科技日報實習(xí)記者 孫明源
由國家發(fā)展改革委、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部與黑龍江省人民政府共同主辦的2022世界5G大會將于8月10日—12日在黑龍江省哈爾濱市召開。
“我們做電網(wǎng)的就盼著5G吶！”
在國家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院原院長邱宇峰看來，5G對于未來的電網(wǎng)來說將是重要的技術(shù)支撐。邱宇峰長期關(guān)心“雙高”電網(wǎng)的建設(shè)，“雙高”即高比例清潔能源、高比例電力電子裝置。邱宇峰指出，5G通信技術(shù)能夠適應(yīng)清潔能源和分布式配電網(wǎng)的特性，也是實現(xiàn)“雙高”的技術(shù)前提之一。
5G將在電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)發(fā)揮作用
未來的電網(wǎng)將是什么樣的？邱宇峰給出了幾個關(guān)鍵詞：靈活、可控、柔性。這些關(guān)鍵詞背后的重要因素就是清潔能源的大規(guī)模應(yīng)用。
邱宇峰表示，隨著化石能源危機(jī)和“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，清潔能源在電網(wǎng)動力來源當(dāng)中將占到越來越高的比例。到2030年，清潔能源發(fā)電裝機(jī)占比或許會達(dá)到60%。
風(fēng)能、太陽能、潮汐能等清潔能源的共同特點(diǎn)就是間歇性、不穩(wěn)定性、分散性。邱宇峰說，要想利用好清潔能源，就需要兩個重要技術(shù)的支撐，一個是柔性交直流輸電技術(shù)，另一個是儲能技術(shù)，而5G對于這兩項技術(shù)來說都是重要的基礎(chǔ)設(shè)施支撐。
邱宇峰解釋說，電網(wǎng)要接入各種分布式的能源，就得具備更好的潮流調(diào)節(jié)控制和變換能力，實現(xiàn)即插即用、靈活供電。這些功能的實現(xiàn)需要柔性交直流輸電技術(shù)，該技術(shù)的最大特點(diǎn)就是具備靈活迅速的調(diào)節(jié)能力。
“要想實現(xiàn)靈活迅速的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)就必須實時傳輸、處理大量信號。這件事只能依靠大帶寬、低延時的通信技術(shù)才能實現(xiàn)，這種技術(shù)就是5G。”
邱宇峰把電網(wǎng)比作人體的血管，其中大規(guī)模、長距離的輸電網(wǎng)就像是動脈，主要依靠高壓輸電和光纖通信。地區(qū)性、分布廣的配電網(wǎng)就像是毛細(xì)血管，需要5G通信來實現(xiàn)靈活調(diào)控?！耙簿褪钦f，5G技術(shù)的主戰(zhàn)場是配電網(wǎng)，它對接各級用戶，處理的是無數(shù)用戶實時發(fā)出的信號。”邱宇峰說。
在儲能技術(shù)當(dāng)中，5G也會發(fā)揮重要作用。邱宇峰解釋說，分布式新能源需要分布式儲存與之配合，并依據(jù)需求調(diào)度儲量。這種調(diào)度同樣涉及對大量信號的實時傳輸、處理，因此也需要5G技術(shù)的支撐。
“應(yīng)用分布式清潔能源的每個環(huán)節(jié)都需要5G。也正是在清潔能源廣泛應(yīng)用這一大背景下，5G技術(shù)成了必不可少的支撐技術(shù)?！鼻裼罘蹇偨Y(jié)說。
電網(wǎng)5G基礎(chǔ)設(shè)施正在建設(shè)中
在精密如毛細(xì)血管的配電網(wǎng)當(dāng)中，5G技術(shù)的主要功能是傳輸信號。而這些信號的來源，就是各類傳感器。邱宇峰表示，大量傳感器正在改造、部署當(dāng)中。5G就像是一條寬闊的高速公路，而傳感器提供的是在公路上奔馳的車輛。
邱宇峰提醒，電網(wǎng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，涉及多種基礎(chǔ)設(shè)施、大量技術(shù)，5G只是其中之一。目前柔性交直流輸電技術(shù)、儲能技術(shù)普及都受制于器件發(fā)展，未來的趨勢是電網(wǎng)將采用更多電力電子設(shè)備，實現(xiàn)半導(dǎo)體化，電網(wǎng)形態(tài)變成柔性電網(wǎng)。這一系列變化及其背后的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都是5G技術(shù)“施展拳腳”的前提條件。目前，5G技術(shù)需要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還在路上。
邱宇峰補(bǔ)充說，5G技術(shù)還可以在電力設(shè)施的維護(hù)修理當(dāng)中發(fā)揮重要作用。許多電力設(shè)施地理位置偏遠(yuǎn)，遇到緊急技術(shù)故障很難找到可以迅速介入的專家。憑借5G通信技術(shù)，電力設(shè)施未來可以在維護(hù)專家和當(dāng)?shù)仉娏υO(shè)施之間即時傳輸大量數(shù)據(jù)、畫面，實現(xiàn)“遠(yuǎn)程問診”“遠(yuǎn)程手術(shù)”。
“未來的電力設(shè)施是可以遠(yuǎn)程測試、操控、維修的。原先大范圍、長距離信息傳輸都得依靠大光纖，有了5G之后，這些地區(qū)性的精密操作都有了實現(xiàn)的可能。這也是5G同電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)關(guān)聯(lián)緊密的一個方面?！鼻裼罘逭f。
5G助力打造“綠色龍江”
2022世界5G大會的舉辦地黑龍江省是電力大省、能源大省。依據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，2022年1—4月黑龍江省發(fā)電量累計值為396.2億千瓦時。從發(fā)電結(jié)構(gòu)來看，火力發(fā)電量為312.9億千瓦時，占比為78.98%，其余發(fā)電量主要由風(fēng)力、太陽能、水力提供。
火力發(fā)電比重較高仍是黑龍江省能源領(lǐng)域的現(xiàn)階段特征。邱宇峰指出，5G技術(shù)將為清潔能源利用提供必不可少的技術(shù)支撐，以清潔能源為基礎(chǔ)的電網(wǎng)有助于黑龍江省“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)，也會帶來電力裝備的大規(guī)模更新。環(huán)境和產(chǎn)業(yè)升級將會帶動經(jīng)濟(jì)社會各個方面，對黑龍江省的整體發(fā)展起到推動作用。
“5G技術(shù)對于智慧城市來說也必不可少。5G生態(tài)形成之后，我們將見證更高水平的‘綠色龍江’‘智慧龍江’?！鼻裼罘宄錆M期許。
邱宇峰表示，在8月份哈爾濱市召開的世界5G大會上，他將作為分論壇主席與能源領(lǐng)域的與會者交流，共同探討5G技術(shù)在能源及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的廣闊應(yīng)用前景。他注重5G的全球視野和基礎(chǔ)能力這兩個方面，他認(rèn)為世界5G大會在探討這兩個方面時都具備優(yōu)勢，他期盼大會取得豐碩交流成果。
