當前，以人工智能、量子技術(shù)、移動通信、區(qū)塊鏈、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)加速突破應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)跨界融合成為發(fā)展新趨勢。5G技術(shù)從試驗向商用階段邁進，一道打開的閘門激發(fā)了產(chǎn)業(yè)界實質(zhì)性參與建設(shè)的積極性，也給各行各業(yè)帶來了轉(zhuǎn)型發(fā)展的無限可能。
這是一場關(guān)于“連接”的革命。5G技術(shù)毫秒級時延、超高密度連接、超高速率和超大帶寬的“殺手級”特性，恰好切中了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中時延過高、功率不夠的痛點，也與國家電網(wǎng)有限公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)相契合。如今，大量的5G技術(shù)已經(jīng)在公司電網(wǎng)控制、信息采集、移動應(yīng)用等業(yè)務(wù)中落地落實，一個又一個典型應(yīng)用開始跳出圖紙、走向?qū)嶋H應(yīng)用場景。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)“加速度”
今年年初，公司順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展大勢，確立了“三型兩網(wǎng)、世界一流”新時代戰(zhàn)略目標。建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，則是推進“三型兩網(wǎng)”建設(shè)的重要內(nèi)容和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
如今，5G技術(shù)“加盟”泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，在移動應(yīng)用類場景切實落地，幫助巡檢實現(xiàn)自主化、精益化和智能化。
為加快推動泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)在天津落地，國網(wǎng)天津市電力公司大力推進“兩網(wǎng)融合”綜合示范工程，并充分應(yīng)用先進通信技術(shù)，致力建設(shè)濱海新區(qū)繁榮宜居智慧新城。
8月29日，在為全國第十屆殘運會暨第七屆特奧會提供電源的主要變電站——110千伏和暢路變電站，一臺紅白相間的六旋翼線路巡檢無人機在上空盤旋，而站內(nèi)一臺深藍色機身、白色腦袋的新型巡檢機器人則不停巡視。
國網(wǎng)天津電力將研發(fā)的基于5G技術(shù)的新型線路巡檢無人機和VR變電站智能巡檢機器人運用到保電工作中，極大提升了巡檢工作效率。
過去，人們很難通過無人機拍攝的圖像發(fā)現(xiàn)輸電線路微小缺陷。現(xiàn)在基于5G技術(shù)的無人機用4K超高清視頻解決了這個問題。而搭載5G終端、多種物聯(lián)網(wǎng)傳感器和VR攝像頭的全自動虛擬現(xiàn)實智能巡檢機器人，不僅擁有能自動躲避障礙物的“眼睛”，還有幫助它開展高精度巡檢的智慧“大腦”，保證巡檢路線、查看設(shè)備位置的自由度。無人機、巡檢機器人與5G親密“牽手”，實現(xiàn)無人機電力巡檢向全自主化和智能化發(fā)展，為5G技術(shù)與電網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用融合發(fā)展提供了廣闊思路和實踐經(jīng)驗，也為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)萬物互聯(lián)提供“加速度”。
在距離天津不遠的河北，5G技術(shù)同樣在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。
8月11日，家住河北省保定市鉆石小區(qū)的客戶于曉寧來到七一路供電營業(yè)廳，在智能機器人“優(yōu)友”的引導(dǎo)下，通過自助終端交了電費。這是國網(wǎng)河北省電力有限公司首家引入5G網(wǎng)絡(luò)的智慧營業(yè)廳，營業(yè)廳投運以來運行高效有序。
在七一路營業(yè)廳，高峰日均業(yè)務(wù)處理量達1300人次，其中自助終端承載近60%業(yè)務(wù)，相當于改造前的2倍。依托5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，營業(yè)廳部署了智能機器人綜合柜員，機器人與云平臺數(shù)據(jù)高速傳輸，為客戶提供智慧服務(wù)，提升客戶線上辦電和線上交費體驗?？蛻羰状芜M入營業(yè)廳，機器人會對客戶進行人臉信息采集，在后臺快速匹配相關(guān)用電信息，為客戶提供對應(yīng)的業(yè)務(wù)引導(dǎo)與提醒。客戶再次來到營業(yè)廳，機器人將自動識別客戶，根據(jù)其習(xí)慣提供個性化服務(wù)。
搭建電力信息傳輸“高速立交橋”
電力信息傳輸已經(jīng)進入高速時代。隨著用電信息采集、配電自動化、分布式能源接入、電動汽車服務(wù)、用戶雙向互動等業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，各類電網(wǎng)設(shè)備、電力終端、電力客戶的通信需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，迫切需要與之相適應(yīng)的新興通信技術(shù)及系統(tǒng)支撐。5G技術(shù)作為電力行業(yè)信息化智能化的重要抓手，廣泛使能電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)。
中國電信北京研究院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與規(guī)劃部標準副總監(jiān)夏旭曾公開表示，和電網(wǎng)一樣，電力通信網(wǎng)絡(luò)也有一個端到端的概念。發(fā)電、輸電、變電通常采用自建光纖專網(wǎng)的方式，而配電和用電則具備廣覆蓋、大連接的特征。對輸電來說，并行的5G頻段能很好地彌補過去電力專用頻段帶寬小、時延高的不足；而在配電和用電環(huán)節(jié)，未來5G電力切片有可能在現(xiàn)有光纖專網(wǎng)和LTE專網(wǎng)基礎(chǔ)上形成一個低成本、高質(zhì)量的補充解決方案，實現(xiàn)電網(wǎng)“最后五公里”業(yè)務(wù)智能化。
早在今年5G商用前，5G電力切片的研究便拉開了序幕。2017年，公司和華為公司、中國電信、北京未來科學(xué)城一道，依托國家重大專項，開展了5G電力切片聯(lián)創(chuàng)項目。這個覆蓋產(chǎn)、學(xué)、研、政的“超強戰(zhàn)隊”，于2018年1月發(fā)布了業(yè)界首個“5G網(wǎng)絡(luò)切片使能智能電網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)報告。該報告是5G網(wǎng)絡(luò)切片國家重大專項課題的關(guān)鍵輸出成果之一，并首次從“5G切片+智能電網(wǎng)”視角出發(fā)，闡釋了智能電網(wǎng)在發(fā)展過程中遇到的挑戰(zhàn)、5G網(wǎng)絡(luò)切片在智能電網(wǎng)的潛在應(yīng)用場景和方案分析。
4月8日，5G電力切片研究迎來關(guān)鍵節(jié)點。全球首個基于最新3GPP標準5G SA網(wǎng)絡(luò)（獨立組網(wǎng)）的電力切片在江蘇南京完成測試。
江蘇是用電大省，僅南京市的年用電負荷增長率就保持在7%左右，安全穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)電能是江蘇經(jīng)濟社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。要確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，就必須廣泛吸納電力客戶參與源網(wǎng)荷互動。這次的測試正是基于5G高安全隔離、低時延和高可靠性能，為海量客戶的泛在互動提供新的解決思路。測試的成功，意味著不久的將來，因停電造成的經(jīng)濟損失和社會影響有望降至最低，同時能耗將顯著下降，配網(wǎng)管理效率將顯著提升。
基于5G SA網(wǎng)絡(luò)的電力切片究竟有哪些過人之處？實際上，應(yīng)用這種電力切片，相當于給電力控制信號傳輸搭建了一座“高速立交橋”，數(shù)據(jù)處于不同的“高架橋”上，傳輸過程中不用“攔道”，也不會“撞車”，能實現(xiàn)點對點的高速直達。如果發(fā)現(xiàn)停電故障，尤其是在邊遠地區(qū)，處置效率將大幅提高。更為重要的是，有了這座“高速立交橋”，配電網(wǎng)絡(luò)的管理效率將極大提升，能耗損失也將大幅降低。未來，隨著電網(wǎng)末端客戶、設(shè)備感知能力的增強，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)也將不斷向前推進。
除了電力信息傳輸，電力信息采集同樣是5G技術(shù)“大顯身手”的舞臺。
3月12日，河北省淶水縣南郭下村分布式光伏扶貧電站正式實現(xiàn)5G通信鏈路的全面打通，無數(shù)條記載著電站發(fā)電量、功率、轉(zhuǎn)化率等信息的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以每秒10G的速度遠程傳輸?shù)絿W(wǎng)分布式光伏云網(wǎng)主站，5G技術(shù)在光伏云網(wǎng)成功試運行。
得益于此，光伏電站海量信息采集、現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控等業(yè)務(wù)對通信網(wǎng)絡(luò)傳輸能力提出的更高需求得到了滿足。隨著數(shù)據(jù)傳輸速率與質(zhì)量的提高，分布式光伏遠程診斷、運維檢修工作的效率也大幅提升。通過應(yīng)用5G技術(shù)，光伏電站數(shù)據(jù)通道進一步擴展，手機、PAD、綜合能源服務(wù)“多表合一”數(shù)據(jù)采集終端等都能與光伏云網(wǎng)主站實現(xiàn)遠程實時互聯(lián)，為未來分布式光伏電站以更智慧高效的方式互聯(lián)、客戶以更便捷的方式參與光伏電站建設(shè)運營提供了廣闊空間。
這只是當下5G技術(shù)在電網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用中的一個小鏡頭，屬于典型的信息采集類應(yīng)用。這類應(yīng)用點多面廣，具備海量終端廣覆蓋、大連接的特征，往往1平方千米范圍內(nèi)就有成百上千個連接的點。隨著5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的應(yīng)用，未來采集頻次、內(nèi)容、雙向互動方面都將發(fā)生改變，電動汽車充換電設(shè)施、電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測、視頻監(jiān)控的信息采集需求也將隨著技術(shù)的進步而進一步得到滿足。
設(shè)施共享實現(xiàn)電力通信雙贏
2018年4月24日，公司與中國鐵塔公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，雙方開啟“共享鐵塔”全新合作模式。電力塔和通信塔開放共享，對推動電力和通信基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)調(diào)發(fā)展帶來數(shù)項重大利好，實現(xiàn)電力與通信行業(yè)雙贏。
同年5月4日，湖北省宜昌市110千伏車伍二回線12號塔多了一位新的“家庭成員”。新加裝的5G試驗基站實現(xiàn)了對鐵塔的遠程視頻監(jiān)控功能，“電力塔”和“通信塔”實現(xiàn)跨行業(yè)資源共享。湖北首座共享鐵塔“披掛上陣”，不僅能推進電力無線專網(wǎng)建設(shè)，為配網(wǎng)自動化、智能電網(wǎng)遠程操控提供支撐，提升國有資產(chǎn)利用率，還能節(jié)省國家土地資源和通信鐵塔單點建設(shè)投資，解決通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中部分區(qū)域無線信號覆蓋弱、選址難的問題，真正實現(xiàn)多方受益、一舉多得。
由于5G技術(shù)的加持，共享鐵塔迎來了發(fā)展的新一輪“猛長期”。
8月20日，南京聯(lián)通公司小營5G基站成功開通，這是國內(nèi)首次實現(xiàn)在變電站內(nèi)建設(shè)5G基站，意味著江蘇南京供電公司在全國首創(chuàng)“5G+1G”（1G的“G”指供電網(wǎng)）建設(shè)運營模式。在110千伏旺蘭線上，國內(nèi)首次利用輸電桿塔掛載5G基站，南京供電公司與南京鐵塔、中通服設(shè)計院組成聯(lián)合團隊，攻克了設(shè)備重量大幅增加、塔上設(shè)備需要供電等諸多5G共享新難題，在同一座單管塔上，同時掛設(shè)了移動公司4G、5G及電力無線專網(wǎng)天線，實現(xiàn)基礎(chǔ)資源的高度整合利用。
“共享后可節(jié)約社會整體投資92.5億。減少征地面積84萬平方米，相當于節(jié)省出一個南京南站的面積。節(jié)約出的42萬噸鋼材，可建造1417千米高鐵線路，相當于1.1條京滬線的長度。”南京供電公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)辦公室負責(zé)人朱紅說。同時，得益于共享電力基礎(chǔ)設(shè)施部署5G基站帶來的“加速度”，南京5G建設(shè)全面提速，預(yù)計到9月底將建成開放95%以上的5G站點。
目前，公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)的共享鐵塔正“遍地開花”。試點鐵塔加掛5G基站的效果，已經(jīng)得到了驗證——
在江蘇，今年已有792座專網(wǎng)基站以共享模式建設(shè)，44處桿塔被出租，大大節(jié)約了社會資源，包括鋼材2.4萬噸、投資6.1億元，減少土地征用5.1萬平方米。在陜西，2000年開始，電力通信光纖、10千伏桿塔、電纜溝道三種資源通道就逐步向運營商開放，租賃桿溝資源18012條·千米，出租纖芯資源2439對芯·米，已經(jīng)形成了成熟的基礎(chǔ)資源共享經(jīng)營模式。
不久的將來，在5G技術(shù)的推動之下，共享鐵塔的經(jīng)濟效益和社會效益，以及其對電力和通信行業(yè)的雙贏作用將會持續(xù)顯現(xiàn)、持續(xù)發(fā)揮更大作用。
極限的速度、廣泛的連接、超低的時延、可靠的性能，帶來的是行業(yè)的爆發(fā)、效率的增長、資源的優(yōu)化和服務(wù)的提升……5G的一切都深刻影響著電力行業(yè)發(fā)展。面向未來，公司將在電網(wǎng)業(yè)務(wù)中加快5G技術(shù)的應(yīng)用落地，讓“瓦特”和“比特”碰撞出更多火花。
