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中国南方电网有限责任公司系统运行部通信处处长洪丹轲:5G助力智能电网应用研究

2019-02-22 09:50

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  尊敬的各位领导,各位来宾,大家好,我是来自广州中国南方电网公司的洪丹轲。今天给大家分享一下5G助力智能电网的应用研究。

  汇报主要从三个方面,智能电网发展对通信专业带来一个新的挑战。电力工业虽然也是作为一个传统的工业,也面临着要转型升级。习总书记在2014年提出来能源有四个革命,有消费要革命,供给要革命,技术要革命,体制要革命,在开放的环境下能够保证能源安全。为了落实国家的能源安全的战略,电网公司也进行了积极的跟进,南方电网在“十三五”初期就开展了智能电网的研究,提出来智能电网要向安全、可靠、绿色、高效的方向发展。如果以后多种能源,像风能、太阳能进来以后,清洁能源在国家政策上又是符合三大攻坚战当中的污染防治攻坚战,也是国家战略,有非常关键的作用,一定要发展智能电网。

  南方电网公司在转型时的目标之一,向智能电网运营商转型,需要我们对电网设备的状态能做到透明,电网的运行状态要做到透明,市场交易状态做到透明,现在如果大家关心电力体制改革,提得最多的就是电力市场改变。目前的三大攻坚战,污染防治、扶贫攻坚,实际上农村电力质量保证也是我们的一个关键点,这就对通信专业提了很大要求,这些透明电网可能有海量的传感设备,需要监控设备、采集设备,信息需要采集的时候,对通信提了很高的要求。

  要想真正智能电网,首先要覆盖到千家万户的配网这一层要做到智能,目前这些业务里型材比较多有的是窄带,有的是宽带,有的对实时性要求很高,有的对可靠性要求很高。这些目前基本上都是由公网来支撑有一个骨干通信网,光纤全覆盖已经做到了。对配网的要求,做到泛在化和全覆盖,目前我们专网覆盖不到2%,由三大运营商的无线通信来支撑。面临一个新的挑战,海量终端,通信低成本的覆盖问题,目前是百万级,目前我们用了三大运营商三级、两级甚至四级加起来,大概300多万张。还有信息安全传输的问题,电网是作为国家的基础设施,是我们国家的一个基石。

  目前电网是按电压等级来走的,有低电压,我们听到了特高压,一直到每家每户的220V,中间都很大,电网的运行状态透明的话,35%以上基本上是透明的,每家每户到每个企业,实际上目前只能做到,不能出问题,我们对电网自动化这些控制都要求是专网专用,特别是网络安全,乌克兰被攻击以后,这个事情又提到新的高度。网络安全已经到了非常严格的管理程度。还有高质量传输的问题,还有业务差异化,很多业务有各种各样的,有窄带有宽带,还有通信网智能管控的问题。

  面对这些挑战,我们跟有关厂家和运营商合作时对5G进行了一些研究,因为发现5G技术的三大特性比较符合我们智能电网对通信的要求,2017年开始跟进,2018年,中国移动联合一些厂家进行了共同的推进,5G标准在电网里的应用,还发布了一些电力行业的白皮书,还有5G的安全隔离分析。2018年我们内部成立了专项工作组,2018年2月份正式成为3GPP和CCSA组织的会员单位,我们致力于将智能电网需求纳入5G国际标准,已向3GPP提交14篇电力需求提案。

  5G网络,面临智能电网发展的需求,配网通信的业务的确提供了一种更优的解决方案,特别是满足泛在化和全覆盖的要求,还有5G三大技术特性,为电网的不同业务提供了差异化网络的服务能力,特别是网络切片技术为不同的业务分区提供了安全的隔离能力,在我们电网内部电力业务分了四个不同的区域,这个区域之间基本上要求物理隔离。5G智能电网典型业务场景,分采集和控制类,控制类的东西对时延要求很高,安全性要求很高,现在的采集,可能每家每户电表收费是两个月收一次,实际上5G技术出来后会把这个缩短到一个月甚至更短的时间。

  采集类的东西,2018年通过4G技术的深度覆盖已经解决了,现在电网基本上没有抄表工这个岗位。下一步,每个电表,有一个集中器,一个集中器能够带100块表,以后5G起来后可以直接抄表,你打开手机App就知道此时此刻用了多少电。我们以后能够单向向双向的实时采集演进,将深刻影响电网管理,影响电网和用户之间的关系。智能电网用户对通信的指标要求,我们在时延、带宽、可靠性、安全隔离和连接性方面是比较契合在智能电网这个垂直行业应用的技术特点。

  在研究方面有一些实际的成果,2018年参加了世界移动大会,与中国移动合作展示了5G智能电网五大典型应用场景,特别是5G承载配网差动保护技术实现方案,配网差动保护这个技术是在所有业务里面要求最苛刻的,如果满足了,电网里面的通信业务基本上没有任何问题,配网差动保护是一个关键,目前在配电网基本上没有用配网差动保护技术,就像家里有漏电,自己自动跳了,不能解决一个地方故障会影响一大片的问题。

  会同移动、华为发布了《5G助力智能电网应用白皮书》首次对5G应用智能电网端到端切片解决方案五大类的应用场景也进行了分析。依据电力监控系统安全防护总体方案要求,联合移动、华为,从电网最末端的千家万户,到表,到各种线路的采集装置,进行了端到端全过程的分析,特别是空口、基站等,能够承载DTU配网差动保护+三遥,广州、深圳每年的平均停电时间在全国都是排在第一第二的,连续五年都是,是因为大量采用了三遥的技术。

  深圳是一个试点,我们在深圳结合这个试点开展了5G的测试,通过环网柜开关情况进行控制,目前已经完善了一些试点,测试的结论是在节点保护上是可用的,在网络切片时是互不影响的,也验证了切片管理器管理、配置、发布和监测等性能。深圳外场还验证了核心网切片自动管理的能力,跟移动一起还要做进一步的工作。还有关于5G开放能力平台,跟现在不一样,现在发了卡就用了,用得怎么样也不管,以后在5G的时候这个管理会大幅提升,电力业务会有一个深度的融合。

  下一步我们相信5G技术一定会给智能电网发展带来深刻变革,特别是大量智能传感设备的应用粗电网透明化、可感知,真正实现万物互联、万物感知。电网一定能够向智能电网运营商改变,围绕5G,大量的传感设备,我们的终端研发、业务适配、合作方式、产业链方面,2019年、2020年会在广州、深圳开展大量的工作,和运营商一起能够形成共享共赢的机制,希望能做成一个标杆性的垂直行业的应用。

  我就汇报到这里,谢谢大家!

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