5G专网在电厂标准化作业安全管控的应用

5G的毫秒级时延与千兆级网络,将能高效连结云端计算,节省终端的算力需求,让更多工业场景应用得以实现.华能集团上海石洞口第二电厂率先在本厂搭建了 5G专网环境,并开发了智能化本质安全管控平台,对5G环境下的电力安全监管进行了初步尝试.     

基于5G的电力通信终端研制及应用研究

基于通用5G网络解决方案不能很好的支持电力行业应用,存在通信链路不确定、抖动较大等问题,从电力应用需求入手,介绍了一种具备5G网络授时、支持端到端组网应用的电力5G通信终端的实现方案.该方案结合5G配网差动和精准负荷控制两种电力典型应用场景进行组网应用,进而测试IRIG-B码授时精度、链路延时及配网差动和精准负控业务整组延时,指出后续应在安全应用、终端认证等电力通信终端相关方向进一步展开研究.     

5G环境下差动保护在电力系统中的应用

由于面临业务需求差异化,应用场景多样化,以及网络设备异构化的挑战,电力物联网的构建需要引入网络切片、边缘计算、灵活回传以及低时延技术等5G关键技术来实现灵活、差异化的通信能力。针对这些问题,本文研究了5G网络的关键技术,研究了差动保护业务在5G环境中的应用,并设计了移动边缘计算平台,使信息流无须回传至5G核心网、在网络的边缘就能完成信息的交互与传输,满足配网差动保护对端到端通信通道10～12 ms的时延要求。该方案能够取代光纤通信进行配网差动保护装置之间实时通信,为泛在电力物联网接入网低时延、高可靠应用场景提供解决方案。     

新基建背景下的电力数据中心研究展望

电力数据中心是电力企业实现数字化、信息化转型的重要的基础设施,是实现5G、人工智能、边缘计算等新技术在电力企业应用的重要载体.在"新基建"背景下对各类电力数据中心进行分析,结合其社会属性分析电力企业提供公用数据中心服务的各种优势,并结合工程案例提出了一些降低电力数据中心PUE值的方法.     

考虑5G宏基站空调负荷参与需求响应的潜力分析

随着5G网络的大规模应用,基站的能耗管理与优化是保证电网运行稳定性的同时,促进新能源电力消纳、优化用户用电行为所采取的行动之一。5G宏基站耗能设备参与需求响应能够在降低基站用电成本的同时为电力系统提供可调节资源。针对不断扩建的5G基站,提出了一种5G宏基站参与需求响应的负荷计算方法,并分析其参与需求响应的潜力。首先分析了基站无线利用率与能耗的关系,对基站通信设备及空调系统建模。其次,考虑通信设备以通道关断方式助力空调负荷参与需求响应的运行模式,并以典型日负荷参与需求响应为例,分析了该模式下基站空调负荷参与需求响应的潜力,仿真结果表明,基站通信设备采用智能通道关断可以增加空调负荷参与需求响应的潜力。     

基于5G的需求响应通信安全问题分析与应用挑战

无线技术的升级换代带来了网络服务架构的变革,5G通过逻辑专网能够为电力等垂直行业提供更便利的服务.随着5G与电网应用深度融合,其安全影响范围扩大,因此对5G背景下需求响应(demand response,DR)通信发展的安全防护问题进行了讨论.首先,给出了电力需求响应通信架构,分析了5G技术支撑下的DR通信安全需求;其次,设计了基于5G网络切片技术的需求响应安全防护体系,在网络协议安全、设备资源安全、云和虚拟化安全及安全管理能力等方面制定了具体的安全防护策略;最后,根据5G组网策略的差异、网络切片隔离方面的不足,给出了5G应用于需求响应所要面临的挑战和解决思路.     

基于网络计算理论的分布式电源优化运行研究

分布式电源因其投资少、建设快、运行费用低、可靠性高、环境污染少等优点得到了各国的重视,具有良好的发展前景.但是,分布式电源构成相对复杂,形式多样,尤其是配网结构的合理性对电网运行的可靠性和经济性产生至关重要的影响.将网络计算理论应用到电力系统应用分布式计算中,能够解决分布式电源复杂的非线性混合整数规划问题,帮助系统确定电源最优分布点位置、确定电源最优的容量,同时还能将计算机、高速网络、大型数据库、远程设备等融为一体,为用户提供统一的接口,使用户能够结合实际电力需求实现数据共享.随着网格基础设施的不断完善,将网格计算应用到分布式电源系统,具有重大的研究意义.     

精准负荷控制在电力5G环境中的应用

精准负荷控制属于电网生产大区业务,要求和其他管理大区业务完全隔离。毫秒级精准负荷控制对通信网络的关键需求是毫秒级的超低时延,5G技术具有低时延、高可靠性的特点,理论上能够满足精准负荷控制的要求。基于此,研究5G的网络切片技术和低时延技术,并且基于5G技术,对负荷控制业务进行了分析和研究,结果表明5G技术能满足负荷控制业务对端到端通道50 ms的时延要求,取代光纤通信进行负荷终端之间实时通信。在实验室搭建源网荷毫秒级控制业务测试网络,初步完成负控业务基于5G环境的可行性测试,并与基于4G环境下的测试进行了对比,测试时延能够满足控制业务的要求。研究结果可为基于5G网络的电力业务应用拓展提供参考,为其他电力业务在5G场景下的应用奠定理论基础。     

“5G在电力企业的应用研究”特约专栏寄语

正特约专栏寄语5G最大的特点是快,这一快将在很多领域带来革命性的变化:传统的嵌入式开发与运行模式,很可能将被基于5G的边缘计算大量替代;传统的"数据中心—终端"模式,也可能将在5G技术支持下被无中心的类区块链架构替代。还带来了大容量低功耗、网络切片、万物可联等新特性,从而带来了新的信息安全和数据应用创新。5G已来,为了从理解5G开始,逐步转向,走进新的技术与时代,《云南电力技术》组织"5G在电力企业的应用研究"专栏,集中刊出以下4篇文章。     

电厂高压设备无线移动测温系统开发

为了实现电厂高压设备的温度监测,设计了无线测温系统;针对就地监测的局限,将系统扩展到远端,实现了手机终端远程测温服务。无线测温系统设计基于无线传感网络(WSN),手机终端基于Android系统,以云服务器为中心,应用3G/4G网络,能够实现周期为2 s的实时数据监测。经过实际测试,该无线测温系统运行良好,手机终端运行稳定,具有良好的扩展性和移植性,并已成功应用在发电厂500 k V主变压器测温系统。