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国网江苏电科院深入开展电力5G相关技术研究

北极星智能电网在线  来源:国家电网报  作者:朱道华 刘通  2021/8/10 17:48:41  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:通信网络是电网实现全环节广泛互联、在线感知、实时同步与互动的支撑。江苏电力科学研究院深入开展电力5G相关技术研究——

7月23日,伴随马达转动的声音,一架无人机从江苏电力科学研究院园区的中央草坪缓缓升空。在短暂悬停之后,它按照后台规划线路依次飞过220千伏试验变电站、新能源示范基地,并实时向后台回传巡检高清图像。同时,该院无线通信专业研究人员从电脑中调出虚拟现实(VR)全景监控视频。与以往的常规监测手段不同,视频画面360度无死角显示监控现场全貌,改变了需“拼接”多路监控画面才能建立全局监控视角的情况。

这些新型业务的试点均离不开5G通信技术支撑。自2020年以来,江苏电科院响应“数字新基建”部署,研发典型业务应用场景和终端应用产品,构建电力5G试验网络,推动新型数字技术与能源技术深度融合。

为什么要建这张网?

电网全环节广泛互联、在线感知、时空同步与实时互动离不开广覆盖通信网络的支撑。可定制网络架构的5G通信技术为拓展电网设施连接带宽、提升电网设施连接效率提供了更多选择。从电网业务的角度出发,迫切需要构建适应电网多环节应用需求的电力5G融合应用体系,针对特定场景设计5G应用模式,实现通信技术与电网业务的高效匹配。

“如何精准把握5G技术应用的方向,从经济安全角度设计出切实有效的应用模式是迫切需要解决的难点之一。”江苏电科院能源互联网技术研究中心主任郭雅娟说。

立足电网业务需求,江苏电科院持续开展应用模式、安全防护、智能管理等方面的研究,加大5G技术与电力应用适配性验证力度,在5G新空口、网络切片技术特征分析等方面取得了阶段性成果。同时,江苏电科院加强对电力无线宽带通信系统技术规范、电力5G终端设备网络管理系统技术规范等行业、企业标准的研究,申请加入国际电信联盟电信标准分局工作组,持续推动5G与电力应用适配融合。

目前,江苏电科院已梳理出了广域、局域、点对点3个电网典型业务的5G应用场景,并形成网联无人机、VR全景视频监控等电力5G融合示范应用。但电网业务类目多,需求各不相同。要更好地推动电网业务和5G技术的融合发展,还需构建一个能支撑各类电网典型业务应用、开发和功能验证的大型专项试验网络。

这张网是什么?

5月份,江苏电科院与中国移动江苏公司合作,开始在园区内建设“5G+多接入边缘计算(MEC)”试验网络。

建设过程中,江苏电科院研究人员研究制订了本地局域高可靠网络规划与参数配置方案,采用射频拉远定向覆盖、局域网数据标识技术实现信号精准覆盖,并提出5G网络切片服务等级协议模板,基于灵活以太网网络设备开通10余个专用切片,完成切片隔离效果、转发时延等功能与性能验证,确认了网络的安全性和各项功能指标良好。

7月2日,江苏电科院电力“5G+MEC”试验网络建成。网络信号无缝覆盖园区内220千伏试验变电站、交直流微电网、新能源示范区等多个电力真型应用场景,精准适配多元电力应用场景,可为不同的电力业务提供定制化网络服务支撑。通过这个网络,在江苏电科院园区,95%的室外区域单个业务网络信息传输速率可达约100兆比特每秒。

这张网解决了什么问题?

通过这张网,许多电网业务应用场景落地遇到的难题有了答案。

由于网络信号等多方面原因,无人机巡检多数还是由人工控制无人机,并用存储卡存储无人机拍摄的图像,通过后期分析发现缺陷隐患。江苏电科院提出利用5G和北斗技术,支撑无人机全自主飞行与实时导航。郭雅娟带领团队运用“5G+MEC”试验网络,解决了电力北斗平台与无人机之间定位信息的实时交互难题,再结合空间航迹规划系统,及时矫正无人机航线,实现60千米每小时时速下无人机预定轨道偏离误差小于1.5米。

同时,依托5G的大带宽,研究人员实现了无人机巡检10兆比特超高清图像的实时回传,推动无人机巡检缺陷识别向巡检中智能识别转变,大幅提高了故障辨识精度和无人机巡检效率。

远程监控也是电网运维的重要手段。此前,江苏电科院研发了VR全景视频监控典型场景应用。基于“5G+MEC”试验网络局域数据流快速转发能力,研究人员专门为VR全景视频监控制订了本地流量卸载策略,将视频帧率从每秒20帧提升到每秒30帧。

现在,江苏电科院VR全景监控视频的每帧图像大小从原先的4兆比特提升到20兆比特,成像质量也从普通高清图像变为全景影像,视频的流畅度、清晰度和监控效果大大提升。

后续,江苏电科院将继续拓展电力5G应用范围,开展5G技术基建现场移动布控终端、移动办公机器人、安监现场巡检机器人等电网智能运检业务验证,在场景适配、多技术融合应用等领域深耕探索,不断深化电力5G融合应用,助推电网数字化转型。


原标题:国网江苏电科院深入开展电力5G相关技术研究

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