清研智谈 | 5G+智慧电网,一场能源技术的新革命

历史上的工业革命均是通信技术与能源技术的结合,进而引发重大的经济转型。——杰里米·里夫金

随着“能源安全”成为困扰人类社会可持续发展的威胁,第四次科技革命的到来,“能源+新技术”将成为社会发展的引擎。能源技术革命将自然馈赠的资源与社会生活所需的商品和服务相互连接,而能源犹如人类社会发展的“血液”,通信技术则更像是其“中枢神经”,能持续提供发展所需的养料。

“十四五”期间,构建绿色低碳循环发展经济体系、提升能源利用效率等,成为我国能源行业发展的核心目标。在此背景下,“5G+电力”的新一轮能源变革应运而生,有其深刻的社会需求。“十四五”规划明确了智慧电网、智慧电厂的建设目标,且在数字平台、物联网平台及场景化应用软件上的投入需求将持续释放。据测算,2021年中国电力数字化核心软件及服务市场规模为414亿元;2021-2025年复合增长率为19.3%,预计2025年市场规模达839亿元。

传统电力网络的不足,难以满足电力业务发展需求

在传统的电力流动链上,主要涉及到发电、输电、变电、配电、用电五大环节。目前,在电网相关业务环节,响应面临着技术难题,例如,在“发电”中,自建光纤不仅成本高、信号质量不稳定,且缺乏灵活性;在“输电”中,由于宽带受限,视频回传速度慢、时间较长;在“变电”环节中,WiFi 信道少,时延不稳;在“配电”中,因光纤网络建设的成本高、运维难等问题,较难实现“可观可测可控”目标等。

可见,在传统电力通信网络中,安全性、可靠性以及灵活性是亟需改善的业务痛点,我国电力事业发展面临新挑战。与此同时,就实现“双碳”战略目标而言,构建新型电力系统亦需先进通信技术的革新。

5G直戳传统电网痛点,智慧电网引领行业发展趋势

就传统电力系统而言,输电、变电、配电、用电等环节中,不仅存在铺设光纤的成本高、特殊地区的检修困难,而且还有高效节能度偏低等问题。然而,5G具备超高带宽、超低时延、超大连接的技术优势,定义了海量物联、低时延高可靠、增强型移动带宽三大应用场景。若将5G 赋能智慧电网应用,使得传统电力发展的“瓶颈”迎刃而解,能够革新电力通信网,可满足能源互联网的通信需求,全面提升电力信息化水平。

在未来,“5G+智慧电网”的应用,不仅将可实现高安全低成本电力生产、传输网高效监控、多元化能源优化配置、协同供给和智慧调度。而且,对于整个行业来说,“5G+智慧电网”在提高电力智慧运营能力的同时,可推动大清洁能源的使用,利于促进能源生态服务商转型,提供能源互联网生态圈。

5G+智慧电网,多场景的智能化运营

在“输电”环节中,从翻山越岭的巡检,到爬在电路线上“走钢丝”,传统巡线模式下的工人作业安全性低、可靠性差。但应用“5G摄像头+无人机”技术,可充分发挥5G低时延、大带宽的优点,以及无人机实时回传的特性,将巡视点设备的视频、图片等传到控制台,人工智能处理来发现问题、识别隐患。

例如,电网将“北斗”服务技术,与图像智能识别技术、5GSA专网的图传模块相融合,这样无人机巡检就实现了数据安全性高、实时速度快、回传可靠性高。发挥无人机自主巡检、图像实时传输、缺陷智能识别、提出辅助决策等功能,最终解决了困扰无人机巡检“操作难”、“回传难”、“分析难”的难题。

在“配电”环节中,为了满足广大用户需求,亟需解决“网络覆盖范围广”、“响应速度要快”、“稳定可预测的接入”等多重困难。应用5GSA网络,可实现“毫秒级精准负荷控制”装置负荷量上送及整组传动测试试验,解决传统光纤通信方式下通信接口转接多、光缆敷设难度大、成本高以及后期运维难度大、费用高等问题。

案例:国网浙江电力,携手华为赋能5G智能电网

国网浙江电力联合三大运营商、华为,共同打造5G智慧电力网络系统,从源、网、荷、储多方位提升电力系统效能,二氧化碳排放减少1340万吨。此外,既节省人力成本、运检成本,还减少发电机组重复扩建等方面,累计节约15亿元。5G智慧电力应用项目荣获“绽放杯”能源赛道全国一等奖、“绽放杯”全国二等奖等。

国网浙江电力携手华为赋能5G智能电网,其意义深刻,不仅在于实现了配电高度自动化、电力业务效率提升,成为了全国5G+智慧电力的典型示范。而且,更为“双碳”目标的达成和推动电力行业高质量发展提供强有力支撑。

以低碳可持续发展为导向的新一轮能源变革中,电力行业是碳减排的关键,电力数字化是推动碳达峰、碳中和目标如期实现的重要一环。由于中国是碳排放最多的国家,也是新能源装机量最多的国家。在“十四五”规划中就明确了智慧电网、智慧电厂的建设目标,以“5G+智慧电网”能源技术的创新融合,不仅有利于推动构建绿色低碳循环发展经济体系,还将促进提升能源利用效率、降低二氧化碳排放水平、提升生态系统碳汇能力等,助力实现我国能源战略发展的核心目标。

撰稿 | 刘永红 清研集团能源电力研究部研究员

编辑 | 李姝敏

图片 | 网络

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