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加快数字化转型 推动高大质量发展 “5G+工业互联网”典型应用系列报道|融合赋能,5G 让数字电网更“智慧”

发稿时间: 2021-08-12 10:14 来源:人民邮电报 作者:祝凯 2021-08-12

在深圳鹏城变电站,5G智能巡检机器人在巡视。

原本10天才能完成的高压输电线路巡检工作,现在两个小时就可以完成;曾经工人无论严寒酷暑都要进行大量设备的巡视、操作,现在机器人就可以代为完成……在广东深圳电网,5G技术正与电网深度融合,在输、变、配、用电等环节催生各类应用,改变传统的生产、运营方式,显著提升效率,降低成本,构建高效的输电网、智能的变电网、可靠的配电网,有力驱动电网的数字化转型。

高效输电网:一日尽览鹏城塔效率提升11倍

电,沿着一条条远距离、跨区域、运力足的“电力高速公路”到达千家万户。在电力系统的专业术语里,这些“电力高速公路”被称为高压输电线路。

据统计,深圳电网110千伏及以上输电线路总长已达到5430公里,而在传统输电巡视方式下,一个熟练的输电工人通过翻山越岭、徒手爬塔、肉眼检查,一天也只能完成2~3座铁塔的巡视工作。

为解决输电线路巡视工作量大和人工作业效率低之间的突出矛盾,南方电网深圳供电局探索应用5G、人工智能等技术,在输电线路上部署2727套智能摄像头,并结合可自动识别外力破坏隐患和设备缺陷的12种自研算法,打造了新一代输电智能巡检系统,实现深圳电网输电线路全覆盖,足不出户就能“一日尽览鹏城塔”。

“巡视一回500千伏输电线路,传统人工巡视需要2个人巡视10天,现在通过新一代输电智能巡检系统,两个小时就可以完成了,巡视效率较人工作业提升了11倍。”南方电网深圳供电局输电管理所线路部副主管裴慧坤介绍。

智能变电网:工作无人化颠覆传统巡视方式

支撑电能跨越山海的动力源泉就是变电站——长距离输电必须经变电站升压以减少过程损耗,到达目的地后再降压供给千家万户。

在500千伏鹏城变电站,南方电网深圳供电局的工作人员在手提电脑上轻轻一点,站内的5G智能巡检机器人瞬间开始工作。只见它沿着设定的路线缓缓前进,头部摄像头不时转动,对设备上的开关、压板、指示灯、仪表等进行识别和读数。

据悉,作为深圳市5G智慧样板项目的鹏城变电站,日常负载约占深圳电网的20%,是西电东送落地深圳的重要枢纽变电站,以往大量的设备巡视、操作等工作都需人工现场完成,工作负担较为沉重。

如今在5G赋能之下,智能巡检机器人、5G摄像头采集到的高清视频图像信息,仅用低至1毫秒的时间就回传至指挥中心,并通过人工智能技术识别异常状态、自动报警提醒,实现了变电巡视、操作等工作的无人化。

“像智能巡检机器人、5G摄像头等智能设备,鹏城变电站一共有1036个。5G释放了新动能,让变电运行人员的工作发生了翻天覆地的变化。”鹏城变电站站长谢志毅感慨道。

可靠配电网:停电“零感知”打造首张5G SA网络

如果说输电线路是电力供应的“主动脉”,那么分布在街头巷尾百姓家中的配电线路,就是深圳电网的“毛细血管”。

在深圳坂田,全球首张5G SA网络配网差动保护迎来“首秀”,6项技术成果创全球第一。据了解,差动保护是继电保护里性能最优越的保护之一,当故障发生时,差动保护就像电网“大脑”,可对故障第一时间作出智慧判断,快到0.02秒即可实现自动隔离,真正实现停电“零感知”。

然而,在配网实现差动保护却极为艰难。“由于配电网络点多面广等客观原因,无法像电力主网一样使用光纤直连实现差动保护,无论铺设成本还是建设难度都极大。”南方电网深圳供电局系统运行部通信管理部主管周建勇表示。

因此,配网要实现差动保护的突破,最重要的就是通信手段升级。而5G低时延、高带宽和广连接三大特性,正好是解决此问题的“药方”。凭借15毫秒以内的超低时延,5G网络可以代替光纤,精确运用差动保护技术快速隔离故障点,将故障隔离时间从秒级升级到毫秒级。最大限度地保障用户用电需求,同时也显著提升配网管理效率。

值得一提的是,除了上述探索,南方电网深圳供电局还打造了“5G﹢无人机”“5G﹢计量”等诸多5G应用场景。下一步,深圳供电局还将加快5G在电网的规模化商用,在2022年底有望部署4417个5G电力点位,实现输电线路状态在线监测及视频监控、智能变电站、智能配电房、配电自动化、配电网保护与控制、网荷互动系统、计量自动化、应急通信、智慧工地、智能充电桩十大电网场景的5G规模化应用,依托数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统。

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