近日,国家能源局发布消息,由云南省能源局推荐的“云南元谋物茂发电厂:5G+智慧光伏电站方案”和“云南糯扎渡电站:5G+全域应用助力华能水电智慧转型”2个案例纳入国家《2022年度能源领域5G应用典型案例汇编》。
本次能源领域5G应用典型案例征集活动聚焦6个方向,即:智能电厂+5G、智能电网+5G、智能煤炭+5G、智能油气+5G、综合能源+5G、智能制造及建造+5G,共收到198个能源领域5G应用案例,覆盖全国26个省、自治区、直辖市,以及14家能源领域、信息通信领域中央企业。经专家评审和复核,最终遴选出33个典型案例。我省入选的2个案例均属“智能电厂+5G”方向,将为5G技术与能源领域融合发展提供示范。
一、云南元谋物茂发电厂:5G+智慧光伏电站方案
(一)基本情况
元谋物茂光伏电站坐落于云南省楚雄州元谋县物茂乡,隶属中国华能集团,电站总投资超33亿,总装机容量550兆瓦,是目前亚洲最大的山地光伏电站。元谋物茂光伏电站在生产运营中存在以下痛点:一是山地光伏区域分散、地块跨度大、地形复杂运维难,少人化甚至无人化管理需求迫切;二是电厂对网络安全要求高,传统无线通信无法满足安全隔离要求。为解决上述痛点,元谋物茂光伏电站联合多家单位探索5G智能化应用,助力电站提升智能化运维管理水平。
(二)技术路线
利用5G融合物联网、大数据、人工智能、云计算、边缘计算等技术,在赋能层为光伏电站提供安全、高效、稳定的基础“底座”。在平台层加速实现物茂光伏电站的集约化运营、高效化运转以及信息化构建,形成智慧光伏运维一体化平台。在应用层开展5G数据采集、5G智能诊断、5G无人机自动巡检、5G安全管控等10余项5G应用建设。三层架构支撑构建全面、快速、准确的电站感知能力体系,实现智能分析与生产运营的高效协同,为电站安全稳定运行、风险预控提供技术基础,为大规模光伏电站高效维检、安全管控提供技术手段。
(三)应用场景
1、5G+逆变器无线采集:提升光伏组串故障识别精度
2、5G+设备状态感知:实现电厂精益化运营
3、5G+无人机、机器人巡检:提升设备运维水平
4、5G+一体化管理平台:助力便捷化管控
(四)预期成效
拟依托智能化手段实现发电量提升2.1%,运维效率提高46.7%,设备运维费减少28.3%以上,整体经济效益提升590万元/年。同时由于已部署网络架构的可演进性,持续减少网络维护成本。
(五)典型经验和推广前景
目前光伏电站的信息化方案多以软件为主,以5G为能力基础的“定制化整体解决方案”仍然较少,亟需通过价值挖掘形成5G智慧新能源电厂的标准化方案,并通过多地推广降低定制化设施成本。随着光伏行业技术成熟和成本下降,光伏发电已成为最具竞争力的电力能源。光伏行业重心也逐步由初期项目投资向中后期的生产运营转移,由资产布局向全生命周期的资产管理过渡。
二、云南糯扎渡电站:5G+全域应用助力华能水电智慧转型
(一)基本情况
糯扎渡水电站位于澜沧江下游普洱市思茅区和澜沧县交界处,是云南省境内最大水电站,是实现国家资源优化配置、全国联网目标的骨干工程,并作为基础建设项目服务于“云电外送”及“西电东送”发展战略。随着新能源产业的发展,能源电力行业逐步从大机组、大电网向电网管理智能化转型。当前,糯扎渡水电站在管理运营过程中存在以下痛点:一是电厂边界防护困难。糯扎渡占地358万平方米,大坝高261.5米,海拔落差大,涉及空域、水域、地域的安全防护,有线覆盖困难;二是设备监测维护难。电厂涉及上千个仪表设备,读表测量工作量大、实时性差,且目前对设备的运行状态监管没有形成数据模型,无法精准、高效的检测设备运行状态;三是水下和地下巡检难。地下主厂房环境复杂,重点巡检区域繁多,且厂内设备数量大、维护效率低,缺乏数据沉淀、管理和应用。为解决上述难点,糯扎渡水电厂联合移动、中兴等企业利用5G、大数据、AI等技术提高电厂生产运维效率以及能源利用率,减少能源损耗,促进节能减排,助力实现无人化生产、智慧化管理的转型目标。
(二)技术路线
糯扎渡水电站采用“1+1+4+N”的综合解决方案,即1个云网底座、1个平台、4个锚点、N个应用。其中云网底座以2.6G+700M多频段组网为基础满足不同场景的5G网络需求,以双域隔离分流为保障实现生产网及公网的物理隔离,以MEC下沉为途径提供高效的算力支撑;平台以云集成为方式,实现视频、AI、3D渲染、IOT等多类子平台集中管控,满足信息处理及大数据模型搭建等需求;锚点以边界防护、运行监测、运营维护、设备远控为方向,解决电力生产“防、监、维、控”四大关键痛点;应用以优化作业流程为目标,支撑电厂传统业务场景的数智化转型。
(三)应用场景
1、5G+无人巡检:实现日常巡检智能化、无人化
2、5G+无人机输电线路巡检:实现室外安全动态监测
3、5G可视化安全管控+安防管理:大规模5G模组应用
4、基于5G+AI的机器视觉识别:提升检察效率和准确度
(四)主要成效
糯扎渡通过部署5G应用实现经济效益显著提升,如巡检效率提升11倍,降低成本172万元/年;采用“一键顺控”技术启动变压器,通过5G+远程操控开关实现电站设备远控,提高作业精度,将以往平均48分钟的故障处理时间降低为12分钟左右。
(五)典型经验和推广前景
具有较高实用性,如电厂智能巡检系统将促进电站运维模式由传统人工向远程智能转变,作业人员无需到现场巡视,在运维管理平台即可获取全厂设备的实时运行状态信息,减少现场巡视次数,降低运维成本。后续将形成相关5G网络标准和应用接入标准,并在澜沧江流域电厂进行推广复制。
下一步,云南省能源局将继续鼓励和支持能源领域5G应用落地生根取得实效,同时支持有关企业总结案例经验,扩大示范效应,积极打造能源领域5G应用的良好生态。