通信網絡是電網實現(xiàn)全環(huán)節(jié)廣泛互聯(lián)、在線感知、實時同步與互動的支撐。江蘇電力科學研究院深入開展電力5G相關技術研究——
7月23日，伴隨馬達轉動的聲音，一架無人機從江蘇電力科學研究院園區(qū)的中央草坪緩緩升空。在短暫懸停之后，它按照后臺規(guī)劃線路依次飛過220千伏試驗變電站、新能源示范基地，并實時向后臺回傳巡檢高清圖像。同時，該院無線通信專業(yè)研究人員從電腦中調出虛擬現(xiàn)實（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)務的試點均離不開5G通信技術支撐。自2020年以來，江蘇電科院響應“數(shù)字新基建”部署，研發(fā)典型業(yè)務應用場景和終端應用產品，構建電力5G試驗網絡，推動新型數(shù)字技術與能源技術深度融合。
為什么要建這張網？
電網全環(huán)節(jié)廣泛互聯(lián)、在線感知、時空同步與實時互動離不開廣覆蓋通信網絡的支撐。可定制網絡架構的5G通信技術為拓展電網設施連接帶寬、提升電網設施連接效率提供了更多選擇。從電網業(yè)務的角度出發(fā)，迫切需要構建適應電網多環(huán)節(jié)應用需求的電力5G融合應用體系，針對特定場景設計5G應用模式，實現(xiàn)通信技術與電網業(yè)務的高效匹配。
“如何精準把握5G技術應用的方向，從經濟安全角度設計出切實有效的應用模式是迫切需要解決的難點之一。”江蘇電科院能源互聯(lián)網技術研究中心主任郭雅娟說。
立足電網業(yè)務需求，江蘇電科院持續(xù)開展應用模式、安全防護、智能管理等方面的研究，加大5G技術與電力應用適配性驗證力度，在5G新空口、網絡切片技術特征分析等方面取得了階段性成果。同時，江蘇電科院加強對電力無線寬帶通信系統(tǒng)技術規(guī)范、電力5G終端設備網絡管理系統(tǒng)技術規(guī)范等行業(yè)、企業(yè)標準的研究，申請加入國際電信聯(lián)盟電信標準分局工作組，持續(xù)推動5G與電力應用適配融合。
目前，江蘇電科院已梳理出了廣域、局域、點對點3個電網典型業(yè)務的5G應用場景，并形成網聯(lián)無人機、VR全景視頻監(jiān)控等電力5G融合示范應用。但電網業(yè)務類目多，需求各不相同。要更好地推動電網業(yè)務和5G技術的融合發(fā)展，還需構建一個能支撐各類電網典型業(yè)務應用、開發(fā)和功能驗證的大型專項試驗網絡。
這張網是什么？
5月份，江蘇電科院與中國移動江蘇公司合作，開始在園區(qū)內建設“5G+多接入邊緣計算（MEC）”試驗網絡。
建設過程中，江蘇電科院研究人員研究制訂了本地局域高可靠網絡規(guī)劃與參數(shù)配置方案，采用射頻拉遠定向覆蓋、局域網數(shù)據標識技術實現(xiàn)信號精準覆蓋，并提出5G網絡切片服務等級協(xié)議模板，基于靈活以太網網絡設備開通10余個專用切片，完成切片隔離效果、轉發(fā)時延等功能與性能驗證，確認了網絡的安全性和各項功能指標良好。
7月2日，江蘇電科院電力“5G+MEC”試驗網絡建成。網絡信號無縫覆蓋園區(qū)內220千伏試驗變電站、交直流微電網、新能源示范區(qū)等多個電力真型應用場景，精準適配多元電力應用場景，可為不同的電力業(yè)務提供定制化網絡服務支撐。通過這個網絡，在江蘇電科院園區(qū)，95%的室外區(qū)域單個業(yè)務網絡信息傳輸速率可達約100兆比特每秒。
這張網解決了什么問題？
通過這張網，許多電網業(yè)務應用場景落地遇到的難題有了da案。
由于網絡信號等多方面原因，無人機巡檢多數(shù)還是由人工控制無人機，并用存儲卡存儲無人機拍攝的圖像，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，支撐無人機全自主飛行與實時導航。郭雅娟帶領團隊運用“5G+MEC”試驗網絡，解決了電力北斗平臺與無人機之間定位信息的實時交互難題，再結合空間航跡規(guī)劃系統(tǒng)，及時矯正無人機航線，實現(xiàn)60千米每小時時速下無人機預定軌道偏離誤差小于1.5米。
同時，依托5G的大帶寬，研究人員實現(xiàn)了無人機巡檢10兆比特超高清圖像的實時回傳，推動無人機巡檢缺陷識別向巡檢中智能識別轉變，大幅提高了故障辨識精度和無人機巡檢效率。
遠程監(jiān)控也是電網運維的重要手段。此前，江蘇電科院研發(fā)了VR全景視頻監(jiān)控典型場景應用。基于“5G+MEC”試驗網絡局域數(shù)據流快速轉發(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，成像質量也從普通高清圖像變?yōu)槿坝跋瘢曨l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應用范圍，開展5G技術基建現(xiàn)場移動布控終端、移動辦公機器人、安監(jiān)現(xiàn)場巡檢機器人等電網智能運檢業(yè)務驗證，在場景適配、多技術融合應用等領域深耕探索，不斷深化電力5G融合應用，助推電網數(shù)字化轉型。