“智能巡視+全光網(wǎng)絡(luò)”率先突圍變電站驅(qū)動力來自于何處
來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2024-03-29 17:43
郭石心
當(dāng)變電站的設(shè)備越來越多，巡檢工人越來越少，巡檢工作量越來越大，如何解決此類矛盾？當(dāng)變電站的巡檢攝像頭掉線，多快才能排障結(jié)束？
事實上，傳統(tǒng)工作中檢修的快慢很難被定義。這往往牽涉層級復(fù)雜的傳統(tǒng)交換機網(wǎng)絡(luò)、多個協(xié)調(diào)配合部門、復(fù)雜的故障隱患及排障，數(shù)小時也稱得上“快”。
在“全光網(wǎng)絡(luò)”投入使用后，秒級故障定位成為現(xiàn)實。這種“全光”變革，當(dāng)屬2024年全國兩會上提的熱詞“新質(zhì)生產(chǎn)力”所指的科技創(chuàng)新驅(qū)動。那么這種驅(qū)動力來自于何處？
隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，數(shù)智化堅強電網(wǎng)建設(shè)不斷提速。作為電網(wǎng)心臟的變電站，新增數(shù)量也不斷創(chuàng)下新高。變電站的安全穩(wěn)定運行是維護好電網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵工作。然而，人工巡視成本大、工作量較重、對專業(yè)技術(shù)要求高等因素在變電站的高效安全運維中存在潛在不利。
為此，華為聯(lián)合行業(yè)伙伴提出了一套能夠有效減負(fù)荷、降成本、提安全的智慧變電站解決方案，海量數(shù)據(jù)輕松上傳，助力客戶實現(xiàn)高效巡視。近日，這一方案在以“因聚而生 數(shù)智有為”主題的華為中國合作伙伴大會2024上發(fā)布。
“算法+”精準(zhǔn)解決痛點
智能巡檢識別保障站內(nèi)安全
在日常運維中，變電站站內(nèi)巡視是最日常、也是最繁雜的工作。以500KV變電站巡視工作為例，要求以“日”為單位進行巡視。監(jiān)測裝置運行狀態(tài)難掌握、接入網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)全鏈路監(jiān)測缺失等問題，致使設(shè)備全面感知能力弱、后期運維壓力大。一個層級更簡單、運維更清晰的工作平臺呼之欲出。
在國網(wǎng)四川電力，全光變電站方案落地生根，打造了一個優(yōu)秀的典型實踐“F5G變電站”，為客戶帶來三大價值。一是規(guī)范網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一網(wǎng)管。“一網(wǎng)多用、多網(wǎng)合一”將站內(nèi)無線傳感器設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在一個網(wǎng)管進行圖形化管理，故障實時感知。二是簡化網(wǎng)絡(luò)、高效運維。F5G全光網(wǎng)絡(luò)兩層間設(shè)備和線纜均為無源器件和光纖，減少了安全風(fēng)險點、故障隱患點。借助可視化鏈路監(jiān)控網(wǎng)管，可實現(xiàn)秒級故障定位。三是冗余備份、安全加固。在核心站點部署雙OLT實現(xiàn)Type-C雙歸屬保護、出站分別承載在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和骨干傳輸網(wǎng)上，實現(xiàn)了核心站點接入網(wǎng)、承載網(wǎng)的冗余備份。
如何能為巡視工人減負(fù)呢？變電站必須實現(xiàn)數(shù)字化的目標(biāo)，即無人化、集控化，智慧化。遠(yuǎn)程集中監(jiān)視，視頻集中處理是未來的趨勢。變電運維監(jiān)控模式優(yōu)化是一個方向。華為智能巡檢替代了人工，減輕員工進行設(shè)備外觀和紅外巡視的工作，融合在線監(jiān)測以及數(shù)字化表計。這一華為“全光”方案實現(xiàn)了通過智能算法助力異常精準(zhǔn)分析與識別保障站內(nèi)安全，提升變電站巡檢效率。
超大帶寬支撐全光網(wǎng)絡(luò)
護航海量數(shù)據(jù)高效回傳處理
變電站數(shù)字化智能巡檢的背后，對網(wǎng)絡(luò)帶來的三大挑戰(zhàn)——采集對象海量化、采集內(nèi)容視頻化、采集頻次實時化，所產(chǎn)生的海量、龐大的數(shù)據(jù)能否高效、準(zhǔn)確地快速處理，直接關(guān)系著整個電網(wǎng)的安全。
以當(dāng)前220KV及以下區(qū)域型的站點為例，各站的高清視頻、圖片等信息利用調(diào)度的SDH網(wǎng)絡(luò)，傳輸至區(qū)域中心變電站。在遠(yuǎn)程集中監(jiān)視中，視頻集中處理成為必須。智能變電站的運行需要Gb+級別的帶寬，才能滿足視頻云化、強大AI、多系統(tǒng)智能聯(lián)動，輔助生產(chǎn)，無人值守等功能。這與傳統(tǒng)變電站、數(shù)字化變電站的帶寬要求完全不在一個量級。目前SDH網(wǎng)絡(luò)的帶寬有限，每站約10M至20M帶寬，帶寬支撐不足，導(dǎo)致高清視頻和圖片回傳卡頓。然而，當(dāng)前高清視頻約8M/路，20M的帶寬最多支持2路視頻的并發(fā)上送，導(dǎo)致站內(nèi)帶寬無法滿足物聯(lián)視頻信息直送?，F(xiàn)網(wǎng)組網(wǎng)下35KV/110KV/220KV變電站四區(qū)通過SDH與地市接入網(wǎng)相連，大量數(shù)據(jù)匯聚于集控站，回傳信息難。
華為方案的全光網(wǎng)絡(luò)利用現(xiàn)有光纖，構(gòu)筑站內(nèi)PON OSU網(wǎng)絡(luò)，未來OTN OSU超大帶寬支撐數(shù)據(jù)匯聚于區(qū)域中心，以其超大帶寬支撐視頻、圖片回傳，保障各站信息匯聚。其中，OLT部署于站內(nèi)出口，北向通過以太口（光口）連接，南向與分光器相連，單槽位吞吐量達100G/s，滿足千兆超寬接入，保障4K視頻等高帶寬業(yè)務(wù)無卡頓。ONU部署于變電站內(nèi)末端接入階段，提供上下行Gb級別帶寬，多攝像頭并發(fā)業(yè)務(wù)有保障，滿足4K密集攝像頭部署場景。
同時，全光網(wǎng)絡(luò)有簡架構(gòu)、易演進、智運維的特點。第一，相對于IP網(wǎng)絡(luò)，光網(wǎng)絡(luò)是P2MP組網(wǎng)，從OLT到分光器只需一根光纖，分光器最多分出128根分支光纖接100+攝像頭，極大節(jié)省光纖和光模塊（N+1）；第二，相比網(wǎng)線而言，網(wǎng)線代際分明，每次提速都需翻新線纜，成本高；光網(wǎng)絡(luò)全速率承載，一次布線10年不換纖，保投資，業(yè)務(wù)按需擴展，帶寬彈性升級，節(jié)省長期投資；第三，全光網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)故障自動發(fā)現(xiàn)、N屏->1屏統(tǒng)一可視，網(wǎng)絡(luò)主動健康保障，最佳時延保障，讓時間從小時精確到分鐘。
根據(jù)客戶的實際需求，智慧變電站方案以遠(yuǎn)程智能巡視和站-站F5G全光網(wǎng)絡(luò)兩大模塊實現(xiàn)智能巡視，輔之以Atlas 500 Pro、分光器、網(wǎng)關(guān)、esight網(wǎng)關(guān)軟件等以及對應(yīng)的維保、專業(yè)服務(wù)進行配置，成功實現(xiàn)了減負(fù)荷、降成本、提安全，大大降低了人工周期性巡視。
無論是室外場地，還是在GIS室、繼保室、高壓室、電容器室、端子箱等密閉空間，全光變電站方案成功改變了傳統(tǒng)變電站運維人工依賴高、設(shè)備智能化低、整體安全管控效率弱的劣勢，用戶可以隨時隨地進行智能巡檢，通過聯(lián)動監(jiān)視、智能分析等功能，掌握設(shè)備運行狀態(tài)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)和視頻數(shù)據(jù)零中斷，站內(nèi)站外網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一致，定位問題效率極大提升，落實設(shè)備主人責(zé)任，高質(zhì)高效地保障變電站的安全運行。此外，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的分光器采用無源器件，也可降低站內(nèi)能耗，全光網(wǎng)絡(luò)電磁0干擾，實現(xiàn)節(jié)能綠色的效果。
數(shù)智未來已經(jīng)到來。從事后應(yīng)對變革為主動預(yù)防，以智慧巡檢代替人工巡檢，由經(jīng)驗驅(qū)動躍升為數(shù)據(jù)驅(qū)動。華為聯(lián)合伙伴打造的全光變電站解決方案以智能化促安全、提管理、增效益為目標(biāo)，確保供電可靠和設(shè)備安全，促進狀態(tài)全面感知、信息安全共享，保障了設(shè)備診斷高度智能、運檢效率大幅度提升。
相信未來，華為將繼續(xù)秉持“因聚而生 數(shù)智有為”的核心理念，不斷強化“伙伴+華為”體系，攜手更多的合作伙伴，實現(xiàn)“數(shù)智世界 一觸即達”，共同構(gòu)建數(shù)智電網(wǎng)創(chuàng)新生態(tài)。
責(zé)任編輯：閆弘旭
