大规模的5G网络建设早已完成,而在最初的新鲜劲过了之后,不少人都认为5G和之前的4G相比,除了速度快点貌似并没有什么特别明显的优势。但实际上,基于5G的工商业应用创新早已如火如荼。

作为全社会了解高科技创新成果的重要窗口,由国务院国资委每年定期发布的《中央企业科技创新成果推荐目录》代表了央企创新的绝对前沿,可以说是国内含金量最高的创新榜单之一。经常出现在科技类新闻当中的纳米气凝胶、新型航空航天材料、各类国产处理器和芯片等都是这张表单上的常客。而在最近几年的目录当中,5G相关产品和应用更是大量上榜;足见5G创新的活跃度之高。

在最新发布的《中央企业科技创新成果推荐目录(2022年版)》当中,中国移动旗下中移物联网有限公司最新推出的5G智慧电力网关产品成功上榜;而这也标志着5G技术成功解决了电力系统的又一个业务痛点。

为电网系统解决“几点钟”的大问题

乍一看,新的5G智慧电力网关跟普通家用路由器差不多。其实,5G智慧电力网关的作用就是让与之连接的各种设备用上5G网络;这与普通消费者在营业厅里买到的5G CPE路由功能大体相当。只不过5G CPE通常是将5G信号转换为WiFi网络,而这款5G智慧电力网关则是将5G信号转为有线网络。

那么5G智慧电力网关凭什么登上分量极重的《中央企业科技创新成果推荐目录(2022年版)》呢?其关键创新就在于专为电网需求而设计的精确授时功能。

电网连接千家万户、千行百业,是维持社会和经济正常运行发展的关键基础设施。要为960万平方公里的国土和14亿人口提供电力,电网的规模和复杂程度可想而知。为了维护电网的正常运行,电网的各类输电、变电、配电节点均安装了大量的传感器和检测设备。而这些设备所产生的海量信息则通过网络与各级控制中心相连。

在实际的电网运维过程中,管理者通常需要根据问题和异常现象发生的时间顺序来确定故障点,从而指导后续的维护工作。但我们知道,电与光一样,理论传播速度都是30万公里每秒;这一速度虽然会受到介质的影响,但总体而言仍是极快的。因此,要确定问题发生的顺序,电网检测设备所传输的各类信息都必须加盖一个极端精确的“时间戳”。

有多精确?通常要求微秒级别,也就是精确到小数点后9位。

显然,普通网络10毫秒左右的精度等级是无法满足需求的;传统的做法是通过基于卫星通讯的专门授时装置来实现。这样的专门授时装置不仅贵,更会增加节点系统的复杂程度和故障点。而中移物联网推出的5G智慧电力网关不仅具备精确的授时功能,更将网络通讯和授时设备合而为一,在降低设备成本的同时也降低系统复杂度、故障几率和后续维护的难度;实际意义相当重大。

根据第三方实验室的实际性能测试,新的5G智慧电力网关能够在中国移动5G网络的不同方案基站覆盖下,实现误差小于500纳秒的精确授时。

与此同时,5G智慧电力网关还提供了VPN隧道加密技术,能够大幅提升电网运行数据的传输安全等级,提升数据传输的可靠性和安全性。

5G通讯+授时,不只是一笔经济账

5G智慧电力网关所提供的网络通讯+授时功能虽然浅显易懂,但却为电网的持续发展和转型提供了坚实基础。

首先,从电网宏观发展层面来看,伴随新能源汽车、城市级储能单元以及各类绿色发电方式的综合运用,配电网络的结构正在变得越来越复杂;要在这一前提下保证配网的高质量运行,难度无疑更高。目前可行的解决方案便是对配网进行分布式改造,通过将配网划分成细粒度更高的“小格子”来实现更精确的管控。而成本更低、授时更精确的5G智慧电力网关则能让配网改造更简单。通过分布式和精确授时,电网不仅有能力在故障发生时瞬间反应,将影响限制在尽量小的范围内,从而实现配网的整体高可靠;更能对参数快速变化的各个区间进行精确管理,提升配网整体质量。

其次,5G网络本身大带宽、低时延的特性也能为电网的海量设备提供更宽的数据通路和更高的数据时效性,为电网运行数据的遥测、遥信和遥控及自动化控制提供基础,进而帮助实现电网运行和管理的自动化、智能化。

第三,在面向微观的配网运行参数测量方面,5G智慧电力网关所提供的更高带宽和更精确授时则有利于PMU(同步相量测单元,可测量交流电在各个时刻的波形变化,从而为电网管理与调节提供数据基础)设备获得更精确的测量值,为配网的优化、调节和快速反应提供更强大的数据基础。

伴随电网数字化转型的持续推进,5G智慧电力网关的多种功能还将获得更广泛的应用,而电网的管理及运行水平也将因此获得持续加强。

5G早已水润万物

作为业内首创的以5G网络解决电网设备精确授时问题的产品,中移物联网的5G智慧电力网关已经完成功能和性能测试及方案验证,正在进行批量部署并获得了用户的一致好评。对于这样一个能够解决大问题的“小盒子”,登上《中央企业科技创新成果推荐目录(2022年版)》实至名归。

从3G到4G再到5G,无线通讯网络的持续进化所带来的不只是更高的带宽,也是网络承载能力、可靠性、确定性、低时延等诸多特性的全面提升。而这也正是5G通讯网络能够越来越多的进入商业、工业乃至国家关键基础设施领域的核心原因所在。

相对于3G的“数字化初尝”、4G的“体验升级”,5G所带来的则是千行百业、万事万物的全维进化。而伴随以中国移动为代表的企业创新的持续推进,越来越多行业和应用场景也将在数字化转型当中更进一步。而最终获益的则是整个社会和我们每一个人。

如此看来,5G的创新更像是水润万物;看似悄无声息,但却能催生万般精彩。