【中国联通:发力“5G+工业互联网”——赋能产业转型升级】

编者按:

“十四五”规划明确提出,强化国家战略科技力量,打好关键核心技术攻坚战,提高创新链整体效能。

中国联通认真贯彻落实国家“科技自立自强”战略,积极发挥市场需求、集成创新、组织平台的优势,坚持科技创新在全局工作中的核心位置,强化企业创新主体地位,围绕经营发展,创新产品应用,建设提升服务数字化转型、高质量发展的能力平台。在此,中国联通推出科技创新专题报道,从若干重点项目切入,展示公司数字化转型的创新力量。

坐在办公室里,看着监控大屏,高炉、湛江港运输带等设备的运转情况一目了然;在生产车间,戴着AR智能头盔的工程师,把故障设备的维修细节同步给后台,让后台专家指导现场维修作业……这一幕幕就发生在宝钢湛江钢铁管控中心,工作人员足不出户就完成了监控、巡检、故障预报以及远程协助处理等日常管理工作。

这一切的实现,离不开覆盖全厂区的中国联通工业装备联网系统。近年来,中国联通在5G+工业互联网领域不断寻找突破口,利用5G边缘云、切片等前沿技术加速与工业融合创新,助力产业数字化转型升级。

破解数据信息孤岛

传统企业如何拥抱工业互联网?第一道坎就是数据信息连通。

“目前传统工业特别是中小企业的数据联网率偏低。”中国联通广东省分公司网络能力创新中心(以下简称“广东联通网创中心”)产品总监徐舒介绍,主要的制约来自两个方面:一是缺少网络的整体规划和可一体承载的网络;二是工业领域的传输协议多达数百种,协议之间相互不兼容,第三方解析能力偏弱。

工业厂区有对外的互联网,有工厂内的局域网,还有工业控制网络等。这些网络虽然都叫“网”,但彼此割裂,并没有成为一个有机体。在徐舒看来,网络的割裂使工业数据沉淀为一个个孤立的点,很难充分发挥价值。即便是现代化的大型工厂,设备本身智能化程度已经很高,也仍然存在不同生产环节数据整合不足的情况。

因此,想要实现通信业与工业的深入融合协同发展,数据互通是关键。

“5G的出现,让‘一张网’统一承载变为可能,其高速率、低时延、高可靠性的特点,能够更好地支撑工业自动化场景和大流量业务,赋能传统工业转型。”徐舒说。

实现工业应用“统一承载”

“5G+工业互联网”的关键在于解决网络互联、数据互通、生产智能等问题,还要提高产业和技术供给能力、企业应用能力,保障安全体系。

为解决这一问题,中国联通创新性提出“网络+平台+应用”5G工业互联网系统方案,将设备、生产线、供应商、产品和客户紧密连接,实现1张5G专网承接,工业装备联网平台、MEC边缘云平台、网络切片平台3个管理平台赋能,数据采集类、监控管理类、生产控制类3类应用提效。

项目成员、广东联通网创中心林少泽介绍,该方案首先通过NB-IoT、5G等技术,将工业现场的设备互联,实现数据统一采集。同时,公司开发了工业装备联网平台和配套小程序,使用户打开APP就可随时随地接入管控工业的车间设备,实时监测工业设备状态。

为实现可确定的工业网络,中国联通将5G边缘计算直接下沉到工业园区,同时叠加网络切片,不仅能为园区提供基础网络连接,还为应用承载提供了集中的算力支持和网络性能保障。

其中,通过网络切片的部署,可以实现在工业园区外网与内网的隔离。“这种隔离保障了工业领域关键应用的网络性能和安全。”林少泽解释说。

依托MEC边缘云平台和网络切片平台,企业可实现工业应用的统一承载、业务的可视化监控、自助管理等,大大提高了运营效率。

工业“云”建构产业新生态

“5G边缘云的ICT融合构架及其与中心云的云边协同,可以实现足够的开放化和智能化。”广东联通网创中心边缘云平台构架师罗文杰表示,当5G与工业平台和应用结合,将会产生许多意想不到的“化学反应”。

正如罗文杰所言,“5G+工业互联网”不是传统 “网络”的狭义概念,而是从工业终端采集到连接云平台及工业应用的全栈体系。以此为背景,“云”便成为中国联通参与工业互联网创新过程中可以“大展拳脚”的地方。

据了解,该方案可以根据不同的工业需求进行定制化的开发,平台同时支持与亚马逊、阿里云、腾讯云等主流公有云的有效协同,方便客户进行差异化的部署。

“我们打造的这套5G+工业互联网解决方案,实现了‘云网边端’一体协同,有效实现了工业园区的设备互联、数据融通、感知保障和应用承载。”罗文杰介绍,目前该系统方案已在行业内得到广泛应用。

结合格力电器生产需求,中国联通制定了5G+MEC边缘云+SA切片专网总体方案。不仅确保了格力企业数据不出园区,保障生产数据安全和带宽资源独占、即用即有,同时将产线无纸化首检、产线视频监控等应用搬到边缘云上,实现了工业产线自动化升级。

除了服务格力园区建设,中国联通还利用5G技术为宝钢湛江钢铁实现炼钢风机无线远程监控,有效提升了故障预警率和运维时效。

作为唯一入选格力电器、宝钢湛江钢铁、达意隆三个工信部“5G+工业互联网”512创新工程项目的运营商,中国联通依托这套5G与工业互联网融合创新的解决方案,已发展大型项目超30个,拉动创新业务收入超7000万元。

“我们将在前期科研工作的基础上,继续加强核心技术创新,将‘5G+工业互联网’技术与促进产业生产方式根本性变革精准对接。”徐舒表示,下一步,团队将不断优化产品和方案,做深做透业务场景,助力5G赋能千行百业。

【#沿着高速看青海# 塔拉滩上好光景】
昔日的茫茫戈壁,已变成草原牧场。

牧场内,由374万块组件、10200台汇流箱、1700台逆变器、880多台箱变组成的光伏矩阵蔚为壮观。

随着太阳方位不断变化,智能化控制的光伏板不断调整着方向拥抱阳光。光伏矩阵下,昆仑雪菊、透骨草、紫苏、牛蒡子等高原生态作物长势茂盛,成群的“光伏羊”享受着“美食”。

6月17日,“奋斗百年路 起航新征程”暨“沿着高速看青海”主题采访活动车队走进海南藏族自治州共和县,在龙羊峡水光互补光伏电站所在塔拉滩生态光伏产业园,放眼望去,一排排光伏矩阵与生态产业有机结合,展现出一幅优美画卷。

龙羊峡水光互补光伏电站规划总装机容量85万千瓦,位于龙羊峡水电站水库左岸,直线距离约36公里。2015年6月实现并网发电,以330千伏电压等级输电线路送至龙羊峡水电站,通过水电调节后送入电网。

黄河上游水电开发有限责任公司通过一条大河、一片荒漠,建成了世界最大的龙羊峡水光互补光伏电站,在全球开创了传统能源与新能源协调运行的先河,这也使青海省和国家电投光伏发电产业走在了世界前列。

水光互补技术创造良好效益

“光伏发电虽好,但也存在间歇性、波动性和随机性较大的问题。为此,黄河公司主导相关科研院所,共同研发了水光互补协调运行控制系统,将不稳定的光伏发电,转换为安全、稳定的优质电源,提高了光伏发电质量,较好地实现了水力发电和光伏发电快速补偿的功能,解决了光伏发电的安全并网问题,填补了国内大规模水光互补关键技术的空白,应用成果达到国际领先水平,推动了国际大规模水光互补技术的发展。”黄河上游水电开发有限责任公司光伏维检公司共和产业园项目部副经理吴世鹏自豪地说,“这为后续联合开展大规模水、光、风黄河流域联合协调控制技术及智能调度系统应用奠定了基础。”

“通过水光风储结合的模式,不仅可以减少新能源弃电,还可以提高流域梯级水能资源利用、增加水电效益。”黄河公司党委书记、董事长谢小平表示,85万千瓦光伏电站视为“虚拟水电机组”,接入龙羊峡水电站,通过水轮机组的快速调节,将原本间歇、波动、随机、功率不稳定的锯齿型光伏电源,调整为均衡、优质、安全,更加友好的平滑稳定电源,将两个电源组合的电量,利用龙羊峡水电站的送出通道送入电网。

通过水光互补,龙羊峡水电站送出线路年利用小时可由原来运行的4621小时提高到5019小时,大幅提高了水电站的经济效益,实现了国有资产的保值增值。85万千瓦龙羊峡水光互补光伏电站一年可发电14.94亿千瓦时,对应到火力发电,相当于一年节约标准煤46.46万吨。减少二氧化碳排放约122.66万吨、二氧化硫4.5万吨、氮氧化合物排放2.25万吨,创造了良好的社会生态环境效益。

生态理念融入光伏建设

“原来这里的土地沙化严重,一片荒芜,自从建了水光互补光伏电站以后,生态显著改善,草长起来了,我们可以养羊,收入也高了。”家住海南州共和县铁盖乡的牧民向占奎是土生土长的当地人,提到这几年家乡的变化,他感慨地说。

塔拉滩生态光伏产业园区牢固树立生态环境保护优先的理念,不仅在电站设计、施工、安装环节开展环境保护措施的研究,避免破坏青藏高原脆弱的生态环境,同时在光伏电站子阵区内开展了一系列科学研究,努力探索光伏电站建设与生态环境保护之间的关系,成立了西北旱区生态水利国家重点实验室青海分实验室。

光伏电站的建设,不仅没有破坏环境,而且减少了子阵区内的风速,有利于土壤墒情、退化草场的恢复,在改善区域生态环境的同时,也改善了当地人民的生活环境。

2012年至今,园区植被覆盖率随着光伏电站的建设也在逐年增长,增幅达15%。为了让清洁能源发展与技术创新成果更多惠及普通百姓,园区积极探索和发展“光伏+生态+惠民”的新模式。雇佣当地牧民清洗光伏电站组件,增加了就业机会。随着电站的建设,带动了当地的交通、商业、城镇建设、服务业、旅游业的发展。

园区内格外亮眼的就是一座座羊圈,当地牧民养羊放牧,昔日的茫茫戈壁“变身”为草原牧场。针对当地土壤、水质、植被情况,园区还种植高原生态作物,使光伏产业成为惠及周边群众的阳光产业。

智能化让新能源更“风光”

在广袤的光伏矩阵中央区域,两名巡检人员使用无人机,通过红外成像技术观察电站运维情况。巡检人员说,无人机的运用让工作人员全面、准确、及时判别设备故障,提高了监测能力,降低了巡检强度,电站设备的可靠性大幅提高,大大增加了发电量。

“针对光伏电站规模化发展阶段的建设和运维中所存在的一系列问题,黄河公司将数字信息技术、互联网技术与光伏发电技术相融合,在业界率先使用“互联网+光伏”模式,建成新能源集控中心,应用4G网络、智能手持终端、手机App软件、数字信息等技术,打造“互联网+光伏”的智能光伏电站,实现“集中监控、大数据分析、远程诊断、实时维护”的智能管理模式,光伏单位装机运维管理人数同比下降9%、运维费降低34%、利润提升24%。”吴世鹏向记者介绍。

百兆瓦太阳能发电实证基地提供产业技术支撑

面对光伏行业发展的技术问题,考虑光伏产业发展的需要,黄河公司经过反复调研论证,在塔拉滩光伏发电园区内建成了全球品种最全、方案最多、样本分析最权威的光伏发电户外检测实证平台——百兆瓦太阳能发电实证基地。

实证基地让148种光伏主流技术及产品同台对比,总装机容量143兆瓦,由6个试验区和2个测试平台组成,设备囊括了国内外光伏知名制造商的组件、逆变器等,涵盖国内外多种最先进的技术,选用26种组件、21种逆变器、17种支架,展示30种设计理念、15种新设备、30种新材料以及4种电池的储能技术。

实证基地还设置2个主气象站及气象子站,为大容量光伏电站气象设计提供了基础数据和便利的实验条件,还与西北工业大学联合建立“西北旱区生态水利国家重点实验室青海分实验室”,对高原生态系统重建的影响机制进行研究。

通过对百兆瓦太阳能发电实证基地建设,实验数据的对比分析,实现了光伏发电站高精度、全系统数据分析在线监测,弥补了实验室检测的局限,让中国光伏发电行业走在全球前列,并为全球光伏行业发展提供了技术支撑和坚强保障。

截至目前,黄河公司已建成投产光伏电站总装机769.27万千瓦,比2016年增长208%,牢牢占据了全球最大光伏电站运营商的地位。

(记者 邓建青 文/图)#青海# #青海[超话]#

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