伴随现代通信技术的发展,5G技术已经渗透到多个发展领域,智慧电厂建设领域就是其中之一。相比于传统的4G技术,5G技术的应用效果更佳,能够帮助企业单位解决网络延时等方面的问题,更好地保证生产安全,提高网络服务效果。因此,智慧电厂建设过程中,有关领导需要提高对于5G技术的认识,加强5G技术在智慧电厂建设中的合理应用,构建一流的智能化管控平台,实现数据标准话,有效提升火电厂的诊断能力、生产能力、安全管控能力等。基于此,本文结合某智慧电厂,针对5G技术的应用进行探讨,这对于其他企业5G技术的应用具有一定借鉴指导意义。
15G技术简介
5G通信技术即第5代移动通信技术,具备高带宽、高可靠以及低延时三大优势,将与云计算、大数据以及人工智能相辅相成,促进全行业数字化进程。5G通信技术以其远超4G的数据传输速度、超强的实时能力以及全空间的连接,逐步成为国家战略基础技术。火力发电行业是智慧能源及智慧制造两大领域的重要组成部分,推进5G通信技术在火电厂智能化进程中的应用则势在必行。
25G技术在智慧电厂中的研究和应用分析——以某智慧电厂为例
2.1项目概况
某国电公司厂区位于安洲镇福沙村,西临长江,宁启铁路、新长铁路,水陆交通极为便利。电厂经营范围包括火力发电、码头及其他港口设施服务、货物装卸、仓储服务;供应国际航行船舶饮用水,发电相关产品销售(煤灰、煤渣),煤炭批发,零售,热力供应服务,售电业务。本次智慧电厂项目中,要求利用5G网络指导设备优化控制,促进机组安全和经济、环保运行最优化;实现生产业务标准化、高效化管理,通过设备故障预警及诊断分析,促进设备治理精细化;提高运营管控与经营分析能力,促进企业提质增效;通过人员、作业、环保风险识别与防控管理,支撑建设本质安全型企业。
2.25G技术在智慧电厂中的需求分析
该电厂面临着严峻挑战,在厂区网络建设方面,相对依赖有线网络,在生产制造以及运营管理方面存在诸多痛点:1)人工巡检:纸张记录,离线操作;无法与应用系统实时交互,漏检、失误率高。2)监控死角:偏远码头、仓库等区域光缆无法敷设,物资监控存在死角;视频大数据回传带宽不足。3)环境监测:有害气体、能源介质检测区域广、环境恶劣,有线网络布设难甚至无法布设,监测信息无法及时获取。4)人员定位困难:操作人员现场作业,位置无法有效定位,由于误操作而误入危险区域无法及时预警,易酿成安全事故。在有线方案铺设困难、4G网络带宽和时延又不足的情况下,只有5G才能满足发电厂区工业应用要求,因此,该电厂有必要加强5G技术的应用,以此提升5G综合应用服务能力。
2.35G技术在智慧电厂中的具体应用
2.3.1 5G技术在智能巡检系统中的应用
首先,巡检数据采集方面。由于该智慧电厂生产环境复杂,必须保证数据采集完整、及时、准确,所以巡检终端需要配置各类传感器模组以及采集系统等。为了更好地达到高质量数据传输服务效果,项目人员在智能巡检系统中配置了5G通信模块,借助该模块可实现视频、图像数据信息的采集,能够及时将各类重要数据信息及时回传,改善云服务访问速度 ,解决以往4G通信网络延迟、传输图像不清晰等问题,提高巡检终端和数据中心的信息交互能力。其次,巡检终端控制方面。当数据采集结束后,利用5G技术中的网络边缘计算功能,使得端到端网络延时速度<10 ms,极大地解决了控制指令发送时的网络高延迟问题,更好地实现巡检流程的自动控制。
2.3.2在火电厂布线困难场景中的应用
该智慧电厂建设过程中,存在布线困难的场景,对此,项目人员将5G技术与水源地无线控制系统、斗轮机无线控制系统进行融合。一方面,5G技术在水源地无线控制系统中的应用过程中,能够将PLC采集的运行数据回传道上位监控站,为有关操作人员实时监控提供方便,提高数据传输的高效性,解决了远距离设备通信困难的场景问题,确保该智慧电厂水源的正常供应。另一方面,在斗轮机无线控制系统中应用5G技术,为主PLC和轮机前端PLC的无线通信奠定了良好基础,依托5G技术的应用优势,促使上位机图像采集等更为方便,并能够根据设备运行状态等进行建模分析,及时发出预警、远程控制指令等,解决布线困难场景中的问题。
2.3.35G技术在电厂安全生产管理中的应用
针对该电厂中的安全生产管理问题,项目人员在安全生产管理中引入了5G技术,安全能力提高的同时,安全标准也有所增强。具体应用措施如下:第一,实施加密算法。利用5G技术为电厂系统运行提供256位加密算法,提升其加密能力。第二,保护用户面完整性,相比于4G技术,5G技术该功能的应用可以提高空口安全保护力度。第三,加强用户隐私保护,将5G用户ID实施加密传输方式,以满足用户隐私保护的需要。第四,实施统一鉴权方式。针对不同接入方式,5G技术均采用统一鉴权方式,以提高该企业用户鉴权体验。第五,用户级安全策略。5G技术提供精细粒度的安全策略,在安全策略使用方面更为灵活,利于电厂安全生产管理。
2.4效益影响
本项目研究成果推动了5G智慧电厂领域的发展,实现了移动超清视频监控等系统和5G技术的融合应用,加快了设备系统终端与5G的连接升级。同时,利用5G技术解决了该智慧电厂建设中的技术与管理难题,能够降低时间成本与人力成本,取得了良好的经济效益与社会效益,大大提高了项目推广性与影响力,有助于实现5G新技术在智慧电厂中的规模化应用。
3结语
综上所述,5G技术在智慧电厂无线网络领域发展中具有重要的应用意义。本文基于某火电厂的5G技术需求问题,从智能巡检系统应用、布线困难场景应用、安全生产管理方面入手进行分析,经过5G通信技术的有效应用,充分发挥出了该技术高带宽、低延时等方面的应用优势,解决了智慧电厂建设中的问题,使得通信网络稳定性与安全性有所提升,极大地保障了通信服务质量,最终有效推进了智慧电厂的建设进度,这对于新时期智慧电厂的发展具有重要的意义。
参考文献
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