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行業新聞

5G技術能夠給能源行業帶來什么?

2019-09-25 作者:冠泰電子 來源:冠泰電子

華為中國區5G創新部負責人楊奔:

5G能夠給能源行業帶來什么好處?

5G能夠給能源行業帶來什么作用或者好處?

5G是中國數字經濟的一個底座,以前更多聚焦在通信行業,目前來看,5G能夠進入千行百業,其是在3G、4G基礎上實現了通信技術的升級,不僅為個人通信領域,同時也為制造業、傳媒、交通、能源等各行業的數字化帶來了極大好處。通過基礎理論研究的突破,5G能夠實現萬物互聯,其應用領域非常廣泛。

根據中國信息通信研究院測算,預計5G技術在2020—2025年,將拉動中國數字經濟增長15.2萬億元。

5G第一階段的發展將帶來大帶寬、高清視頻的體驗,包括無人機都會率先實現商用;第二階段則是在智能電網,包括智能制造、車聯網、數字醫療等行業里進行深化和應用,同時需要5G切片技術提供專網需要;第三階段是基于萬物互聯的持續深化應用,相關方面的標準還正在制定當中。產業界普遍認為NB-IoT(基于蜂窩的窄帶物聯網)和eMTC(增強型機器類型通信)其實就是5G mMTC(海量機器類通信,即大連接物聯網)的一部分,是5G探索垂直行業的第一步。

目前第一階段已經非常成熟,去年年中也已經完成標準發布,今年在韓國、日本、美國、中國都會發布5G商用,有望給人們的日常生活帶來非常大的變化。3G、4G的時候大家想不到5G能做什么,從現在看未來更多是AR(增強現實技術)、VR(虛擬現實虛擬現實技術),那么未來五年誰需要5G?看行業需求或者痛點,工業、互聯網的相關需求會更為迫切。

在城市能源領域,工業領域用能占到百分之六七十,其次是交通。在工業制造領域,通過5G應用,可以替代傳統的光線,實現工業柔性制造。同時,通過定位傳輸,可以實現互聯互通。去年我們與南方電網開展5G智能電網聯合創新,實現了首批面向商用的5G智慧電網應用,并發布了《5G電力應用白皮書》。5G技術在無人機電網巡檢場景也是非常典型的應用。此外,低壓用電信的信息采集方式,如抄表、計量等在未來都是非常好的應用模式。

在交通領域,5G在自動駕駛方面已有相關研究和探索,未來可通過全自動駕駛方式,包括信息共享服務的方式,實現更多公共交通共享。

國網南瑞集團通信公司副總經理趙高峰:

通信能力提升將極大促進電網業務發展

所謂泛在電力物聯網,是在電力系統的各個環節充分應用移動互聯、人工智能等現代信息技術、先進通信技術,實現電力系統各環節萬物互聯,人機交互,打造一個以信息高效處理、應用便捷靈活為特征的智慧服務系統。

加快建設泛在電力物聯網的建設主要是在現有基礎上,從全息感知、泛在連接、開放共享、融合創新四個方面進行提升,即將人與設備互聯、實現跨專業數據共享、各環節業務貫通,并通過對外開放,實現全行業數據創新。

泛在電力物聯網需要源、網、荷、儲各類設備及人員實現全面感知、泛在接入、全程在線,這樣必然需要一個堅強的電力通信網作為支撐。這樣的支撐平臺必然是有線加無線,地面加衛星,包括骨干加介入的通信網。5G技術有低時延、高可靠、海量連接的特征,與國網公司電網狀態全息感知、數據全面連接、業務全程在線、服務全新體驗的“三型兩網”建設目標高度吻合。通信能力的提升可極大促進電網業務發展。比如配電自動化、精準控制等業務對時延的要求非常高,比較適合URLLC(超高可靠超低時延通信)應用場景。而高清視頻監控、無人機巡檢、維修培訓等,對帶寬的需求非常高,則比較適合eMBB(增強移動寬帶)場景。其他信息的采集、狀態檢測等都適合海量連接的場景。這些都是5G對應的應用場景。

從2018年開始國家電網與南方電網都開展了相應的5G試點應用工作。那么電力行業如何應用5G?我們認為,一是標準切片,即服務租賃模式;二是基于專用資源的增強版5G切片模式;三是混合切片模式;四是自建網絡模式。

我們調研發現,電力行業應用5G技術仍面臨諸多問題。比如目前設備廠商主要精力還是集中在手機終端的研發,對于工業控制終端的開發以及運行模式的研究相對滯后。再有電力行業的安全規定對5G的安全隔離技術是否認可?5G運營商如何分配電力應用的業務等級?以及電力如何獲得專用的5G頻譜等問題都需要解決。

華南理工大學電力學院教授余濤:

電力指紋技術可解決智能用電的瓶頸

如何用新一代人工智能解決能源轉型帶來的電力系統特別是電力市場現貨交易與輔助市場加入后的自動化復雜性增加的難題,是我們正致力于解決的一個核心問題。

這里包括,第一,如何進行人工智能體系建模;第二,如何研究相應基礎算法解決復雜的電力系統調配任務;第三,產品研發。

我們提出了基于人工智能的自動化云端管理系統,嵌入了電力指紋識別裝置。目前,這些系統已經通過了嚴苛的電力調度系統安全性和可靠性的接入測試,并得到了應用和驗證。

電力系統感知在電網側主要是智能調控技術,電力市場改革希望深入到用戶側,這就需要解決智能用電的問題。電網與用戶實現雙向友好互動關鍵在于能夠精準感知負荷的身份和特性。電力指紋技術可解決其中非常重要的瓶頸問題。

電力指紋技術是指對用電或者發電設備的暫態和穩態等特征,利用人工智能和大數據技術,對用戶設備進行識別。電力指紋技術可實現對用電和新能源設備的監測、控制、管理和友好互動,通過設置一些參數,可以知道電壓、電流、功率因素等指標,以及用戶開啟停的用電行為特征。這些特征有穩態的,也有暫態的,通過這些特征可以對用戶用電行為進行深度劃分,可實現對電力設備的識別像人的指紋識別、人臉識別一樣。

隨著電力指紋技術的完善,通過各種各樣的用電設備、發電設備,特別是用戶側的設備進行識別與特征提取,可形成電力指紋庫。這項工作做好了,其可催生的商業模式將非常多。

江蘇神馬電力股份有限公司副總經理吳晶:

新材料發展保障電網本體安全、提升工業企業競爭力

隨著可再生能源越來越多接入電網,電網運行將面臨一系列挑戰。電網運行模式將采用直流電網和交直流混合兩種模式并行。無論是泛在電力物聯網還是智能電網,在所有的結構、運行模式確定下來之后,最核心的是保證電網本體的安全穩定性。

那么,如何能提升電網的安全可靠性?很大程度上取決于電氣設備的安全可靠和質量穩定。如何提升裝備的可靠性?更多是在于新材料和新技術的應用。

在過去一百多年,電網新材料新技術在應用方面取得長足發展的,應該是在電子元器件上。

未來新材料應用上將會面臨哪些機遇和挑戰?電力系統安全運行過程中,一直以來還是將非常傳統的材料,如大量常見的金屬材料、以及水泥材料等,應用在上百年的電網體系中。人類的發展史也是學習利用材料、制造材料或者創新材料的歷史?,F如今,復合材料在人們生活中變得越來越重要,甚至占據主導地位,其可使金屬或者非金屬材料發揮更加優越的性能。

目前包括神馬在內的國內企業圍繞傳統材料電力設備上的先進性缺陷問題,研發了七大類填補國內國際空白的產品,涉及包括變電、配電、輸電等在內的整個電網體系。有些解決方案,如全生命周期電網售配電解決方案,已被全球廣為接受。同時我們一直致力于用創新的新材料與新技術推動電力行業進步,并參與制定了相應國際和國內標準。

此外,我們也一直在致力于推動構建新的電力系統。但無論是泛在電力物聯網,還是智慧電網,最核心是要保證其安全穩定性,這是電網的本體,核心還在于電氣裝備的安全可靠和質量穩定。截至目前圍繞新材料、新技術的應用已提出了三代電網系統構想。隨著電網技術的更新換代,行業都比較關注未來材料的發展,比如儲能材料、高性能的超導材料,以及云計算物理網絡、信息網絡的構建,大容量低架空輸電混合輸電的新材料緊湊型變電站與低空混合輸電的架空輸電線路,以及防災減災型電網、直流輸電以及局域電網系統等。

我們希望更多通過自主創新,用新材料、新技術構建新的電力系統,從而降低電力系統的整體運維成本,繼而在能源轉型,包括在電力體制改革的情況下,降低工商業電價,進而提升大型能耗企業的核心競爭力。

比如國內打破國際壟斷的復合外絕緣材料,在今年中美貿易摩擦的市場環境下,即便增加30%關稅,美洲市場對其需求量的增長也是達到翻番。

包頭易博能源服務有限公司副總經理薛聰穎:

園區智能用電管理潛力巨大

工業園區的特色是產業比較集中,布局比較優化,是推動我國工業發展的重要力量。目前工業領域的用電量占到全社會用電量2/3。因此,對高載能生產型園區進行智能用電管理,有利于推動園區的能源系統高效清潔發展,減輕園區企業用電用能負擔,對于促進能源變革和園區經濟轉型升級具有重要意義。

內蒙古自治區本身屬于高耗能地區,而包頭則是典型的高能耗工業城市。地處包頭的石拐工業園區目前已初步形成硅鎂、特種鋼、煤炭資源綜合利用為主導的三個主要產業鏈條,園區內現有企業89戶,規模以上企業53戶。今年截至8月園區用電量達到18億度,同比增長40%,占到包頭市的1/10。

圍繞這個園區的用電管理,我們目前正在建設工業園區監控調度一體化電力需求側管理平臺系統,目的就是要對園區各用戶統一進行需求側運行管理,提升工業園區的電力信息化、標準化水平,轉變工業電能利用方式,提高電能利用效率,降低企業用電成本,為現貨市場、增量配電網、能源互聯網的開展,提供強有力的數據支撐。

目前已經建成了實時調度系統,同時我們也根據實時數據開展了電力現貨市場的預測分析?,F在全區89家企業中已納入監測的有20家。經過一段時間的數據積累,我們對比分析發現,園區內同質化的企業如包頭云海金屬有限公司與包頭歐碼金屬合金有限公司生產工藝完全相同,但兩家企業每生產一噸鐵合金產品的電耗相差將近100度。目前,內蒙古的電價是度電3毛多,這意味著不同企業每生產一噸鐵合金產品就有30多元的電耗成本差額,而該行業的平均噸利潤也只有60元。因此對高能耗企業而言,節約用電具有非常重要的意義,甚至關系企業生死。

剛剛公布的新版名單顯示,全國開發區(含工業園區)數量增至2543家,其中國家級開發區552家,省級開發區1991家。工業園區監控調度一體化平臺具有非常廣泛的推廣價值。

我們希望通過工業園區監控調度一體化平臺對園區企業進行電力需求側管理,一方面可以幫助企業科學節能降耗,用好電,另一方面可實時對接電力市場中長期及現貨市場交易負荷預測,讓企業在電力現貨市場上獲得收益。同時也能夠幫助園區綜合能源服務商為用電企業做好服務,同時拓展盈利模式。

 

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