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以5G网络切片技术支撑新型电力系统建设

作者:admin     发布时间:2022-06-19 19:11 点击数:

  2020年12月17日,湖北省110千伏电力杆塔挂载的第一座5G基站近日在黄冈正式开通,现场测试数据显示,该站点均上传速率162M/S,下载速率为1336M/S。验证5G连接建立成功率100%、5G切换成功率100%。标志着湖北5G“新基建”步入融合建设新阶段。步入“十四五”,国网湖北省电力有限公司(以下简称“国网湖北电力”)锚定“华中区域领先、公司第一方阵”目标,在新的赶考路上,用实际行动加快推动构建新型电力系统。

  当前,顺应数字化浪潮,国网湖北电力积极探索湖北电力5G切片专网的建设方案,通过搭建省域“专属”网络平台,挖掘电在发输配用各环节中的数字属性,推动电网向能源互联网转型升级,促进与运营商等电力生态的融通发展,以支撑湖北新型电力系统的建设。

  目前,电网可以通过不同类型的通信网络进行互联,但日益多样化的电力需求需要一个更精密、更具时空包容性和创新性的系统。传统光纤通信方式,无法适应在城区开膛破肚、荒郊野外等复杂环境;电力载波通信无法逾越造价高、性能低、维护和运维成本高的问题;大区集群和4G专网也无法逾越成本高、运维困难和安全稳定性差的问题;建设5G电力专网受频点资源的限制,加上运维和建设成本过高等问题,也不现实。

  以5G切片通信技术构建的公网专享模式,电信运营商将部分“切片”划分给电网企业专属使用,电网企业拥有5G切片专网的独立网管权,自主控制5G切片专网的通信安全,同时拥有建立在相应切片之上的号段经营权,这种模式既是新型电力系统建立所必需的通信技术支撑,也是调动电网企业拓展5G应用积极性的有效途径;同时,也是发挥电信企业优势,专业人做专业事,降低5G网络运维成本的必然要求。在此基础上,作为过渡措施,在偏远地区实现5G切片与4G网络VPN虚拟通道在数据层的打通融合,在与偏远地区安全性能要求稍低的状态相适应的情况下,可扩大电网终端设备接入的广域覆盖面。

  5G切片技术特点与电力通信网络需求高度契合,与智能电网性能高度匹配。基于5G的智能电网将充分支持分布式新能源、分布式储能、电动汽车、大功率电动智能机器等各种新型电器进入家庭、商业建筑、工厂和园区,为满足个性化、多样化、市场化的能源供应服务提供连接的桥梁。5G为电力终端接入网提供了泛在、灵活、低成本、高质量的全新技术选择,为打造更加安全、可靠、绿色、高效的智能电网提供了强大的基础能力。

  “5G+智能电网”不仅能够大幅降低用户平均停电时间、有效提升供电可靠性和管理效率,还可以极大地丰富和扩展电网应用场景,降本增效,助力电网向综合能源服务商转型,为用户提供更好的电力综合服务。当前,5G网络切片技术与电力系统转型升级的相关研究和应用落地仍在发展阶段,主要体现在传统电力业务优化和数据驱动的价值创造上,通过业务模式的智能化应用,形成面向智能电网的5G安全防护体系,并探索商业模式。

  在国家政策指引下,各地纷纷提出了5G智能电网建设计划,雄安、内蒙古、云南、海南等地纷纷启动了5G智能电网建设。国网湖北电力一直积极探索5G网络在新型电网构建中的应用,在武汉智能楼宇、荆州开闭所防误闭锁、孝感智能配电等点面取得成果。目前,正积极谋划电力5G切片专网的建设。在以往230M、1.8G电力专网的建设经验之上,贯彻“搭建平台、引入竞争、互为支撑、共谋发展”的十六字方针,开展与运营商合作模式的探索。

  当前阶段,笔者认为与运营商深化5G网络切片技术的战略合作是“双碳”目标下构建新型电力系统的最优途径。自建专网将导致电网公司增加大量的资产投资、需要储备相当数量的技术力量、同时国家大力建设的公共基础设施也将被浪费。而与运营商进行5G切片网络的合作,电网公司仅需要搭建切片核心网、UPF等平台,保障数据安全性和网络可靠性,同时大大减少了资产投资。

  与此同时,基于各家运营商的网络覆盖情况、服务质量、商务成本,电网公司可引入充分竞争,择优选取。电网公司与运营商可以充分利用双方的基础设施如:数据中心机房、杆塔、光缆等,进行共享共建,使得公共基础设施资源得到最大程度的利用,互为支撑。通过搭建省市一体的网络平台、引入充分竞争、与运营商共享资源互为支撑,从而谋求与运营商等电力生态的共同发展。

  目前,国网湖北电力与各家运营商积极探索湖北电力5G切片专网的建设方案,支撑新型电力系统的建设。未来,国网湖北省电力有限公司将打造一张分层分级、共享资源、4G/5G融合的切片专网。为保障电网数据的安全性、网络的可靠性,省电力公司将在省侧部署专用核心网,同时考虑核心网的高可用和备份;在各地市公司将部署用户面功能网元(UPF),各地市公司的终端将通过运营商共享基站就近接入地市UPF,地市UPF将通过电力传输网与省公司核心网连接。同时考虑到运营商5G网络覆盖的情况,部分没有5G覆盖的区域将采用4G公网或4G电力专网接入电力专用核心网,实现5G切片网络与4G网络的融合组网,同时实现了湖北电力5G切片专网覆盖面的延伸与过渡。

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