4G改(gai)變生活,5G改(gai)變社(she)會。2019年(nian),5G(第(di)五代通信技(ji)術)成為(wei)了全(quan)球最為(wei)關(guan)注的(de)熱(re)點(dian)之一。6月6日,工(gong)業和信息化部(bu)向4家運營商發(fa)放5G商用(yong)牌照,我國(guo)正式進入(ru)5G商用(yong)元(yuan)年(nian)。5G將從哪些(xie)方(fang)面賦能泛在電力物聯網的(de)建設,又(you)將為(wei)能源互聯網發(fa)展(zhan)開拓哪些(xie)新空間?
面向工業物聯網,5G有哪些優勢?
5G的特征(zheng)是什么?業界(jie)人士認為,5G應該至(zhi)少包(bao)含5個方面(mian)的基本特征(zheng):高(gao)速率、高(gao)容量、高(gao)可靠性(xing)、低(di)時延與低(di)能(neng)耗。
高(gao)速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv):5G通信速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv)包含峰(feng)值速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv)、區(qu)域(yu)速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv)和邊緣(yuan)速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv)三方面指(zhi)標。峰(feng)值速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv)是(shi)指(zhi)最(zui)(zui)好條件下的(de)(de)最(zui)(zui)大速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv),要(yao)(yao)求不(bu)低于20G比特(te)率(lv)(lv)(lv)(bps);區(qu)域(yu)速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv)是(shi)指(zhi)通信系(xi)統(tong)同時支持的(de)(de)總速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv),較4G將提升1000倍以上;邊緣(yuan)速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv)是(shi)指(zhi)最(zui)(zui)差的(de)(de)5%分位數用戶獲(huo)取的(de)(de)通信速(su)(su)(su)率(lv)(lv)(lv),一般(ban)要(yao)(yao)求在100Mbps和1Gbps之間。
高(gao)容量(liang):4G所連的(de)終(zhong)端數量(liang)有限,一般以(yi)手機為主(zhu),而5G能夠連接(jie)海量(liang)設(she)備,每平(ping)方千米可(ke)以(yi)支撐100萬個(ge)移動(dong)終(zhong)端,包括(kuo)家用電(dian)器、各種穿戴(dai)設(she)備等(deng)。
高可靠性:5G發送(song)一(yi)個(ge)32字(zi)節的(de)第2層(ceng)協議數據單元(yuan)的(de)成功概(gai)率可達99.999%。
低時延:通信時延是指信息從(cong)一端(duan)傳輸(shu)到另一端(duan)需要(yao)的(de)時間。4G的(de)時延在50毫秒左右,對于(yu)人與人之間通話影響不(bu)(bu)大,卻不(bu)(bu)能滿足(zu)某些工業應用(yong)場景(jing)的(de)需求。
低能耗:如果(guo)傳感器與通(tong)信設(she)備需要(yao)經常更(geng)換電(dian)池或者充(chong)電(dian),會給物(wu)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(zhe)一(yi)問題。
5G面向增強的(de)移(yi)動互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)應用場(chang)景,可提供(gong)更高(gao)的(de)體驗速(su)率和更大(da)帶寬的(de)接入(ru)能(neng)力;面向物聯(lian)(lian)網(wang)設備(bei)互(hu)聯(lian)(lian)場(chang)景,在更高(gao)連接密度(du)(du)時(shi)優化信令控制能(neng)力,支持大(da)規模、低成本、低能(neng)耗設備(bei)的(de)高(gao)效接入(ru)和管理;面向垂直行業應用場(chang)景,可提供(gong)低時(shi)延(yan)和高(gao)可靠的(de)信息(xi)交互(hu)能(neng)力,支持互(hu)聯(lian)(lian)實(shi)體間(jian)高(gao)度(du)(du)實(shi)時(shi)、高(gao)度(du)(du)精密和高(gao)度(du)(du)安(an)全的(de)業務協作。
5G的到來,為電網企業帶來什么?
2019年,國家電網(wang)有限公司正式提出建(jian)設“三型(xing)兩網(wang)”世(shi)界一流能源互聯網(wang)企(qi)業(ye),全面部(bu)署建(jian)設泛在(zai)電力(li)物聯網(wang)。5G的到來可以從萬物互聯、精準控(kong)制(zhi)、海量量測、寬帶通信等方(fang)面加速泛在(zai)電力(li)物聯網(wang)的建(jian)設步伐。
泛在(zai)電力(li)物聯網需要采集包括系統實(shi)時量測數(shu)(shu)據(ju)、視頻監控數(shu)(shu)據(ju)等在(zai)內的(de)(de)海(hai)量數(shu)(shu)據(ju)。5G的(de)(de)高速率可為海(hai)量數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)傳輸提供強(qiang)有力(li)支撐。泛在(zai)電力(li)物聯網相(xiang)關業(ye)務(wu)需要及(ji)時響(xiang)應系統中的(de)(de)各(ge)種變(bian)化(hua),實(shi)現精(jing)準控制。5G的(de)(de)低時延技術可以實(shi)現電力(li)業(ye)務(wu)的(de)(de)毫秒級精(jing)準控制。
在需求(qiu)響應方面,隨著大規模、高比例可再生能源并網,面向調頻(pin)等更短(duan)時間尺度(du)的動態需求(qiu)響應顯得尤為(wei)重要。海量用電(dian)設備之間的協(xie)調控(kong)制(zhi)對(dui)通信(xin)低(di)時延提出了(le)要求(qiu),而(er)5G的10毫(hao)秒通信(xin)時延能夠很好地滿足秒級的調頻(pin)需求(qiu)。
在(zai)大數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)時(shi)代,采集(ji)海量(liang)多(duo)元(yuan)化(hua)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)是開展大數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)分(fen)析的(de)(de)基礎(chu)。傳統(tong)的(de)(de)電(dian)力系統(tong)中雖已安裝大量(liang)的(de)(de)傳感器,但限于通信壓(ya)力,很多(duo)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)僅保留(liu)最(zui)基本的(de)(de)信息,細(xi)粒度信息的(de)(de)缺失極大制約了(le)大數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)分(fen)析在(zai)電(dian)力系統(tong)中的(de)(de)實(shi)際應(ying)用。而(er)5G的(de)(de)通信速率高,能(neng)夠實(shi)現海量(liang)用電(dian)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)及(ji)時(shi)采集(ji),甚至(zhi)(zhi)包括(kuo)某些(xie)更細(xi)粒度的(de)(de)家庭設備(bei)用電(dian)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju),使秒級甚至(zhi)(zhi)更細(xi)粒度的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)采集(ji)成為(wei)可能(neng)。這也可以(yi)為(wei)用電(dian)大數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)分(fen)析、構(gou)建電(dian)力用戶行為(wei)模型、促進廣泛的(de)(de)用戶互動(dong)提供堅(jian)實(shi)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)基礎(chu),可支撐智能(neng)量(liang)測系統(tong)的(de)(de)建設。
海量量測(ce)數據(ju)采集主要(yao)(yao)面向結構(gou)化(hua)的(de)電氣量等數據(ju)。而在(zai)泛在(zai)電力(li)物(wu)聯網中(zhong)還需要(yao)(yao)語音、視頻等海量的(de)非(fei)結構(gou)化(hua)數據(ju),以(yi)實現(xian)全方位的(de)配(pei)電網感知(zhi)和更優質的(de)個性化(hua)服(fu)務。5G為非(fei)結構(gou)化(hua)數據(ju)采集也提供了可能。
在(zai)電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)運行(xing)狀態監(jian)測方面,目前的監(jian)測對(dui)象主要(yao)是輸(shu)電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang),對(dui)配電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)的監(jian)測較(jiao)少。5G通信較(jiao)光纖(xian)通信成本更(geng)低,也能保證通信的可靠性和實時性。只要(yao)在(zai)配電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)不(bu)同節點安裝傳感單元,電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)企業就能實時感知配電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)的運行(xing)狀態,為配網(wang)(wang)拓撲辨識、潮(chao)流分析、參(can)數估計等提供支撐(cheng)。
在電(dian)(dian)(dian)力設(she)備(bei)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態監(jian)測方面,變壓(ya)器(qi)、配(pei)電(dian)(dian)(dian)線路等(deng)電(dian)(dian)(dian)氣設(she)備(bei)的健康運(yun)行(xing)是(shi)整個配(pei)電(dian)(dian)(dian)系統(tong)運(yun)行(xing)的重(zhong)要保障。應(ying)用了5G后,除了對高(gao)壓(ya)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態進行(xing)檢(jian)測外(wai),配(pei)電(dian)(dian)(dian)網中海量的電(dian)(dian)(dian)力設(she)備(bei)也能實現信息互(hu)聯互(hu)通。電(dian)(dian)(dian)網企(qi)業可實時監(jian)測電(dian)(dian)(dian)力設(she)備(bei)各項參數,感知外(wai)界環境(jing)(如溫度等(deng))的變化(hua),幫助調度決(jue)策(ce)者綜(zong)合分析、評(ping)估電(dian)(dian)(dian)力設(she)備(bei)運(yun)行(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態。
此外,在視頻遠程監(jian)控(kong)方(fang)面,5G能夠高速率傳(chuan)輸相應(ying)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(zai)電(dian)力(li)物聯(lian)網的(de)建設(she),要(yao)求通信網在(zai)核心層要(yao)有強大的(de)承載能(neng)力(li)和堅強網架,還(huan)要(yao)在(zai)接入(ru)(ru)層有廣(guang)泛、靈(ling)活的(de)邊緣接入(ru)(ru)能(neng)力(li),滿足數(shu)據一次采集、處(chu)處(chu)應用的(de)接入(ru)(ru)需求。而(er)5G能(neng)為泛在(zai)電(dian)力(li)物聯(lian)網的(de)發展提供一種(zhong)更(geng)優的(de)無線通信解決方案,帶(dai)來(lai)更(geng)美(mei)好的(de)前景。
國網信息(xi)(xi)(xi)通(tong)信產(chan)業(ye)集(ji)團(tuan)有限公司開(kai)展(zhan)了5G無(wu)線(xian)通(tong)信技術在(zai)電(dian)(dian)力(li)行業(ye)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)分(fen)析研(yan)究。基(ji)于泛在(zai)電(dian)(dian)力(li)物聯網建設需求,差動(dong)保(bao)護、用(yong)(yong)電(dian)(dian)信息(xi)(xi)(xi)采集(ji)、移動(dong)作業(ye)、綜合視頻監控(kong)、虛擬電(dian)(dian)廠(chang)等業(ye)務的(de)(de)5G創新應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)研(yan)究探索(suo)正在(zai)進(jin)(jin)行,支持5G的(de)(de)電(dian)(dian)力(li)信息(xi)(xi)(xi)通(tong)信產(chan)品的(de)(de)定(ding)制研(yan)發與系統(tong)集(ji)成(cheng)也(ye)在(zai)逐步推進(jin)(jin)。
在5G時代,電(dian)力(li)和信息(xi)將(jiang)更好地(di)實(shi)現互(hu)聯(lian)(lian)互(hu)通,泛(fan)在電(dian)力(li)物聯(lian)(lian)網(wang)將(jiang)煥發更多生機。未來(lai),5G將(jiang)推動電(dian)網(wang)實(shi)現高質量發展、提(ti)升服(fu)務水平、拓展新業務新模式,全面提(ti)升泛(fan)在電(dian)力(li)物聯(lian)(lian)網(wang)全息(xi)感知、泛(fan)在連接(jie)、開(kai)放共享(xiang)、融合創新的(de)能力(li)。5G承載電(dian)力(li)業務的(de)可行性將(jiang)被進一步拓展,為泛(fan)在電(dian)力(li)物聯(lian)(lian)網(wang)建(jian)設(she)注入強勁動能。