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    國內全覆蓋5G+智慧火電廠科技項目成果被鑒定為國際領先水平
    時間:2022-1-20 中國電力電工網

       2022年1月10日,從內蒙古自治區科學技術廳獲悉,國家能源集團東勝熱電“5G+智能發電控制技術研究開發中心”獲內蒙古自治區企業研究開發中心備案,為企業進一步開展科技研發、技術創新、爭取各級政府政策與資金支持奠定了良好的基礎。

       該研發中心從2017年成立以來,一直致力于推動5G新基建在燃煤火電廠的全覆蓋和各類示范應用。通過健全的組織體系、明確的發展規劃和目標,充分適應本企業生產特點,在5G組網、邊緣計算、網絡切片、5G+數據遠傳、5G+設備控制等方面,取得突破性的技術創新,目前正在全力建設基于大數據深度治理與專家知識圖譜可視化的數據流監管與業務精準預測系統。

       2020年4月21日,國家能源集團東勝熱電聯合中國電信內蒙古公司、華為技術有限公司、華北電力大學人工智能學院,共同成立“5G+智慧火電廠聯合創新實踐基地”,并舉行揭牌儀式,標志著國內火電行業首個5G物聯發電創新實踐項目正式落地。

    圖1 聯合創新實踐基地揭牌

       2021年10月29日,國家能源集團東勝熱電委托內蒙古通信學會組織邀請外部鑒定專家組進行5G技術應用項目階段性成果鑒定。專家組以視頻會議形式聽取了實施單位項目匯報,交流討論后一致鑒定認為,東勝熱電與中國電信內蒙古公司、華為技術有限公司聯合打造的“基于5G技術的工業無線網在智能化火電廠建設中的實踐應用”項目,設計思想先進、功能完善,是5G+工業互聯網在火電廠的成功案例,具有一定的示范作用。項目具有良好的經濟、社會效益和推廣應用前景,整體技術達到國際領先水平。

    圖2 視頻鑒定會

       本次鑒定專家組由集團信息化管理部、電力產業管理部牽頭,并委托內蒙古通信學會邀請華北電力大學、內蒙古大學、內蒙古工業大學等高等院校,以及西安熱工院、中國核電工程有限公司、華北電力科學研究院、國核電力規劃設計研究院等電力行業科研公司機構開展項目技術評定。同時邀請華為中國區5G toB電力行業組、亞信科技中國有限公司等5G通信行業技術權威共同參與支持。   

    圖3 火電廠區宏基站的信號覆蓋區域

       在此次項目實施匯報中,東勝熱電逐一對現階段廠區5G網絡應用情況進行匯報并進行項目成果展示,主要包括基于5G網絡實現現場大型工業系統控制、融合多種形式的5G無線工業傳感器數據采集、5G高風險現場作業實時視頻監控應用以及5G結合邊緣計算的28nm智能視頻芯片等。5G專用網絡應用全面采用了uRLLC、mMTC、eMBB三種5G網絡切片,應用成果覆蓋5G+大型工業系統控制、5G+移動視頻監視、5G+傳感器接入、5G+人員安全管控、5G+智能巡檢、5G+設備運維診斷、5G+安全應急等典型火電廠業務場景。運用5G網絡融入了火電廠智能發電平臺ICS、智慧管理平臺IMS的全業務領域,有效支撐了各項業務應用網絡化、信息化、數字化、智能化。

    圖4 室內5G微基站BookRRU、建筑物頂部5G宏站

    圖5 5G+uRLLC網絡切片接入啟動爐DCS工業控制

    圖6 5G+uRLLC網絡切片接入啟動爐給水系統DCS工業控制

       通過5個室內外5G宏基站、37個5G微基站,構建了廠級5G自組織網絡,實現了火電廠區0.28平方公里5G信號的高質量無死角全覆蓋。5G網絡下行速率350Mbps,上行速率160Mbps,網絡雙向時延小于15ms,支持10的7次方個終端/平方千米的連接密度,數據處理能力超過10Gbps。

       東勝熱電通過5G物聯網技術,融合了高端傳感器、表計、控制器、電子標簽、邊緣計算、物聯網芯片、分散工控操作系統、高精度室內人員定位、短距離通信等技術或裝備,構建5G+工業控制應用成果,解決了5G在大型工業控制系統應用“根技術”的“卡脖子”難題,打通了工業終端、芯片、模組、網關的應用全鏈條;5G網絡uRLLC切片技術劃分生產控制網絡,并采用孤網運行、安全接入區、MEC、安全隔離、日志審計、態勢感知、流量監測等技術措施,保證了網絡安全自主可控。攻克5G網絡協議與底層工業控制網絡協議轉化交互的業界難題,實現5G與火電分散控制系統DCS的首次融合應用,建設成為國內首個全覆蓋、全業務應用示范的5G+智慧火電廠,實現了初級的萬物互聯、全域感知、狀態預警、多場協同、限域優化、精準控制、綜合提效。

       5G作為新一代的通信技術,不僅可以為大數據中心、人工智能和互聯網服務提供重要的網絡支撐,也能進一步拓展5G+工業互聯網場景,其數據傳輸的性能優勢對于傳統工業制造領域是一次大膽的升級和變革。5G+工業應用是傳統火電轉型升級的重要突破方向,有助于推動火電企業平臺化發展、數字化運營、產業鏈協同、智能化生產,實現火電廠機、爐、電、水、熱、煤、網、控各系統高效協同,打造基于5G物聯網技術的火電廠新一代控制系統,形成減人增效、安全生產、人機協同、智慧發展的新局面。

       當前,國家能源集團積極響應中央“新基建”的戰略部署,大力推進萬物互聯在能源行業的應用。東勝熱電在現有研究的基礎上,也將繼續堅持創新發展理念,以集團“一個目標、三型五化、七個一流”為引領,繼續推進智慧企業建設,努力開辟火電數字新基建創新發展新模式。

    圖7 5G+mMTC網絡切片接入熱泵站補水泵電機振動傳感器測點1

    圖8 5G+mMTC網絡切片接入熱泵站調門執行機構振動傳感器測點2

    圖9 5G+eMBB網絡切片和臨時攝像頭監視高風險作業1

    圖10 5G+eMBB網絡切片和臨時攝像頭監視高風險作業2

    圖11 5G+eMBB網絡切片和攝像頭視頻監控與智能監拍

    圖12 基于5G網絡切片技術的業務隔離

    附圖 鑒定意見—基于5G技術的工業無線網在智能化火電廠建設中的實踐應用

     

    (新聞作者:張越、王獻文)

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