過去，電力改變了人類社會的生產生活方式。未來，5G將推動人類社會新的數字化生產和生活方式。那5G與電網這兩大超級基礎設施在新時代路口相遇會擦出怎樣的“火花”?
8月18日，南方電網深圳供電局新一代5G智能變電站——500千伏鵬城變電站完成改造后不久，就迎來深圳市工信局、5G聯盟、華為、媒體代表等，現場調研鵬城變電站“5G+全棧國產化+智能電網”應用示范等情況，感受5G技術對電網基層工作帶來的巨大改變。據了解，鵬城變電站是深圳供電局“面向智能電網的5G新技術規模化應用”項目的示范點，昨日剛獲5G智慧樣板項目授牌。
變電運行發生了翻天覆地的變化
電網行業數字化轉型戰略對電力通信網提出了更高要求，而5G“大帶寬、低時延、廣連接”的三大原生特性，結合網絡切片、邊緣計算等創新技術，能夠很好地匹配泛在、靈活、經濟、安全、可靠的電力通信需求。
深圳供電局持續深化5G技術在電網領域的應用，攜手各方共建“5G+智能電網”生態圈，鵬城變電站就是其中一個5G集中應用示范點。據了解，鵬城變電站日常負載約占深圳電網的20%，是滇西北直流工程落地后將電能送至深圳的重要樞紐變電站，以往大量的設備巡視、操作等工作都需人工現場完成，工作負擔較為沉重。
而如今在5G賦能之下，工作人員只需在電腦上輕輕一點，變電站內的巡檢機器人瞬間就自如地工作起來。只見它沿著設定的軌跡緩緩前進，頭部攝像頭不時轉動，對設備上的開關、壓板、指示燈、儀表等進行識別和讀數，高清視頻圖像信息就回傳至指揮中心，所需時間低至1毫秒，快到“無感”，電網設備巡檢效率得以提升270%。
設備信息采集到后，還要對設備運行狀況進行分析和診斷。深圳供電局將人工智能技術融入其中，一份有1330個檢查項目的巡視表單，人工巡視原本需要3天時間，依靠“5G+人工智能”只需要1小時。
“舉個例子，以往人工巡視記錄主變壓器的套管油位時我們都非常頭疼，因為油位表距離地面10米，直徑卻不到5厘米，用望遠鏡觀測好久才能看清楚。”鵬城變電站站長謝志毅介紹說，“現在我們利用具有37倍光學變焦功能的4K高清攝像頭，可以輕松地把套管油位和紅外熱成像圖譜記錄下來，經系統AI算法一處理報告就自動生成了。”
不止設備巡視，設備操作也升級為程序操作，由人工智能確認操作后的設備狀態，不僅更加安全可靠，還省去了運行人員反復往返控制室、設備場地的麻煩;安全監護也不再采取“人盯人”的方式，5G攝像頭可識別并記錄不在規定區域內作業等違規行為，并通過定位手環發出震動提醒，確保工作人員人身安全……
“像巡檢機器人、5G攝像頭等智能設備，鵬城變電站一共有1036個。‘新基建’的確釋放了新動能，變電運行人員的工作發生了翻天覆地的變化。”謝志毅感慨道。
監控360度全息感知 停電“零感知”
為防止國外產品出現安全隱患和斷供風險，深圳供電局在行業內率先開展自主可控的全棧國產化架構研究，通過開展自主創新，替換國產設備等方式，實現多個系統的核心部件國產化率100%，全力保障“能源安全”。
得益于此，鵬城變電站及其一墻之隔的輸電系統均實現服務器、智能芯片等核心部件的全棧國產化。據統計，深圳電網110千伏及以上輸電線路總長已達到5102公里，而傳統輸電巡視方式下，一個熟練的輸電工人通過徒步翻山、徒手爬塔，一天也只能完成2-3基鐵塔的巡視工作。
為提升輸電巡視效率，深圳供電局聯合華為共同研發應用了搭載Atlas200芯片的攝像頭，其中固化有可前端識別現場異常情況的12種自研算法，并實現深圳電網輸電線路全覆蓋。通過人工智能算法，新一代輸電智能巡檢系統可自動識別輸電線路外力破壞隱患和缺陷，足不出戶就能“一日盡覽鵬城塔”。“巡視一回500千伏輸電線路，傳統人工巡視需要2個人巡視10天，現在通過新一代輸電智能巡檢系統2小時就可以完成了。”深圳供電局輸電管理所線路部副主管裴慧坤介紹說。
不僅空中的輸電線路，地下的高壓電纜也實現了巡視工作新突破。在深圳南山僑香路，全國電力行業內首款5G智能攝像頭迎來“首秀”。這是深圳供電局與華為聯合打造的智慧監控成果，它以深圳多功能智能桿為載體，融合5G、AI人工智能、4K技術，對高壓電纜通道沿線及周邊施工情況進行智能監控，猶如“智慧之眼”般實現高壓電纜通道360度全息感知，全方位保障電纜線路安全運行。
通過自主創新，深圳供電局還完成了全球首個5G SA網絡配電網差動保護試點驗證，6項技術成果創全球第一。“差動保護是繼電保護里性能最優越的保護之一，靈敏度和可靠性極高，被保護設備發現輕微的故障立馬可以啟動保護并正確動作，同時不影響其他設備正常運行。”深圳供電局電力調度控制中心繼電保護部專責王廷凰介紹說。
但差動保護的應用需將線路兩側數據在15毫秒之內完成對比，配電網因為點多面廣等原因，大規模部署光纖網絡難度極大、成本極高，而5G正好是解決此問題的“藥方”。憑借超低延時，5G網絡可以代替光纖，精確運用差動保護技術快速隔離故障點，將故障隔離時間從秒級升級到毫秒級，最大限度地保障了用戶用電需求。
為了驗證5G對配網差動保護的支撐作用，深圳供電局聯合華為完成全球首個5G SA網絡跨基站帶業務的差動保護測試，成功驗證了5G滿足電網控制類業務毫秒級低時延和微秒級高精度網絡授時的需求，達到了國際領先水平，6項技術成果創全球第一。
5G低時延、高可靠等特性打破了4G和光纖的局限，有效承載配網差動保護的技術要求，實現將故障隔離時間從秒級升級到毫秒級，大幅降低配網故障供電恢復時間，真正實現停電“零感知”，滿足社會經濟發展對智能電網的需求。
共享多贏為全社會創造更大的價值
5G網絡是通往未來智能社會的“數字高速公路”，但要修好這條路，需建設大量的5G基站、邊緣節點等基礎設施。深圳供電局發揮變電站、配電房、電力塔及電纜管廊等場地資源點多面廣的優勢，助力深圳市5G建設實現 “多、快、好、省”。
深圳供電局擁有8千多座電力塔，具有覆蓋廣、取電容易、塔上空間充足等優勢，是現成的5G基站站址資源。還擁有261座變電站，超過1.5萬間配電房，具有站址空間充足、供電穩定、靠近用戶等優勢，是合適的ICT機房資源。
為高效整合資源，深圳供電、市政資源、電信運營商、設備制造商尋求產業合作，構建5G基站、儲能站、智能配電房、MEC、北斗地基增強站等多功能融合的站點，以及構建5G基站、電網攝像頭、公安攝像頭等融合的多功能智能桿，以創新運營模式，拓展業務新形態，實現資源優化配置及共享多贏。
目前，深圳市已實現5G全覆蓋，基站數量達4.5萬個，建設密度全國第一。面對5G用電需求量加大的問題，深圳供電局專門成立5G供電服務工作組，通過開展現場調研、建立綠色通道優化流程、開展5G基站轉供電改直供電等舉措，全力做好5G基站的用電保障，為5G運營商節約年用電成本約1億元。
深圳供電局謝宏副總經理表示，過去，電力走進了千家萬戶、千行百業，推動了社會經濟高速發展。未來，5G也將走進千行百業，賦能全社會數字化轉型，推動數字經濟高速發展。今天，當電網遇上5G，兩者相互融合與賦能，必將迸發出絢麗的智慧火花，為全社會創造更大的價值。
責任編輯：Rex_07
