆綁等技術(shù)滿足需求。對(duì)于小顆粒業(yè)務(wù)，用電信息采集這一類量比較大，但是傳輸單個(gè)數(shù)據(jù)量沒有那么大，為了避免頻繁調(diào)度導(dǎo)致的信令交互占用資源，可以采用免調(diào)度技術(shù)進(jìn)行快速、高效數(shù)據(jù)傳輸。 第三個(gè)隔離需求，電力業(yè)務(wù)可以分為兩類，一個(gè)要求物理隔離;第二類要求邏輯隔離。物理隔離要求比較嚴(yán)從5G的技術(shù)，采取獨(dú)立切片方式實(shí)現(xiàn)，在無線網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)獨(dú)占資源。邏輯隔離可以允許在時(shí)域、頻域維度上進(jìn)行短時(shí)獨(dú)占，沒有業(yè)務(wù)傳輸可以釋放資源。 從可靠性方面來分析，電力業(yè)務(wù)三個(gè)九和四個(gè)九，三個(gè)九就是可靠性99.9%，對(duì)于三個(gè)九的可靠性要求，5G可以通過空口天線的分級(jí)技術(shù)，低碼率控制信息滿足，采用多路冗余傳輸和更低碼調(diào)制方式，也可以滿足要求。 身份驗(yàn)證在電力側(cè)可以采取二次驗(yàn)權(quán)以及切片二次認(rèn)證為行業(yè)提供身份認(rèn)證和自主授權(quán)服務(wù)，具備更高的安全性，也可以滿足相關(guān)要求。 同時(shí)授時(shí)，在差動(dòng)保護(hù)、故障測(cè)距需要進(jìn)行多路信號(hào)時(shí)鐘比較，就需要比較高的授時(shí)定位精度，衛(wèi)星+5G授時(shí)聯(lián)合技術(shù)能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)提供可靠的時(shí)鐘源，一方面衛(wèi)星同步技術(shù)精度是最高的，但是也容易受到天氣和環(huán)境的干擾，穩(wěn)定性較低，基于5G同步技術(shù)為電力系統(tǒng)提供相對(duì)比較穩(wěn)定的可靠時(shí)鐘，具備廣覆蓋、無盲區(qū)、成本更低。 高密度容量方面目前來說因?yàn)榇笠?guī)模分布式電源接入，電力系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)檢測(cè)，預(yù)測(cè)并調(diào)節(jié)用戶端，今年夏季管網(wǎng)公司高峰5.8，把它錯(cuò)峰，用戶感受不到，用戶在家里感受不到，對(duì)電網(wǎng)的好處很大，參與電網(wǎng)改制實(shí)現(xiàn)直采直傳，實(shí)現(xiàn)用能優(yōu)化，降低能源消耗強(qiáng)度和電力總體投資，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。 對(duì)于高密度的接入場(chǎng)景還需要進(jìn)一步降低通信終端的成本，4G終端也就20塊錢左右，現(xiàn)在5G幾百塊錢，成本還是有點(diǎn)高，后續(xù)降低成本和功耗，提升實(shí)時(shí)在線率，這是方向和需求。目前電科院在3GPP也提交了大連接需求國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案，華為也參與其中，現(xiàn)在正在討論。 第三部分向大家介紹一下國(guó)家電網(wǎng)公司在5G示范建設(shè)情況。 總體建設(shè)思路一個(gè)出發(fā)點(diǎn)還是要以需求為導(dǎo)向，要發(fā)揮5G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)賦能轉(zhuǎn)型和融創(chuàng)共生，按照國(guó)家總體部署要求，管網(wǎng)公司也組織實(shí)施5G規(guī)?；瘧?yīng)用工程。 現(xiàn)在有兩類創(chuàng)新，第一類商業(yè)模式的創(chuàng)新，共建共享和互利共贏，大家從這個(gè)圖上可以看到，管網(wǎng)公司利用已有的基礎(chǔ)設(shè)施，桿塔配電室可以配置5G基站實(shí)現(xiàn)共享，另外在城市用區(qū)一些居民對(duì)這個(gè)還是有一些抵觸，電網(wǎng)公司部署環(huán)網(wǎng)柜的時(shí)候，5G基站和環(huán)網(wǎng)建設(shè)推進(jìn)5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。 技術(shù)模式要實(shí)現(xiàn)公網(wǎng)專用，差異組網(wǎng)，按照基站承載網(wǎng)共享，核心網(wǎng)按需獨(dú)享的原則，通過租用運(yùn)營(yíng)商的用戶面、會(huì)話管理接入專網(wǎng)的模式，按不同業(yè)務(wù)需求構(gòu)建生產(chǎn)控制大區(qū)、管理信息大區(qū)、互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)3類電力5G切片。 同時(shí)在應(yīng)用過程中實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面的深度融合，一個(gè)電力業(yè)務(wù)場(chǎng)景和5G差異化融合。第二是電力自身數(shù)字化架構(gòu)和組網(wǎng)方式的融合。第三個(gè)電力安全隔離有內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，電力安全隔離和5G網(wǎng)絡(luò)切片的融合。 下面介紹一下具體實(shí)踐的情況。 第一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)切片構(gòu)建方面有三個(gè)方面的實(shí)踐。 一、聯(lián)合三大運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建貫通全省5G廣域行業(yè)切片，包括山東、浙江等省已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了貫通全省的切片。同時(shí)我們?cè)谏a(chǎn)業(yè)務(wù)隔離基礎(chǔ)上又進(jìn)行了邏輯隔離，以滿足電力安全的要求。 二、在運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的對(duì)接方式探索三種典型方式。 1、電力專用的UPF部署在電力公司的機(jī)房，通過路由連接到運(yùn)營(yíng)商的機(jī)房，節(jié)省空間。 2、電力專用的UPF和運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)設(shè)備都是部署在電力機(jī)房，這樣承載網(wǎng)使用的是分層VPN的方式。 3、創(chuàng)新試點(diǎn)電力專網(wǎng)電力SPN+5G共享組網(wǎng)方式，像山東進(jìn)行應(yīng)用，在青島也采用電力SPN專網(wǎng)完成5G基站的運(yùn)營(yíng)，通過靈活以太網(wǎng)的切片對(duì)接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通對(duì)接。 三、在核心網(wǎng)也實(shí)現(xiàn)會(huì)話管理以及組網(wǎng)接入、移動(dòng)管理等功能獨(dú)享專用。 在運(yùn)維管理平臺(tái)建設(shè)方面需要建設(shè)管理平臺(tái)，目前中國(guó)電科院國(guó)網(wǎng)山東公司、浙江、河南等公司都建立開展5G專網(wǎng)管理平臺(tái)建設(shè)，主要能夠推動(dòng)專網(wǎng)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一辦理、統(tǒng)一運(yùn)維等實(shí)現(xiàn)智慧化運(yùn)營(yíng)。 同時(shí)推進(jìn)接口標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前國(guó)網(wǎng)公司報(bào)批電力5G網(wǎng)絡(luò)接口相關(guān)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類電力終端設(shè)備包括5G核心網(wǎng)設(shè)備，邊緣計(jì)算設(shè)備可視、可管，在平臺(tái)建設(shè)方面目前建成廣域5G專網(wǎng)運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)，中國(guó)電科院實(shí)現(xiàn)了基于esim。 接下來介紹一下5G電力運(yùn)營(yíng)的實(shí)踐。 在發(fā)電環(huán)節(jié)，新能源是呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其是像山東等地整線光伏大批量投入運(yùn)營(yíng)以后出現(xiàn)一些問題，包括潮流返送，超出配網(wǎng)范圍，原來配網(wǎng)只是往下輸送，給居民使用，現(xiàn)在是往上輸送，這種怎么管控，分布式新能源站點(diǎn)分散，接入站點(diǎn)，以整線光伏為例，接入分布式光伏目前沒有這些通信的，往下沒法調(diào)度也沒法通信，如果能夠利用5G實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源群調(diào)、群控，有效消除電力調(diào)控的盲區(qū)，提升電網(wǎng)互動(dòng)和新能源消納，目前國(guó)網(wǎng)公司在山東冀北等開展5G分布式群調(diào)群控。 目前管網(wǎng)公司110千伏及以上輸電線路長(zhǎng)度已達(dá)到122萬公里，通過無人機(jī)架設(shè)高清攝像頭拍照，可以看到銷釘、絕緣體破損等很細(xì)微的缺陷，批量進(jìn)行人工智能圖像處理，5G+北斗+AI的融合創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自動(dòng)巡檢，5G傳輸速率很高，實(shí)現(xiàn)圖像、視頻實(shí)時(shí)回傳，能夠很快進(jìn)行故障分析和判斷，目前國(guó)網(wǎng)公司山東、遼寧、吉林部署5G無人機(jī)開展線路遠(yuǎn)程無人機(jī)智能巡檢，管網(wǎng)公司的巡檢規(guī)模超過10000萬。 在變電方面也是做一些視頻，怎么進(jìn)行日常巡檢，通過巡檢機(jī)器人帶著機(jī)器人，5G變電巡檢機(jī)器人對(duì)圖像傳輸需求很大的，也有一些視覺增強(qiáng)，通過巡檢人員戴智能穿戴設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類環(huán)境的信息收集，也是未來電力巡檢的方式。基于AR/MR視頻增強(qiáng)技術(shù)也有很強(qiáng)的需求。 配電方面，業(yè)務(wù)終端量很大，國(guó)網(wǎng)公司現(xiàn)有配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)終端超過190萬臺(tái)，配電為自動(dòng)化終端，配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)提供更好的通信服務(wù)，有效提高配網(wǎng)的工作效率。 用電方面這個(gè)量特別大，目前我們?nèi)珖?guó)范圍之內(nèi)運(yùn)行智能電表已經(jīng)超過5億支，一些用電信息采集終端和設(shè)備也超過了3300萬臺(tái)，這個(gè)量非常大，當(dāng)前采用主要還是4G介入，后面逐步向5G迭代。國(guó)網(wǎng)公司精準(zhǔn)負(fù)荷控制，居民空調(diào)、電動(dòng)汽車充電樁進(jìn)行精準(zhǔn)控制，借助5G低時(shí)延、大帶寬和高精度的特性，能夠提供更好的技術(shù)分析和技術(shù)支撐。 最后一部分簡(jiǎn)單介紹一下5G在電力應(yīng)用方面下一步的研究，還需要研究和推廣的方向。 首先加強(qiáng)安全和可靠機(jī)制的優(yōu)化，雖然我們5G技術(shù)在電力應(yīng)用安全方面進(jìn)行增強(qiáng)，包括空口切片技術(shù)，二次認(rèn)證，在后續(xù)規(guī)?；瘧?yīng)用還需要在終端、基站、核心網(wǎng)和切片方向要根據(jù)電力業(yè)務(wù)更高安全需求提升安全性。 二、加快redcap低功耗技術(shù)及產(chǎn)品落地實(shí)現(xiàn)，redcap相比4G進(jìn)行大幅提升，功耗明顯下降，具備規(guī)?；茝V應(yīng)用的前景，還需要進(jìn)一步剪裁復(fù)雜度、降低帶寬等方面也需要做優(yōu)化。對(duì)后續(xù)大規(guī)模電力微型傳感器應(yīng)用有一些區(qū)域供電受限，5G也要做改進(jìn)，包括在電力應(yīng)用在電場(chǎng)、磁場(chǎng)很強(qiáng)，抗干擾性、通信可靠性、時(shí)延都需要做進(jìn)一步的研究。 三、解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，電力大家都知道能源基地都在西部和北部，輸電線路要經(jīng)過很多區(qū)域，包括西藏、新疆沙漠、戈壁等，怎么進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，電力需求、監(jiān)控需求還需要進(jìn)一步研究，5G+NTN一體化組網(wǎng)技術(shù)，適應(yīng)在電力偏遠(yuǎn)地區(qū)，沙漠戈壁場(chǎng)景下的智能巡檢和通信需求。 我的匯報(bào)就是這些，謝謝大家。 本文系能源新聞網(wǎng)整理自李鵬在全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇中九大專題分論壇之綠色化、數(shù)字化“兩化”融合論壇演講實(shí)錄，未經(jīng)本人審閱。
