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江蘇電科院構(gòu)建電力5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò) 探索技術(shù)融合應(yīng)用

國家電網(wǎng)報(bào)發(fā)布時(shí)間:2021-08-12 18:46:14  作者:朱道華 劉通

  

  7月23日,伴隨馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的聲音,一架無人機(jī)從江蘇電力科學(xué)研究院園區(qū)的中央草坪緩緩升空。在短暫懸停之后,它按照后臺(tái)規(guī)劃線路依次飛過220千伏試驗(yàn)變電站、新能源示范基地,并實(shí)時(shí)向后臺(tái)回傳巡檢高清圖像。同時(shí),該院無線通信專業(yè)研究人員從電腦中調(diào)出虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)全景監(jiān)控視頻。與以往的常規(guī)監(jiān)測手段不同,視頻畫面360度無死角顯示監(jiān)控現(xiàn)場全貌,改變了需“拼接”多路監(jiān)控畫面才能建立全局監(jiān)控視角的情況。

  這些新型業(yè)務(wù)的試點(diǎn)均離不開5G通信技術(shù)支撐。自2020年以來,江蘇電科院響應(yīng)“數(shù)字新基建”部署,研發(fā)典型業(yè)務(wù)應(yīng)用場景和終端應(yīng)用產(chǎn)品,構(gòu)建電力5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò),推動(dòng)新型數(shù)字技術(shù)與能源技術(shù)深度融合。

  為什么要建這張網(wǎng)?

  電網(wǎng)全環(huán)節(jié)廣泛互聯(lián)、在線感知、時(shí)空同步與實(shí)時(shí)互動(dòng)離不開廣覆蓋通信網(wǎng)絡(luò)的支撐。可定制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的5G通信技術(shù)為拓展電網(wǎng)設(shè)施連接帶寬、提升電網(wǎng)設(shè)施連接效率提供了更多選擇。從電網(wǎng)業(yè)務(wù)的角度出發(fā),迫切需要構(gòu)建適應(yīng)電網(wǎng)多環(huán)節(jié)應(yīng)用需求的電力5G融合應(yīng)用體系,針對特定場景設(shè)計(jì)5G應(yīng)用模式,實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)與電網(wǎng)業(yè)務(wù)的高效匹配。

  “如何精準(zhǔn)把握5G技術(shù)應(yīng)用的方向,從經(jīng)濟(jì)安全角度設(shè)計(jì)出切實(shí)有效的應(yīng)用模式是迫切需要解決的難點(diǎn)之一。”江蘇電科院能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究中心主任郭雅娟說。

  立足電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求,江蘇電科院持續(xù)開展應(yīng)用模式、安全防護(hù)、智能管理等方面的研究,加大5G技術(shù)與電力應(yīng)用適配性驗(yàn)證力度,在5G新空口、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)特征分析等方面取得了階段性成果。同時(shí),江蘇電科院加強(qiáng)對電力無線寬帶通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范、電力5G終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范等行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究,申請加入國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)分局工作組,持續(xù)推動(dòng)5G與電力應(yīng)用適配融合。

  目前,江蘇電科院已梳理出了廣域、局域、點(diǎn)對點(diǎn)3個(gè)電網(wǎng)典型業(yè)務(wù)的5G應(yīng)用場景,并形成網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)、VR全景視頻監(jiān)控等電力5G融合示范應(yīng)用。但電網(wǎng)業(yè)務(wù)類目多,需求各不相同。要更好地推動(dòng)電網(wǎng)業(yè)務(wù)和5G技術(shù)的融合發(fā)展,還需構(gòu)建一個(gè)能支撐各類電網(wǎng)典型業(yè)務(wù)應(yīng)用、開發(fā)和功能驗(yàn)證的大型專項(xiàng)試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。

  這張網(wǎng)是什么?

  5月份,江蘇電科院與中國移動(dòng)江蘇公司合作,開始在園區(qū)內(nèi)建設(shè)“5G+多接入邊緣計(jì)算(MEC)”試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。

  建設(shè)過程中,江蘇電科院研究人員研究制訂了本地局域高可靠網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與參數(shù)配置方案,采用射頻拉遠(yuǎn)定向覆蓋、局域網(wǎng)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)精準(zhǔn)覆蓋,并提出5G網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)等級(jí)協(xié)議模板,基于靈活以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開通10余個(gè)專用切片,完成切片隔離效果、轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延等功能與性能驗(yàn)證,確認(rèn)了網(wǎng)絡(luò)的安全性和各項(xiàng)功能指標(biāo)良好。

  7月2日,江蘇電科院電力“5G+MEC”試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)建成。網(wǎng)絡(luò)信號(hào)無縫覆蓋園區(qū)內(nèi)220千伏試驗(yàn)變電站、交直流微電網(wǎng)、新能源示范區(qū)等多個(gè)電力真型應(yīng)用場景,精準(zhǔn)適配多元電力應(yīng)用場景,可為不同的電力業(yè)務(wù)提供定制化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)支撐。通過這個(gè)網(wǎng)絡(luò),在江蘇電科院園區(qū),95%的室外區(qū)域單個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸速率可達(dá)約100兆比特每秒。

  這張網(wǎng)解決了什么問題?

  通過這張網(wǎng),許多電網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用場景落地遇到的難題有了答案。

  由于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)等多方面原因,無人機(jī)巡檢多數(shù)還是由人工控制無人機(jī),并用存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)無人機(jī)拍攝的圖像,通過后期分析發(fā)現(xiàn)缺陷隱患。江蘇電科院提出利用5G和北斗技術(shù),支撐無人機(jī)全自主飛行與實(shí)時(shí)導(dǎo)航。郭雅娟帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用“5G+MEC”試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò),解決了電力北斗平臺(tái)與無人機(jī)之間定位信息的實(shí)時(shí)交互難題,再結(jié)合空間航跡規(guī)劃系統(tǒng),及時(shí)矯正無人機(jī)航線,實(shí)現(xiàn)60千米每小時(shí)時(shí)速下無人機(jī)預(yù)定軌道偏離誤差小于1.5米。

  同時(shí),依托5G的大帶寬,研究人員實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)巡檢10兆比特超高清圖像的實(shí)時(shí)回傳,推動(dòng)無人機(jī)巡檢缺陷識(shí)別向巡檢中智能識(shí)別轉(zhuǎn)變,大幅提高了故障辨識(shí)精度和無人機(jī)巡檢效率。

  遠(yuǎn)程監(jiān)控也是電網(wǎng)運(yùn)維的重要手段。此前,江蘇電科院研發(fā)了VR全景視頻監(jiān)控典型場景應(yīng)用?;?ldquo;5G+MEC”試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)局域數(shù)據(jù)流快速轉(zhuǎn)發(fā)能力,研究人員專門為VR全景視頻監(jiān)控制訂了本地流量卸載策略,將視頻幀率從每秒20幀提升到每秒30幀。

  現(xiàn)在,江蘇電科院VR全景監(jiān)控視頻的每幀圖像大小從原先的4兆比特提升到20兆比特,成像質(zhì)量也從普通高清圖像變?yōu)槿坝跋?,視頻的流暢度、清晰度和監(jiān)控效果大大提升。

  后續(xù),江蘇電科院將繼續(xù)拓展電力5G應(yīng)用范圍,開展5G技術(shù)基建現(xiàn)場移動(dòng)布控終端、移動(dòng)辦公機(jī)器人、安監(jiān)現(xiàn)場巡檢機(jī)器人等電網(wǎng)智能運(yùn)檢業(yè)務(wù)驗(yàn)證,在場景適配、多技術(shù)融合應(yīng)用等領(lǐng)域深耕探索,不斷深化電力5G融合應(yīng)用,助推電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

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