2022年度能源领域5G应用典型案例汇编

2022年度能源领域5G应用典型案例汇编 国家能源局工业和信息化部 为贯彻落实党中央、国务院关于加快推动5G应用的相关部署要求，推进《能源领域5G应用实施方案》及《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）》的相关任务，加速5G等新型信息技术与能源转型发展深度融合，国家能源局与工业和信息化部于2022年联合开展了能源领域5G应用典型案例征集活动，旨在激发能源领域各行业的创新活力，拓展能源领域5G应用场景，探索可复制、易推广的5G应用新模式、新业态，支撑能源产业高质量发展。 本次能源领域5G应用典型案例征集活动聚焦6个方向，即：智能电厂+5G、智能电网+5G、智能煤炭+5G、智能油气+5G、综合能源+5G、智能制造及建造+5G，共收到198个能源领域5G应用案例，覆盖全国26个省、自治区、直辖市，以及14家能源领域、信 息通信领域中央企业。经专家评审和复核，最终遴选出33个典型案例。总体来看，5G技术逐步与能源各行业融合创新发展且深度不断增加，取得了积极的示范效应。 为进一步总结案例经验，我们面向《能源领域5G应用实施方案》中的6个重点方向，将33个典型案例编撰成册，形成“2022年度能源领域5G应用典型案例汇编”，以供交流与推广。 一、智慧电厂+5G1 01上海石洞口�二电厂：基于边缘计算的5G智慧电厂1 02云南元谋物茂发电厂：5G+智慧光伏电站方案10 03天津华电：5G+人工智能在电力安全生产中的实践应用15 04江苏核电：基于5G的田湾核电基地智慧电厂23 05内蒙古东胜热电：全覆盖、全应用示范5G+智慧火电厂28 06云南糯扎渡电站：5G+全域应用助力华能水电智慧转型34 二、智能电网+5G41 07国网山东电力：省域5G电力专网赋能新型电力系统41 08国网浙江电力：5G高弹性电网助力“双碳”目标48 09国网北京电力：5G智能电网助力天空地一体化冬奥54 10南网总调：构筑5G电力应用网络安全堡垒61 11国网江苏电力：5G助力输配电网智能高效运维67 12广东电网：省地协同5G虚拟专网规模应用及自服务管理76 三、智能煤矿+5G84 13内蒙古白音华：露天煤矿宽体自卸车5G+无人驾驶84 14国电建投内蒙古能源：5G网络服务与应用项目90 15中煤陕西大海则煤矿：复杂环境下的智慧安全开采97 16新疆哈密疆纳矿业：露天煤矿无人驾驶项目104 17山西新元煤矿：5G网络技术应用与研究111 18河南平宝煤业：煤矿开采全流程业务互联118 19新疆玛纳斯天欣煤业：5G+智能矿山应用案例126 四、智能油气+5G131 20华润燃气：5G智慧巡检保障燃气安全生产131 21国家管网：基于5G的“工业互联网+安全生产”应用139 22广州石化：5G赋能安全、绿色、智慧新石化145 23深圳燃气：5G+智慧燃气数字赋能超大城市公共安全154 24中海炼化：“5G+工业互联网”智能工厂162 25湖北四机赛瓦：5G助力大功率油气压裂机组施工169 五、综合能源+5G174 26新奥临空能源：临空经济区综合能源智慧化运营174 27广东电力设计院：5G+E-Block智慧园区示范180 28湖南华自科技：基于5G的园区微网源网荷储互动调控示范站186 29雄安智慧能源：智慧能源运营平台助力能源高质量发展191 30陕煤榆林化学：5G助力“安全、绿色、高效、智能”生产198 六、智能制造与建造205 31河北黄骅港：5G智慧港口创新应用项目205 32国核示范：国和一号5G智慧工地项目210 33天津海油工程：5G智慧工厂项目217 01上海石洞口第二电厂：基于边缘计算的5G智慧电厂 所在地市：上海市宝山区 参与单位：华能国际电力股份有限公司上海石洞口�二电厂、中国移动通信集团上海有限公司 技术特点：利用5G+行业虚拟专网，解决覆盖火电厂全生产流程的人员管控、生产管理难点；利用5G+MEC无线虚拟专网，满足电厂关键数据实时 性、安全性传输的需求 应用成效：作业现场司机减少20人，人力成本降低400万元/年；故障维修成 本降低约100万元/年；燃煤耗用量减少0.3%/年，约1.5万吨，助 力节能减排，燃料节省约600万元/年 华能国际电力股份有限公司上海石洞口第二电厂（简称“石洞口第二电厂”）成立于1998年，是一家以从事电力、热力生产和供应为主的企业，发电能力位居全国前列，先后荣获全国电力企业“一流火力发电厂”、国家电力公司“双文明单位”、“上海市最佳工业企业形象单位”、“上海市文明单位”等荣誉称号。 国家大力推进发电行业数字化转型，鼓励发电企业利用5G等现代信息技术对其信息化、智能化系统进行改造，以实现行业业务的实时监测和有效管控。当前，电厂转型发展面临三大痛点：一是人员安全管理效率低，危险区域 人员违规行为处理以事后追责为主，无法事前预防；二是实时生产数据采集难，导致自动化及智能化程度低。由于现场传感器数量少，数据采集多以人工巡检为主，工作效率较低无法满足智能分析的要求；三是传统有线及无线网络应用范围受限。光纤等有线网络部署不灵活、耗资大，而4G网络及WIFI带宽不足、时延高、稳定性差等。为了解决上述痛点，石洞口第二电厂联合上海移动开展5G智慧电厂探索，落地多项5G应用场景，助力电厂实现少人化、智能化生产。 该案例部署5G+MEC虚拟专网，满足关键数据实时性、安全性传输需求。在网络覆盖方面，在厂区共部署6个宏基站和60个室分基站实现5G网络全覆盖，保障业务高质量传输；在组网架构方面，采用UPF设备下沉方式组成边缘计算专网满足数据分流需求，实现厂内生产数据本地流量闭环，同时满足业务低时延需求；在网络安全方面，通过组网安全防护、UPF设备防护、通用安全防护三方面技术提升网络安全的可靠性、稳定性。 5G网络组网架构图 该案例通过融合5GMEC技术，落地多个应用场景，覆盖卸煤、输煤、验煤、掺配煤至主设备发电等生产流程，解决作业人员安全管控难、生产管理移动应用少等痛点。 电厂码头的卸船机用于燃煤接卸，传统接卸方式下司机操作规范性差，设备故障率高、安全事故多发。该场景利用5G+高清视频监控可远程实时监控机房内钢丝绳卷筒工况，发现有异常缠绕或脱绳则自动识别并报警，及时通知相关人员处置，有效减少了因操作不当造成的事故和设备损耗。 卸船机监控异物缠绕警告 同时，该场景通过5G超高清视频远程监控卸船机料斗，并结合人工智能算法自动识别下料流畅度，每当装卸到流动性差的煤料，可通过5G网络自动控制料斗的卸煤速度，有效解决煤料粘堵的问题。 图像识别落料情况 针对卸煤码头强风频发的特点，该场景利用风速监控设备采集码头风速信息，并利用5G网络将其实时回传至平台，实现自动超限预警功能，使管理人员随时随地掌握前方码头实况，提前通知司机停车避险。同时，该场景在卸船机锚定装置加装5G监控摄像头，操作人员借助监控算法与预警画面进行锚定锁定，提升锚定效率和避险速度。 风速实时监控卸船机锚定装置5G监控 输煤流程指通过多条皮带将煤炭运输至厂内煤场储存， 再由煤场转运至各锅炉使用。该场景将5G工业相机和机器学习算法相结合形成自动识别系统，可识别15条高风险皮带的跑偏、溢煤、撕裂等故障情况，并及时发出警报。 设备运行现场画面机器视觉自动识别 此外，该场景采用5G+LORA物联网无线感知温振测点和5G输煤廊道机器人自动巡检的解决方案，解决皮带沿线巡检环境恶劣、人工巡检效率低、安全风险大等痛点。该场景通过将自主研发的5G移动式火险点热成像测温监控设备应用于动火票执行流程，可以实现相关业务的按需快速布置。该场景应用于夜间值守，如有异常温升可及时自动报警，将火灾扼杀在早期状态。 5G+LORA物联网无线感知温振测点5G输煤廊道机器人自动巡检 验煤流程指从煤料中取样化验的过程，确保煤质化验数据准确，为燃料配比提供依据。该场景利用5G摄像头采 集取样车运行状态视频，并借助5G网络大带宽特性将视频信息实时传输至中控室，结合机器学习算法实现车辆进入异常路线或人员异常动作的自动报警。 5G车载监控 针对煤质校验问题，该场景基于5G+煤质大数据分析和神经网络算法，利用锅炉燃烧时各项参数推算得出磨煤机实时入炉燃料的煤质指标，并将其作为入炉煤质采样化验准确性的校验依据，指导中控值班员优化燃烧控制，提高锅炉燃烧的稳定性和效率。 大数据分析计算 煤场是电厂的“粮仓”，也是整个燃料输送系统的枢纽， 负责煤炭存储并根据燃烧需求进行不同煤种的掺配供煤。煤场内堆取料机通常采用人工作业方式，作业环境差且人工操作易出错。该场景借助5G+物联网技术，实现燃煤电厂圆形、条形两类主流煤场堆取料机无人值守“云监工”，形成了堆取料机无人值守自动运行方案，相关成果已获得两项发明专利，促进行业规模推广。 圆形煤场堆取料机无人值守条形煤场斗轮堆取料机无人值守 发电过程是煤炭经过研磨，喷到锅炉中燃烧，将水变成高温高压蒸汽，带动汽轮机和发电机旋转做功，产生电力。该场景利用振动、温度、电流电压、压力等监测仪采集辅机参数信息，并通过5G网络传输至云平台，平台用智能算法进行频谱分析，实时监测辅机设备的健康状况，制定状态检修策略有效降低检修成本，提高设备可靠性。 5G实时检测设备振动情况 为解决发电企业作业环境差、危险系数高、安全隐患大等问题，该场景利用5G摄像头、智能安全帽等终端设备捕捉现场实时画面，自动进行违章识别，并通过现场报警、手机推送提醒等功能，提高作业人员安全管控效率。 5G安全管控平台 电厂生产设备众多，检修运行管理任务繁重，管理效率亟待提高。该场景构建了基于5G网络的智能生产管理移动应用平台，实现巡检、缺陷、工作票、操作票等智能化管理的现场实际应用。 生产管理移动应用平台 （一）经济效益 该案例借助5G技术，实现燃煤电厂两类主流煤场堆取料机全部无人值守“云监工”，并获得两项发明专利。该案例利用5G技术改善员工作业环境，减少现场司机20人，人力成本减少近400万元/年。该案例5G应用助力设备自动化、平稳化运行，故障维修成本可节省100余万元/年。此外，精确堆取后燃煤耗用量1.5万吨/年，占比约0.3%，节约燃料费用600余万元/年，助力节能减排。 （二）环境和社会效益 在5G技术的助力下，电力行业将逐步形成智能、高效的新局面。随着5G智慧电厂综合应用的深化发展，会产生一系列产业效应，如产业关联效应、产业激励效应和产业示范效应等。 该案例典型经验包括三个方面：一是坚持问题导向。通过5G技术在生产管理方面7类应用、21种细分场景，解决从卸煤、输煤、验煤、掺配煤至主设备发电全流程的生产管理难点；二是瞄准产业痛点。通过自主研发的便捷5G+物联网产品，降低部署成本，规模部署后支撑解决传统控制系统测量监视点数据不足的问题，为大数据分析奠定基础； 三是注重成果转化。通过积极申请知识产权，促进行业内推广。该案例共申请25项知识产权和一项产品商标注册，其中10项已取得授权，研发了5种5G相关产品并在本厂推广使用。 02云南元谋物茂发电厂：5G+智慧光伏电站方案 所在地市：云南省元谋县 参与单位：华能新能源股份有限公司云南分公司、中国移动通信集团云南有限公司、中国移动通信集团云南有限公司楚雄分公司、中移物联网有 限公司、泓识智汇（北京）科技有限公司、华为技术有限公司 技术特点：利用5G+物联网、大数据、人工智能、云计算、边缘计算等技术，形成智慧光伏运维一体化平台；利用5G+AI技术，实现智能诊断、无人机自动巡检、机器人巡检、安全管控等5G应用，实现电厂运营 降本增效 应用成效：发电量提升2.1%，整体经济效益提升590万元/年；运维效率提高 46.7%，设备运维费减少28.3%以上 元谋物茂光伏电站坐落于云南省楚雄州元谋县物茂乡，隶属中国华能集团，电站总投资超33亿，总装机容量550兆瓦，是目前亚洲最大的山地光伏电站。 元谋物茂光伏电站在生产运营中存在以下痛点:一是山地光伏区域分散、地块跨