大型央国企集团智慧电力行业解决方案

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5G 智慧电力行业解决方案 2 目 录 业务需求 建设规划 解决方案 典型案例 一 二 三 四 3 集团信息化现状 建设水平参差不齐 各分子公司建设及生产运行阶段数字 化建设情况参差不齐，普遍存在基础 设施基础差，网络与信息安全体系薄 弱等问题。各分子公司已有很多在建 在用系统，集团层面统建统推难度较 大。 缺少统一的标准规范 各分子公司由于主营业务不同对应用系 统的要求不尽相同，各应用系统配置也 各不相同，业务种类多样、建设厂家不 一、缺少统一的标准和规范。 面临转型人才挑战 各分子公司生产形式多样，需要对生产 运行和运营管理深度理解的基础上来建 设高质量的信息化系统，对人员的综合 业务、技术水平提出较高较专业的要求， 需要能够将新技术与业务结合起来的跨 领域人才。 4 电力集团信息化现状 ① 集团各分子公司，覆盖地域广， 组织庞大，体系化、平台化管理 处在起步阶段， 一体化经营管控 需求迫切； ② 集团级、专业化的信息系统尚 未完善， 生产运营管理深度融合 应用场景亟待开发； ③ 数字化系统对电力集团生产及 经营管理的支撑力度不足，集团 整体 数字化转型 需求迫切。 集团级现状 ① 亟需区域资源共享，通过一体 化平台实现 远程集控、区域运维、 协同交易等， 实现减员提效； ② 区域公司运维过程 无法实现标 准化远程作业，运维检修智能化 水平亟待提升 ； ③ 以区域公司管理模式为应用基 础的数字化系统，如 区域集控中 心、区域级数据中心 等需求迫切。 区域公司现状 ① 火电厂：各厂信息化 建设零散 ， 且 数据孤岛 问题严重，各信息化 系统之间数据标准规范不统一； ② 新能源电站：人员大量 重复工 作 ；现场 安全管控 能力待提升； 设备智能化 水平不足； ③ 对 运行深度控制、优化控制、 提升发电量 的需求迫切。 生产单位现状 5 目 录 业务需求 建设规划 解决方案 典型案例 一 二 三 四 6 基础设施建设 / 数据中心建设 l 构建 企业数据标准体系 ，持续优化数字化治理体系。 l 完善 信息化基础设施建设 ，打造数据中心。 电力集团数字化整体规划 2030 年，全面建成集团数字化新型电力系统 2026 年，集团三层业务平台规范运作 l 生产单位 ：侧重生产运行优化提升，借助智能化工具保安全、提效益。 据 数字化 网 l 区域公司 ：持续打造区域调度中心、智能运维中心、协同交易中心。 标 新型电 络 l 电力集团 ：打造集团一体化调控中心。 准 力系统 信 体 息 2025 年，重点突破、引领示范 系 深化 安 l 实现安全生产规范化管理。 建 l 将 示范单位示范系统 在电力集团内部迅速推广应用，支撑同类型业务 设 标准化管理，便于集团统一管理，快速对接。 示范系统快速推广 2024 年，战略规划、夯实基础 l 持续优化 网络信息安全体系 。 7 电力集团数字化转型规划蓝图 网络是基础，平台是中枢，数据是要素，安全是保障 8 基础设施建设 网络与信息安全建设 参照电力行业的安全标准和规范及行业政策法规的要求，推进各分子公司网络安全技 术防护体系达标建设。 传输网络建设 各分子公司的传输网络建设与实施。承担集团 OTN 传输网建设工作，按照集团互联网 网络要求工作。 数据中心建设 集团在统一规划部署下，开展 数据中心 的建设与实施工作。 02 01 基础设施建设 03 9 集团新型能源一体化调控平台 定位于战略管控、辅助决策、资源整合、数据整合管理和建模分析等业务，构建集资源开发、场站运营、智慧工程、 安全管控、电力交易、碳资产等于一体的新型能源一体化调控平台。 集团公司 区域公司 电 站 10 年前 目前 未来 运行管理在区域公司 • • 资源相对集中、共享 效率需要进一步提升 • 运行管理在电站 资源相对分散，效率低 • • • 资源集中、资源利用率高 智能化应用快速落地 存量资产运营效益进一步提升 由原来单场站的运营向区域集中化运营转变 集中化 1 平台化资源共享，降低对前端运维人员的数 量和 能力要求，经验共享，发挥协同效应 共享化 2 应用先进的技术手段（风电物联网、大数 据、人工智能等），洞察预测潜在风险， 自动优化解决，持续提升精益化管控能力 智能化 3 10 智慧电厂 / 电站 智慧风电 围绕智慧工地、智慧安防、可视化智能巡检、高效安全人员作业、数字 孪生、功率预测等建设，融合预防性维护与精益运维策略，实现资产全 生命周期智能高效运维。 形成智慧风电场建设标准规范。 智慧光伏 围绕智慧工地、智慧安防、可视化智能巡检、高效安全人员作业、三维 数字电站、功率预测等建设，融合设备健康预警诊断及可视化精益运维， 实现电站智能化高效运维。 形成智慧光伏电站建设标准规范。 智慧火电 围绕数字孪生电厂、精细化燃料管理、数字化发电运行、高效智能运维 等打造一体化生产运行管控系统，建设智能发电平台（ ICS ）、智慧管理 平台（ ISS ）和智慧化基础模块。 形成智慧电厂建设标准规范。 11 目 录 业务需求 建设规划 解决方案 典型案例 一 二 三 四 12 应用 场景 5G 工业级 CPE 5G 电表通信舱 电力终端 终端 类型 机器人 传感器 基础 网络 专用基站 专用 MEC 公用基站 共享 MEC 电力行业 5G 专网 传输 SPN 切片模 板管理 E2E 切片 运维 切片编 排 商品管理 订单管 理 切片资 源管理 能力开放 企业自服务 管理 E2E 切片 监控 资源管理管 理 NSMF 切片模 板设计 客户管理 电力终端管理 MEC 边缘云管理 CSMF 网络解决方案 | 端到端架构— 5G 智慧电力行业解决方案总体架构 **** 依托 5G 优势及核心产品能力，打造智慧电力 5G 行业专网解决方案 ，满足电力业务发、 输、变、 配、用各个环节的安全性、可靠性和灵活性需求，实现差异化服务保障，进一步提升发电及电网 企业对自 身业务的自主可控能力，促进未来智能电网取得更大的技术突破。 13 • 基本准则：安全分区、业务专 用、横向隔离、纵向认证 1 、 5G 电力行业专网针对输、配、用电环 节 • 特征：点多面广、需要全程全域全覆 盖。 • 2 张物理切片：生产控制大区、管理 信息大区。 • 4 张逻辑切片：安全区 I 、 II 、 III 、 IV • 5G NR ： Rb 资源预留 +5QI 。 • 5G 承载网： FlexE 、隧道、 VPN 。 • 5GC ：专用 MEC （可选） 2 、 5G 电力行业专网针对发电厂、变电站 场景， 按需建设 • 特征：特定区域有限覆盖，数据不出 厂站。 • UPF/MEC 下沉部署在园区或巡维中 心， SMF 可选独立部署。 A M F UPF3 电力系统 配电房监控系统 品控管理系统 精控主 / 子站 配自主 / 子站 用采主 / 子站 机器人巡检系统 变电站监控系统 省中心机房 地市机房 变电站 / 园区 广域 S-NSSAI 1 S-NSSAI 2 S-NSSAI 3 S-NSSAI 4 局域 S-NSSAI 5 S-NSSAI 6 FlexE FlexE FlexE FlexE UPF4 承载网切片管理器 传输 VPN 1 VPN 2 VPN 3 VPN 4 VPN 1 VPN 2 VPN 3 VPN 4 RAN 切片管理器 无线 5QI 管理信息区 III IV 区 安全生产区 I II 区 RB 预留 管理信息大区 III IV 区 5QI RB 预留 安全生产区 I II 区 优 享 尊 享 专 享 尊 享 电力业 务 智能配电房 智慧品控 差动保护 配网 PMU 配网微型感 知控制传感 变电站巡检 / 作 业 机 器 人 电能 / 电压 质量监测 精准负荷控制 核心网切片管理器 NSSMF 核心网 可 选 独 UPF1 立 S M F UPF2 U P S D C M M F F 可 选 独 立 S M F 网络解决方案 | 端到端架构— 5G 电力行业虚拟专网顶层设计方案 电力综合业务 OSS 管理系统 跨域切片管理器（ NSMF+CSMF ） 业务场景 时延 带宽 可靠性 安全隔离 连接数 智能配电房 采集类信号≤ 200ms ； 控制类信号≤ 50ms 4~100Mbps 99.9% 管理信息大区Ⅲ 局部区域内 5-10 个 无线 传输 核心网 ① 按需部署 2.6G 公网复用基 站。 ② 配置智能配电房专用 DNN 。 ③ 按需配置用户 5QI ，按需设 置 为 6 或 7 。 ① 采用 SPN 打通基站 - 核心 网， 设置独立智能配电房 VPN 或 FlexE 切片。 ② 采用 SPN 专线打通 UPF- 电力 服务器。 ①1+1 容灾部署地市边缘共享 UPF ， 接入大区核心网控制面，按照用户 数需求分配资源。 ② 配置智能配电房专用 DNN ，并 按 14 5G 核心网 5G CPE 主站系统 综合监控服务器 可见光摄像头 红外摄像头 温湿度传感器 烟感传感器 水浸传感器 网络配置： l l l 无线：采用 2.6G 公网基站复用，基于 DNN 实现智能配电房业务隔离，并按需配 置 5QI 。 传输：采用公网 SPN ，通过 VPN 或 FlexE 切片实现智能配电房业务隔离。 核心网：采用公网核心网，基于 DNN 实现智能配电房业务隔离，并按需配置 5QI 。 需配置用户 5QI ，按需设置为 6 或 7 。 SPN 专线 网络解决方案 | 端到端架构— 5G 电力行业优享网络匹配 应用场景：管理信息大区——智能配电房 l 通过 5G 网络将配电房内设备的状态监测、环境的实时监控、行为的安全防控等数据实时的传送至远程监控中心，实现配电房多方数据 协同的综合监控和管理。 业务场景 时延 带宽 可靠性 安全隔离 连接数 机器人巡检 ≤100ms 4~10Mbps 99.9% 管理信息大区Ⅲ 集中在局部区域 1-2 个 无人机巡检 ≤100ms 4~10Mbps 99.9% 管理信息大区Ⅲ 集中在局部区域 1-2 个 无线 传输 核心网 ① 按需部署 2.6G 公网复用 基站。 ② 配置管理大区专用切片 ID ， 配置巡检专用 DNN 。 ③ 按需配置用户 5QI ，按需 设 置为 6 或 7 。 ① 采用 FlexE 硬隔离出专用 SPN 打通基站 - 核心网，同时设置 巡检 VPN 或 FlexE 切片。 ② 采用 SPN 专线打通 UPF- 电力 服务器。 ① 按需选择部署 UPF 部署位置： a ） 1+1 容灾部署地市边缘共享 UPF ，接入大 区核心 网控制面，按照用户数需求分配资源。 b ） 1+1 容灾部署园区入住式 UPF （ 5G 或者 10G 模 型），接入大区核心网控制面，实现 UPF 专用。 ② 并按需配置用户 5QI ，按需设置为 6 或 7 。 15 l l 通过无人机采集图像、视频、激光点云数据等上送至机巡调度中心，对架空输电线路本体、附属设施、线路通道等进行检查，完成线路日常巡检、故障巡检、动态巡检、检测工作。 传统无人机与控制台之间主要采用 2.4G 公共频段的 WIFI 或厂家私有协议通信，有效控制半径一般小于 2Km 。利用 5G 高速移动切换的特性，使无人机在相邻基站快速切换时保障业务的连续 性，从而扩大巡线范围到数公里范围以外，提升巡线效率。 应用场景：管理信息大区——智能化巡检（无人机巡检） l l 通过将可见光、红外光、传感器等基础技术搭载在机器人载体上，采集变电站内的非数字化设备的信息，同时完成信息上传，替代人的现场采集感官实现变电站巡视无人化。 目前巡检机器人主要使用 WIFI 接入，所巡视的视频信息大多保留在站内本地，并未能实时地回传至远程监控中心。 l 网络配置： l l 无线：采用 2.6G 公网基站复用，基于 DNN 实现机器人巡检和无人机巡检业务隔离，并按需配置 5QI 。 传输：采用专网专用，采用 FlexE 硬隔离管理大区，通过 VPN 或 FlexE 切片实现机器人巡检和无人机巡检业务隔离。 核心网：采用专网专用， UPF 按需部署在园区内，采用 1+1 容灾部署，同时基于 DNN1 和 DNN2 实现机器人巡检和无人机巡检业务隔离，并按需配置 QoS 。 5G 核心网 /MEC 站 内 巡 检服务器 5G CPE 巡 检 工 作站 远程管理 中心 巡检机 器人 无人机集成 5G 模 组或绑定 5G 手 机、 CPE 无人机控 制台 SPN 专线 配置管理大区专用切片 ID ，配置巡检专用 DNN ， 网络解决方案 | 端到端架构— 5G 电力行业专享网络匹配 应用场景：管理信息大区——智能化巡检（机器人巡检） 16 平台解决方案 | 总体规划 区域 场站 总部 功 能 应 用 平台 使能 电力物联网平台 三级 管控 物联 感知 发电机组 升压站 测风塔 保信子站 电能表 故障录波 AVC/AGC 箱变 CMS 传感器 AI 人工智能平台 新能源数据平台 应用使能平台 工业互联网平台 智慧工程管控 质量管控 运行管理 安全管控 物资管控 进度管控 现场管控 四方一体化管理 生产管理 设备管理 运行管理 检修管理 物资管控 外包管理 移动应用 智慧监盘 智能预警 全方位监测 一体化闭环处理 AI 智能预警模型 新能源集中 监控 一体化监控 智能预警 智能分析 智能报表 高度自主配置 智慧巡检 智慧网络 智能穿戴 升压站立体巡检 风机智能巡检 光伏智慧巡检 输电线路智慧巡检 智能安防 电力双碳 质量管控 能碳大屏 移动应用 APP 智能应用终端 集团侧双碳管理平台 企业侧双碳管理平台 输煤区域 智慧管控 AI 智能巡检 自动冲洗 智能告警 机器人摘复钩 斗轮机无人值守 可视综合看板 17 平台解决方案 | 智慧工程管控产品 解决的问题 1. 四方管理效率低，沟通成本高。 2. 监管执行到位难，监管目标多，分布 散。 3. 安全隐患发现迟，传统安全管理方式 根本无法覆盖或及时发现。 4. 数字化移交能力差，不能进行生产期 的数字化移交。 适用对象 1. 新建电站（火电、新能源）。 2. 基建类项目通用管理。 3. 支持单项目、多项目管理。 4. 作为智慧电厂组成部分。 5. 集团级、区域级、场战级三级管控。 应用案例 1. 西北新能源智慧工程管控 2. 灵台电厂智慧工程管控 智慧工程系统 建设目标 构建标准化、智能化管理体系，以“智慧”的 方法改进施工组织与人员交互的方式，实现有关 各参建方在工程进度、安全、质量、物资、造价 管控等方面的数据和信息共享，为实现基建期数 字化管控目标提供有力保障。 协同 更高 效 建造 更安 全 监控 更智 能 移交 更全 面 智慧工 程管控 18 1. 项目全生命周期管理 安全管控、质量管控、物资管控、进度管 控、造价管控、工艺管控、环保、值班、 技术指标、标准数据库十大管控功能。 。 2.AI 智能分析 基于大模型、行业领先的 AI 人工智能技术， 实现人安全帽佩戴识别、反光衣识别、抽 烟识别、车道占用识别和烟雾起火点识别。 3. 现场一体化管控 实现了现场一张图一体化管控，实时监视各类 设备的告警情况，塔机、吊钩等设备实时运行 监视，人员定位等一体化监视。 平台解决方案 | 智慧工程管控产品 基建项目全生命周期管控特点，紧密围绕人、机、料、法、环关键要素，综合运用物联网、 AI 智能分析等技术手段， 为基建期数字化管控目标提供有力保障。 19 平台解决方案 | 生产管理产品 解决的问题 1. 作业现场缺乏信息化支撑，仍处于 口传手记的阶段。 2. 部门间流程协同依赖线下审批，流 转效率低。 3. 关键作业过程无法留痕追溯，缺乏 绩效评价依据。 生产管理系统 建设目标 管理规范 生产过程规范化管理，提高企业管控效率 流程好用 业务功能整体规划，实现业务紧密关联、流程 协同融合 数据全面 采用一体化平台、微服务、多租户技术构建系 统，数据集成共享 适用对象 1. 新建电厂（风、光、火）。 2. 老电厂系统升级改造。 3. 单模块部署使用。 4. 作为智慧电厂组成部分。 5. 支持集团级、区域级、场战级 三级管控。 应用案例 1. 盛鲁电厂火电生产管理系统 2. 西北新能源生产管理系统 20 设备信息 继电保护 设备技改 技术监督 劳保措施 反事故措施 运行定期工作 缺陷管理 运行台账 巡检管理 值班日志 操作票管理 工作票管理 检修交代 作业指导书 设备管理 设备台账 保护投退 运行管理 交接班管理 检修管理 设备检查 检修定期工作 入厂信息 开工审批 外包管理 外包单位 外包人员 移动两票 移动审批 移动应用 移动巡检 移动缺陷 出入库管理 物资盘点 物资管理 物资台账 需求计划 平台解决方案 | 生产管理产品 以电厂 信息流、工作流 统一为目标，以企业设备资产管理为基础，将运行、检修、物资等各部门协同统一管理，构 建关联紧密、完整顺畅的运行大流程 ， 结合移动巡检、两票、缺陷的应用 ， 提升企业运营效率，降低企业运营成本。 21 21 运行台账 系统对给类运行数据 行程台账记录。包括 技术措施台账、设备 绝缘测量、接地线刀 闸小车记录、真空严 密性试验记录、燃油 数据台账、避雷器记 录等。 巡检管理