國內(nèi)首個全覆蓋全業(yè)務(wù)5G+智慧火電廠科技項目成果被鑒定為國際領(lǐng)先水平

2022年1月10日,從內(nèi)蒙古自治區(qū)科學技術(shù)廳獲悉,國家能源集團東勝熱電“5G+智能發(fā)電控制技術(shù)研究開發(fā)中心”獲內(nèi)蒙古自治區(qū)企業(yè)研究開發(fā)中心備案,為企業(yè)進一步開展科技研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新、爭取各級政府政策與資金支持奠定了良好的基礎(chǔ)。

該研發(fā)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(yīng)用。通過健全的組織體系、明確的發(fā)展規(guī)劃和目標,充分適應(yīng)本企業(yè)生產(chǎn)特點,在5G組網(wǎng)、邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)切片、5G+數(shù)據(jù)遠傳、5G+設(shè)備控制等方面,取得突破性的技術(shù)創(chuàng)新,目前正在全力建設(shè)基于大數(shù)據(jù)深度治理與專家知識圖譜可視化的數(shù)據(jù)流監(jiān)管與業(yè)務(wù)精準預(yù)測系統(tǒng)。

2020年4月21日,國家能源集團東勝熱電聯(lián)合中國電信內(nèi)蒙古公司、華為技術(shù)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(lián)合創(chuàng)新實踐基地”,并舉行揭牌儀式,標志著國內(nèi)火電行業(yè)首個5G物聯(lián)發(fā)電創(chuàng)新實踐項目正式落地。

圖1 聯(lián)合創(chuàng)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(nèi)蒙古通信學會組織邀請外部鑒定專家組進行5G技術(shù)應(yīng)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(nèi)蒙古公司、華為技術(shù)有限公司聯(lián)合打造的“基于5G技術(shù)的工業(yè)無線網(wǎng)在智能化火電廠建設(shè)中的實踐應(yīng)用”項目,設(shè)計思想先進、功能完善,是5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(jīng)濟、社會效益和推廣應(yīng)用前景,整體技術(shù)達到國際領(lǐng)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(chǎn)業(yè)管理部牽頭,并委托內(nèi)蒙古通信學會邀請華北電力大學、內(nèi)蒙古大學、內(nèi)蒙古工業(yè)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(guī)劃設(shè)計研究院等電力行業(yè)科研公司機構(gòu)開展項目技術(shù)評定。同時邀請華為中國區(qū)5G toB電力行業(yè)組、亞信科技中國有限公司等5G通信行業(yè)技術(shù)權(quán)威共同參與支持。

圖3 火電廠區(qū)宏基站的信號覆蓋區(qū)域

在此次項目實施匯報中,東勝熱電逐一對現(xiàn)階段廠區(qū)5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況進行匯報并進行項目成果展示,主要包括基于5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)現(xiàn)場大型工業(yè)系統(tǒng)控制、融合多種形式的5G無線工業(yè)傳感器數(shù)據(jù)采集、5G高風險現(xiàn)場作業(yè)實時視頻監(jiān)控應(yīng)用以及5G結(jié)合邊緣計算的28nm智能視頻芯片等。5G專用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用全面采用了uRLLC、mMTC、eMBB三種5G網(wǎng)絡(luò)切片,應(yīng)用成果覆蓋5G+大型工業(yè)系統(tǒng)控制、5G+移動視頻監(jiān)視、5G+傳感器接入、5G+人員安全管控、5G+智能巡檢、5G+設(shè)備運維診斷、5G+安全應(yīng)急等典型火電廠業(yè)務(wù)場景。運用5G網(wǎng)絡(luò)融入了火電廠智能發(fā)電平臺ICS、智慧管理平臺IMS的全業(yè)務(wù)領(lǐng)域,有效支撐了各項業(yè)務(wù)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化、信息化、數(shù)字化、智能化。

圖4 室內(nèi)5G微基站BookRRU、建筑物頂部5G宏站

圖5 5G+uRLLC網(wǎng)絡(luò)切片接入啟動爐DCS工業(yè)控制

圖6 5G+uRLLC網(wǎng)絡(luò)切片接入啟動爐給水系統(tǒng)DCS工業(yè)控制

通過5個室內(nèi)外5G宏基站、37個5G微基站,構(gòu)建了廠級5G自組織網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)了火電廠區(qū)0.28平方公里5G信號的高質(zhì)量無死角全覆蓋。5G網(wǎng)絡(luò)下行速率350Mbps,上行速率160Mbps,網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)處理能力超過10Gbps。

東勝熱電通過5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),融合了高端傳感器、表計、控制器、電子標簽、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)芯片、分散工控操作系統(tǒng)、高精度室內(nèi)人員定位、短距離通信等技術(shù)或裝備,構(gòu)建5G+工業(yè)控制應(yīng)用成果,解決了5G在大型工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用“根技術(shù)”的“卡脖子”難題,打通了工業(yè)終端、芯片、模組、網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用全鏈條;5G網(wǎng)絡(luò)uRLLC切片技術(shù)劃分生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò),并采用孤網(wǎng)運行、安全接入?yún)^(qū)、MEC、安全隔離、日志審計、態(tài)勢感知、流量監(jiān)測等技術(shù)措施,保證了網(wǎng)絡(luò)安全自主可控。攻克5G網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與底層工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)化交互的業(yè)界難題,實現(xiàn)5G與火電分散控制系統(tǒng)DCS的首次融合應(yīng)用,建設(shè)成為國內(nèi)首個全覆蓋、全業(yè)務(wù)應(yīng)用示范的5G+智慧火電廠,實現(xiàn)了初級的萬物互聯(lián)、全域感知、狀態(tài)預(yù)警、多場協(xié)同、限域優(yōu)化、精準控制、綜合提效。

5G作為新一代的通信技術(shù),不僅可以為大數(shù)據(jù)中心、人工智能和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供重要的網(wǎng)絡(luò)支撐,也能進一步拓展5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景,其數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅軆?yōu)勢對于傳統(tǒng)工業(yè)制造領(lǐng)域是一次大膽的升級和變革。5G+工業(yè)應(yīng)用是傳統(tǒng)火電轉(zhuǎn)型升級的重要突破方向,有助于推動火電企業(yè)平臺化發(fā)展、數(shù)字化運營、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、智能化生產(chǎn),實現(xiàn)火電廠機、爐、電、水、熱、煤、網(wǎng)、控各系統(tǒng)高效協(xié)同,打造基于5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的火電廠新一代控制系統(tǒng),形成減人增效、安全生產(chǎn)、人機協(xié)同、智慧發(fā)展的新局面。

當前,國家能源集團積極響應(yīng)中央“新基建”的戰(zhàn)略部署,大力推進萬物互聯(lián)在能源行業(yè)的應(yīng)用。東勝熱電在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,也將繼續(xù)堅持創(chuàng)新發(fā)展理念,以集團“一個目標、三型五化、七個一流”為引領(lǐng),繼續(xù)推進智慧企業(yè)建設(shè),努力開辟火電數(shù)字新基建創(chuàng)新發(fā)展新模式。

圖7 5G+mMTC網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)切片接入熱泵站調(diào)門執(zhí)行機構(gòu)振動傳感器測點2

圖9 5G+eMBB網(wǎng)絡(luò)切片和臨時攝像頭監(jiān)視高風險作業(yè)1

圖10 5G+eMBB網(wǎng)絡(luò)切片和臨時攝像頭監(jiān)視高風險作業(yè)2

圖11 5G+eMBB網(wǎng)絡(luò)切片和攝像頭視頻監(jiān)控與智能監(jiān)拍

圖12 基于5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的業(yè)務(wù)隔離

附圖 鑒定意見—基于5G技術(shù)的工業(yè)無線網(wǎng)在智能化火電廠建設(shè)中的實踐應(yīng)用


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