中國聯通：5G+智慧能源 典型應用場景白皮書(12頁).pdf

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1、 5G+5G+智慧能源智慧能源 典型應用場景白皮書典型應用場景白皮書 目目 錄錄 智慧電力 . 1 5G 智能場站 . 1 電力設施立體巡檢 . 2 遠程運維指導 . 4 應用案例：天津 5G 陸空一體化電力設施立體巡檢 . 4 石油石化 . 5 5G 智慧油田 . 5 5G 巡檢機器人 . 7 天然氣 . 8 煤炭產業 . 9 引言 近年來，能源行業持續推進“互聯網+”戰略，旨在全方位提升行業信息 化、智能化水平，這就需要加強現代信息通信技術、控制技術的利用率，來實 現前端設備監控和數據收集，衍生出新型產能方式和用能模式。隨著各類能源 業務的快速增長，能源行業對新型通信網絡的需求日益迫切，急

2、需安全可靠、 實時穩定的通信技術及系統支撐。 5 G 技術應運而生，背負著“使能垂直行業”的使命，旨在改變垂直行業 核心業務的作業模式和運營方式，使得傳統行業管理實現智能化、決策更加智 慧化。 在此背景下，中國聯通發布全新 5 Gn品牌以及品牌口號“讓未來生長”， 充分詮釋了聯通 5 G 致力科技創新、賦能行業、給用戶帶來無限精彩體驗的品 牌精神和品牌態度。聯通 5G 將以其“大帶寬、低時延、泛連接”的特性，助 力能源行業實現高質量發展、提升服務水平、拓展新業務新模式，全面提升能 源物聯網全息感知、泛在連接、開放共享、融合創新能力，推動能源行業安全 可靠、綠色智能發展。 1 智慧智慧電力電力

3、今年年初， 國家電網提出“三型兩網、 打造世界一流智能電網”的戰略目標， 南方電網印發數字化轉型和數字南網建設行動方案（2019 版） ，全面驅動傳 統電力行業轉型升級。智能電網是全球各國電力、能源產業發展變革的體現，特 別我國智能電網發展戰略的提出， 將在發輸變配用電和調度的各個環節都實現智 能化、數字化。已有的電網調度通信系統將進一步升級換代，在實現數據自動遠 程傳輸的同時，能夠靈活維護和調控，形成實時立體監控、安全可靠的電力信息 網絡。 5 G 以一種全新的網絡架構提供 10 倍于 4 G 的用戶體驗速率，峰值速率高 達 20 Gbps（毫米波） ，低至 1 ms 的空口時延，5 個 9

4、 的超高可靠性，100 萬 每平方公里的連接密度。針對行業應用定義了 mMTC 海量物聯和 uRLLC 低時 延高可靠兩類全新場景，使得 VR、大數據等運用到電力行業成為現實，更加有 效服務現場監控和事故預判、 診斷， 實現電力行業從數字化到智慧化的演進。 5G 獨有的網絡切片技術的安全級別和隔離性完全滿足能源行業對安全的需求， 而相 比企業自建的光纖專網，則大幅度的降低了成本。5 G 邊緣計算技術通過網關分 布式下沉部署，進行本地流量處理和邏輯運算，節省帶寬的同時降低了延時，充 分滿足電網相關業務的超低時延需求，構建高效環保、綠色智能電網。 5 5G G 智能場站智能場站 隨著分布式新能源的

5、迅猛發展， 新能源發電設備日益增加， 變電站、 風電場、 光伏電站等大多呈分散式分布，有些處于偏遠地，光纖覆蓋難，施工難度大，運 2 行中產生大量的數據難以快速有效的進行傳輸。 5 G 技術作為電力有線光纖通信 的補充手段，可實時遠程采集新能源發電的設備信息等各項數據，完成電網接納 響應，在海量接入的基礎上，進行智能分析，提供高水平的運維服務，實現電力 數據信息安全快速、高效交互。 通過 5 G 低時延、廣連接的特性，實時傳輸場站內各項傳感器、智能表計、 控制器等數據，5 G 邊緣計算特性將數據功能移到邊緣側，既可以在本地處理， 又可以利用云端的平臺，讓數據得到充分使用，以此打造泛在感知、無人

6、值守、 無線互通的智能化場站。 電力設施立體巡檢電力設施立體巡檢 目前，電力設施巡檢機器人通信方式主要有線、近距離無線等，工作范圍、 數據回傳、實時控制操作都受到一定的限制。 5 G 網絡的高速率、低時延、大帶寬等特性，可同時承載巡檢機器人、無人 機巡檢、視頻監控等業務，通過 5 G 網絡實時回傳相關檢測數據，進行智能分 析，判斷缺陷、故障，實現數據傳輸從有線到無線，設備操控從現場到遠程的跨 越。 3 巡檢機器人是利用磁或者激光導航的方式，加裝可見光攝像機、紅外熱像儀 等傳感檢測設備，利用圖像識別、紅外帶電檢測、自動充電等自動化、智能化技 術，通過自主或遙控模式實現對變電站設備、環境進行智能巡

7、檢的系統，有效提 升巡檢效率和巡檢質量。 無人機巡檢系統是利用無人機搭載高清攝像頭，檢查采集輸電線路、桿塔的 物理特性（如彎曲形變、物理損壞等） ，將采集到的高清視頻數據實時回傳至數 據中心，并且可借助于后臺人工智能分析，實時判斷故障點，甚至進行簡單的清 除障礙操作。這決定了該業務對通信帶寬及移動性要求極高。5G 技術更高的數 據傳輸速率，可以實現高清視頻畫面實時回傳，結合智能分析，當場發現隱患和 故障點。利用 5G 高速移動切換特性，相鄰基站切換同時保證業務的連續性，擴 4 大巡線范圍到數公里之外，讓巡檢的效率大幅提升。 遠程運維指導遠程運維指導 現場巡檢人員佩戴智能設備，通過 AR、音視頻

8、和人員定位技術實現電力設 施、數據信息的混合實景化展示。智能穿戴設備與平臺系統信息流交互量較大， 對通信帶寬要求較高?；?5G 高帶寬特性，實現智能運檢系統與運檢智能穿戴 設備的信息互通，在顯示屏中可看到設備結構、文檔資料及對現場實景的標注信 息等，輔助巡檢作業人員減低工作強度，提升作業效率。 故障發生時，遠程專家可實時查看現場圖像、傳感器數據，進行遠程和現場 的實時會商，快速響應，專業指導，第一時間實現排障，恢復系統穩定運行。 應用應用案例：天津案例：天津 5 5G G 陸空一體化電力設施立體巡檢陸空一體化電力設施立體巡檢 2019 年 5 月 15 日，中國聯通與多家行業公司在國網天津濱

9、海公司實現國 內首次基于 5G 技術的陸空一體化電力設施立體巡檢。 此次陸空一體化電力設施立體巡檢分為陸空兩部分，陸地巡檢是在變電站內 載有 5G 終端的智能巡檢機器人進行智能巡檢，空中場景是載有 5G 終端的無人 機對輸電線路進行巡檢。通過 5G 網絡回傳巡檢中的實時視頻，指揮中心人員查 看的同時可進行遠程控制，遠程專家可同時對多個變電站內設備狀態進行診斷， 極大地提升巡檢人員工作效率的同時，保證電力設施的安全可靠。 5 石油石化石油石化 石油石化行業是我國國民經濟基礎原材料的重要來源，同時提供能源供給 推動社會發展進步。但是，近年來石油石化行業面臨著發展困境和挑戰，轉型 變革勢在必行。在石

10、油石化行業的轉型發展中，安全可靠的網絡建設、大數據 云計算等技術的使用，將起著關鍵性的作用，并在很大程度上決定了相關企業 的運行效率和市場競爭力。 5 5G G 智慧油田智慧油田 隨著通訊與人工智能的發展，5G 將在石油開采行業展現出巨大的功效，為 石油行業帶來質變。5G 可在石油的勘探、開采過程以及油田井區的維護過程中 發揮出及其重要的價值。 圖：鉆井平臺 （來源: AFN daily） 在勘探過程中，我們將采用多個 5G 無人車陣列，對巖層進行詳盡的勘探， 將采集到的數據傳回云端進行運算分析。在這個過程中，數據量非常龐大，人 6 工智能模型也需求大數據的支持，4G 帶寬無法支持如此龐大的信

11、息量。所以， 5G 通信在傳輸地質信息方面，將起著至關重要的作用。同時，基于 5G 低延 遲，點對點（DTD）的特性，多個無人車之間將相互溝通，實時優化勘探路線 并且避免碰撞。邊緣計算也在此有著關鍵作用，通過傳感器對周圍環境的掃 描，在無人車端直接重新規劃路線，減少將信息傳送到云端運算再傳回的通訊 時間，將整體延遲控制在毫秒級。無人車之間無需通過基站即可進行傳輸，實 現高效率、低損耗的勘探任務。 圖：鉆井（來源: Pinterest） 配有 5G 通信模組的傳感器是保證施工安全的一道重要防線。在鉆井過程 中，壓力、溫度等指標稍有不慎，就會引發重大事故，對人員安全造成巨大威 脅。在此場景下，5G

12、 通訊可以發揮出最佳的表現，將鉆頭周圍的壓力、濕度等 傳感器收集到的信息通過 5G 通道傳回給控制臺。使用 5G 通道的優點在于穩 定、低延時。鉆井過程中，事故發生的同時，往往也伴隨著通訊的不穩定，5G 通訊能保證通訊質量，讓控制臺可以實時了解到井下信息。同時，信息的價值 7 與響應時間密切相關。在高精密度與多不可預測危險的場景下，信息價值衰減 速度為秒級甚至毫秒級，5G 的低延時特性精準了滿足了業務的需求，系統可以 對突發情況做出最快的響應，及時止損。 5 5G G 巡檢機器人巡檢機器人 圖：巡檢機器人 （來源: Popular Science） 5G 巡檢機器人將代替人工完成大部分特殊環境

13、下設備的檢測與診斷。5G 巡檢機器人以自主或遙控的方式，在無人值守或少人值守的環境中進行巡檢， 具有安防巡檢、環境監測、油氣泄露檢測等多種功能。通過邊緣計算的圖像分 析可及時發現設備的停擺、漏油、火災、盜竊等安全隱患并進行報警，同時巡 檢機器人也會拍攝并傳回關鍵設備的視頻，在云端載入人工智能模型進行處理 或交由工作人員進行判斷。得益于 5G 終端點對點特性，多個巡檢機器人之間 可以互相交流，優化巡檢路線，提高巡檢效率。 8 天然氣天然氣 燃氣是經濟發展的重要公用基礎設施之一，緊密關系到廣大老百姓的日常生 活。 燃氣管網和相關的表計等設備是燃氣企業的監控重點，各項設備正常運行可 以保障燃氣公司為

14、客戶提供可靠的燃氣供應服務， 使得管理部門快速及時的掌握 燃氣企業的運行數據和運行狀態。 目前，燃氣行業主要通過人工巡檢的方式進行日常巡檢巡視，結合遠程監控 系統對燃氣管網及相關設備實現日常管理和維護。 人工巡檢方式普遍存在著工作 強度大、作業效率低和巡檢質量由于人員經驗不同而差別巨大的情況。 智能巡檢機器人滿足了燃氣企業提高巡檢質量的需求，承擔起燃氣站的日常 巡檢工作，實現表計智能識別、紅外測溫、燃氣泄漏檢測、聲音分析和高清視頻 監控等功能，無需對現有燃氣設備進行改造，無需加裝任何附加裝置，即可實現 對燃氣站的安全監控。通過 5G 網絡實時回傳現場巡檢數據，第一時間記錄關鍵 區域及高風險區域

15、的環境檢查結果，推進燃氣站數字化、智能化發展。 9 煤炭產業煤炭產業 煤炭資源在我國經濟發展中發揮著舉足輕重的作用，占我國一次能源消費比 重的 60%以上。但與此同時，煤礦由于風險大、災害多，生產過程中危險崗位 多、下井人員多，事故時有發生。這不僅將煤礦從業者的安全置于高風險下，更 是影響社會整體公共安全和穩定的短板。5G 煤礦巡檢機器人的出現將煤礦巡檢 人員的工作環境從礦井轉移到監控中心，提高了煤礦智能安全管理水平的同時， 極大的降低勞動強度，改善了工作環境。 圖：煤礦巡檢機器人 （來源: dtcoalmine） 5G 煤礦巡檢機器人緊貼礦下場景的應用需求，其架構緊湊、體積小、重量 適中，搭載有攝像頭、拾音器、紅外溫度傳感器和煙霧傳感器等探測裝置，在傳 動系統的牽引下，可在礦井下替代巡檢人員，對礦下環境、設備運行狀態進行實 時巡檢，巡檢數據通過 5G 網絡實時回傳監控中心，有效解決了煤礦綜采工作面 空間狹窄、條件復雜時監測控制精度不夠及設備故障率高等技術難題，提升了監 測控制系統的安全性。