5G與電力……

日期:2019.11.22

自5G概念提出以來,因其與電力的緊密聯系而被業內人士關注。而國家電網公司今年明確提出建設“三型兩網”,5G技術在電力行業各領域的應用逐步顯現,其技術特性、電能需求、應用領域等正在改變和影響著電力生產運營模式。

關鍵技術

作為5G前沿技術的一大重要分支,5G切片技術在電力行業存在十分豐富的應用場景,具體包括智能分布式FA、低壓用電信息采集、毫秒級精準負荷控制以及能源互聯網的分布式電源。這些應用場景都是電力行業的剛需,而5G網絡的超低時延、超低能耗、超低成本、高移動性、高帶寬等網絡能力均能夠滿足電力業務的實際需要。

隨著5G技術的成熟應用和物聯網的快速發展,能源行業將能夠構建起數百億電力設備和終端互聯互通、數據毫秒級實時傳輸的能源物聯網,對分布式電網發展將起到極大推動。憑借傳感器、云計算、大數據分析以及低成本的電池系統,若干分布式電網 (微電網)可以自動運行,傳統的電力消費者將成為電力生產者,實現電能的自給自足。多個微電網之間可以通過集中式電網有機連接、集中調配控制,實現微網內及整個電網的平衡和最優化配置,也可以通過物聯網技術互相連接,整合多分散式的能源、分散式的儲能以及分散式的用能,互相調劑余缺,提高能源供應可靠性和利用效率。當分布式電網普及后,集中式電網將受到較大沖擊,從電能的主要提供者轉變為供電可靠性的保障者,通過發展自動化的本地即時控制技術,確保故障情況下的本地重新配置和電力供應穩定。

5G基站電力消耗

5G設施對能源的要求較高。此外,5G要保證其高速率,就必須通過更高的頻段來承載,而高頻信號的波長更短,穿透力更弱,這使得5G單基站覆蓋面積相比4G要小。也就是說,5G基站的建設密度要比4G基站大。

根據中國鐵塔的報告,5G基站單系統的典型功耗分別為:華為3500W,中興3255W,大唐4940W,而一般4G的單系統功耗僅為1300W,5G是4G的4倍。且5G基站的覆蓋面積遠小于4G基站,如果要實現相同面積的覆蓋,5G基站的數量至少是4G的3倍,如此一疊加,5G耗電量將是4G的12倍。

光大證券發布的測算5G基站運行對于用電量影響的研報則認為:

短期影響。預計2019年年內5G基站的陸續投運對全社會用電量的增量貢獻不超過0.2%,而4G基站對2019年全社會用電量的增量貢獻約1.1-1.6%。從短期來看,5G基站對用電量的貢獻低于4G基站,5G基站建成投運對于全社會用電量的增長影響不明顯。

中長期影響。預計5G基站對2023年全社會用電量的增量貢獻約1.2-3.7%。定性的說,5G基站大規模建成投運將有效拉動全社會用電量增長,其拉動效果將取決于5G基站建設進度及單站用電能耗等因素。

以上僅為根據5G基站數量以及基站能耗進行的靜態敏感性測算。事實上,5G對電力需求的影響將廣泛的體現在核心網和IDC的運行、各種新型應用場景、商業模式以及衍生出的海量數據的傳輸、處理上。

5G+電力事件時間軸

2017.9.15

中國電信、國家電網與華為聯合發力5G切片電力行業應用。三方在項目中將充分發揮各自的技術、產業、市場優勢,面向配電自動化、用電信息采集等場景,開展聯合技術研發和測試,推動相關技術、標準、產品的成熟,驗證通信和電力跨產業合作的應用場景,推動合作共贏產業生態的構建。

2018.4.24、4.25

國家電網、南方電網分別與中國鐵塔公司簽署戰略合作協議,開啟“共享鐵塔”的全新合作模式,這標志著電力、通信兩大行業間資源共享取得突破性進展。

一是利用密布全國城鄉和公路鐵路沿線的電力桿塔用于通信建設,可以促進電信網絡廣覆蓋、快覆蓋,大大縮短施工周期,提高通信基站建設效率,降低通信基站建設成本,有力支撐4G網絡深度覆蓋和5G網絡快速部署;二是可以促進電網企業盤活資源和提高效益,有利于國有資產保值增值和放大功能;三是有效減少新增通信鐵塔基站占用土地資源及其對環境的影響。

2018.6.27

中國移動、南方電網、華為聯合發布了《5G助力智能電網應用白皮書》。

白皮書指出,智能電網作為新一代電力系統,具有高度信息化、自動化、互動化等特征,其應用數字信息技術和自動控制技術,實現從發電到用電所有環節信息的雙向交流,系統地優化電力的生產、輸送和使用。未來的智能電網將是一個自愈、安全、經濟、清潔,能夠提供適應數字時代的優質電力網絡。

白皮書重點介紹了智能分布式配電自動化、用電負荷需求側響應、分布式能源調控、高級計量、智能電網大視頻應用等五大類5G智能電網典型應用場景的現狀及未來通信需求,結合5G網絡切片關鍵技術研究與分析,提供了適合電力行業的基于端、管、云、安全4大領域的智能電網端到端網絡切片解決方案。

2018.9.16

國網河南省電力公司與中國鐵塔股份有限公司河南省分公司近日簽訂戰略合作框架協議,正式開啟“通信塔”“電力塔”開放共享的全新合作模式。

借助合作,國網河南省電力公司可向河南鐵塔開放符合條件的電力塔、電力桿等基礎資源,并在新建站電力引入、轉供電改直供電、電費削峰填谷等方面提供業務支持;同時,中國鐵塔股份有限公司河南省分公司將利用其豐富的通信站址資源,在信息監控、電力無線專網建設等方面,為電力公司提供服務。

2019.1.30

中國移動通信集團有限公司攜手華為技術有限公司,聯合國家電力投資集團有限公司在江西光伏電站完成全國首個基于5G網絡的、多場景的智慧電廠端到端業務驗證,打造無線、無人、互聯、互動的智慧場站,這是5G技術在智慧能源行業應用的重要突破。

2019.2.18

中國移動、南方電網和華為在深圳共同完成了全國首個基于5G網絡的智能電網業務一階段外場測試,驗證了5G低時延及端到端切片的安全隔離能力。

2019.3

中國移動江西公司聯合國家電投江西公司等單位在江西光伏電站成功完成全國首個基于5G網絡的、多場景的智慧電廠端到端業務驗證,打造無線、無人、互聯、互動的智慧場站。

2019.3.21

廣州虎門二橋項目實施全線調試亮燈。在大橋電力供應保障工作中,5G無人機智能巡檢應用亮相,這在中國內地尚屬首次。

2019.4.3

河南省首個500千伏高壓變電站5G測試站在鄭州官渡變電站建成投入使用,并通過5G網絡成功實現了變電站與國網河南省電力公司的遠程高清視頻交互。這是國內500千伏級以上高壓/特高壓變電站首次使用5G技術。

2019.4

中國電信江蘇公司、國網南京供電公司與華為在南京成功完成了業界首個基于真實電網環境的電力切片測試,這同時也是全球首個基于最新3GPP標準5G SA網絡的電力切片測試。測試的成功標志著5G深入垂直行業應用進入到了一個新階段。

2019.4.24

國網上海市電力公司在滬發布泛在電力物聯網5G創新應用階段性成果,并與中國移動通信集團上海有限公司簽署了5G創新應用合作戰略協議,共同揭牌成立泛在電力物聯網5G通信技術應用實驗室。

2019.5.25

以天津濱海海洋110kv變電站東江路沿線區域作為5G試點,5G無人機、5G無人車陸空一體化電力設施立體巡檢試驗成功,標志著在全國范圍內首次實現5G無人智能設備輸電線路巡檢應用。

2019.5.28

國家電網發布泛在電力物聯網科研、創新等方面成果。國家電網計劃在三年內基本建設完成泛在電力物聯網。此外,國家電網還與三大運營商在5G領域開展合作,并透露與三大運營商在做5G網絡應用方面的測試。其中,在5G方面備受關注的幾個領域,包括廣泛連接、切片技術和大寬帶等方面均有合作。

2019.6.10

中興通訊股份有限公司與許繼電氣股份有限公司在河南許昌簽署戰略合作框架協議,雙方計劃聯合就5G通信助力“泛在電力物聯網”建設進行深入合作。雙方將共同探索5G在配電網、綜合能源、多站合一、智慧園區等泛在電力物聯網業務領域的創新應用,聯合開展基于5G的智能電力設備應用場景研究、方案及相關標準的建設,加快5G創新應用的研發和商業化進程,利用中興通訊在5G技術、產品方面的優勢以及許繼電氣在電力行業的市場開拓及產業化能力,在5G電力終端等重點產品研發方面進行聯合創新。

2019.6.17

中國移動通信集團湖南有限公司與國網湖南省電力有限公司達成協議,雙方同意在全省范圍內進行廣泛戰略合作,共同參與省內5G智慧電網轉型升級聯合拓展,打造全國示范5G智慧電網。

2019.6.22

全國首例特高壓變電站與5G通信技術結合的泛在電力物聯網建設工程在古泉換流站通過驗收。測試顯示,以基站為中心的十幾個典型位置無線傳輸通道下行速率峰值達到800Mb/s,平均超過570Mb/s,通道上行速率峰值達到160Mb/s,平均超過100Mb/s,均滿足設計要求。這是安徽省內的第一座用于電力領域的5G基站,標志著5G通信技術正式運用到特高壓電力領域。

2019.7.11

福建莆田首次實現5G網聯無人機賦能輸電線路巡檢演示。

2019.8.11

陜西750千伏南山變首次實現5G覆蓋,標志著陜西電力進入5G時代。

2019.8.15

全國首例5G共享電力塔南京市三橋工業園試點站順利完工。

2019.8.25

烏魯木齊市220千伏滿宮牽二線003號電力桿塔上,新疆首個“共享桿塔”5G基站正式建成。這是5G技術在世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進的特高壓工程中的首次全站應用。

2019.9.9

國網威海供電公司在與中國聯通威海分公司舉行的5G業務合作協議簽約儀式上透露,威海市已建成山東省首個5G技術電力綜合應用示范區。

2019.9.20

河南送變電建設有限公司在年度檢修現場架設專用5G基站,采用最新信息通訊技術,實現了全國首次將5G技術應用到換流站年度檢修的突破。

2019.10

全國最大規模的國家級5G電力實驗網,在青島嶗山金家嶺、西海岸古鎮口、青島奧帆中心和青島國網調度中心大樓建設落成。自此,5G與國家電網的創新應用邁上了新的一個臺階。

(來源:電聯新媒)