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      四部門印發能源領域5G應用實施方案五大智能煤礦+5G典型應用場景發布

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      四部門印發能源領域5G應用實施方案五大智能煤礦+5G典型應用場景發布

      來源:
      國家能源局
      日期:
      2021年6月15日
      瀏覽量

       

      關于印發《能源領域5G應用實施方案》的通知

      發改能源〔2021〕807號

      各省、自治區、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團發展改革委、能源局、網信辦、工業和信息化主管部門,有關中央企業:

      為落實黨中央、國務院相關部署要求,積極推進能源領域5G應用,國家發展改革委、國家能源局、中央網信辦、工業和信息化部聯合編制了《能源領域5G應用實施方案》,現印發給你們,請認真遵照執行。

       

      國家發展改革委

      國家能源局

       中央網信辦

       工業和信息化部

        2021年6月7日

       

      附件:《能源領域5G應用實施方案》

       

      能源領域5G應用實施方案

      5G具有高速率、低時延、大連接等特征,是支撐能源轉型的重要戰略資源和新型基礎設施。5G與能源領域各行業深度融合,將有效帶動能源生產和消費模式創新,為能源革命注入強大動力。為貫徹落實黨中央、國務院關于加快推動5G應用的相關部署要求,拓展能源領域5G應用場景,探索可復制、易推廣的5G應用新模式、新業態,支撐能源產業高質量發展,制定本實施方案。

      一、總體要求

      (一)指導思想。以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,全面貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中全會精神,堅持新發展理念,堅持以供給側結構性改革為主線,以推動能源生產和消費革命為中心,以培育能源新技術、新模式、新業態為主攻方向,促進以5G為代表的先進信息技術與能源產業融通發展,拓展能源領域5G應用場景,有效提升能源數字化、網絡化、智能化發展水平,為構建清潔低碳、安全高效的能源體系提供有力支撐。

      (二)發展目標。未來3~5年,圍繞智能電廠、智能電網、智能煤礦、智能油氣、綜合能源、智能制造與建造等方面拓展一批5G典型應用場景,建設一批5G行業專網或虛擬專網,探索形成一批可復制、易推廣的有競爭力的商業模式。研制一批滿足能源領域5G應用特定需求的專用技術和配套產品,制定一批重點亟需技術標準,研究建設能源領域5G應用相關技術創新平臺、公共服務平臺和安全防護體系,顯著提升能源領域5G應用產業基礎支撐能力。

      二、主要任務

      能源領域5G應用總體處于發展初期階段,尚需深入挖掘應用場景、完善配套支撐體系、培育有競爭力的商業模式。本實施方案基于當前發展階段,梳理提出了相關方面認為具有一定發展前景的典型應用場景及其配套支撐技術、基礎設施和安全保障體系建設任務。隨著技術進步,預期后續其他應用場景也將獲得進一步拓展,并演化出豐富多彩、形態各異的新模式、新業態。

      (一)進一步拓展能源領域5G應用場景

      1.智能電廠+5G

      研究面向智能電廠的5G組網和接入方案,開展電廠5G無線網覆蓋建設,綜合利用物聯網、大數據、人工智能、云計算、邊緣計算等技術,在確保電廠安全前提下,以需求為牽引,搭建適應電廠復雜環境的全域工業物聯網和數據傳輸網絡。開展基于5G通信的工業控制與監測網絡升級改造,實現生產控制、智能巡檢、運行維護、安全應急等典型業務場景技術驗證及深度應用,在火電、核電、水電和新能源等領域形成一批5G典型應用場景。

      專欄1智能電廠+5G典型應用場景

      1.生產控制。基于5G及TSN、工業以太、工業互聯網平臺應用等技術,將生產現場的各類測量設備、控制設備、執行機構等快速接入工業控制系統,支撐各類

      實時數據采集和遠程控制。

      2.智能巡檢。基于5G及邊緣計算、AI處理、機器視覺等技術,將智能攝像頭、智能機器人、巡檢儀、個人穿戴設備等各類智能化設備接入5G網絡,實現各類生產人員、智能化設備的互聯互通。

      3.智能運維。基于5G及云技術、人工智能、數據挖掘等技術,綜合實現設備狀態智能監測與感知、設備狀態智能評價、設備故障智能診斷及預警、AR輔助檢修及遠程專家支持等功能。

      4.安全應急。基于5G等技術,提升通信系統容災能力的同時,綜合實現對人員安全、危化安全、高風險作業安全及其他安全的技術管控和可視化管理,實現應急救援和快速處置情況下的人機協同和遠程作業協助。

      2.智能電網+5G

      加快研制5G通信終端、模塊樣機等行業定制化設備,開展端到端切片安全測試,研究電力行業的5G物聯網設備操作系統標準,搭建融合5G的電力通信管理支撐系統和邊緣計算平臺,重點開展輸變配電運行監視、配網保護與控制、新能源及儲能并網、電網協同調度及穩定控制等典型業務場景現網驗證及深度應用,探索5G網絡切片服務租賃、電力基礎設施資源與通信塔跨行業資源共享等商業合作模式,形成一批“智能電網+5G”典型應用場景。

      專欄2智能電網+5G典型應用場景

      1.輸變配電運行監視。基于5G網絡高速率、大連接特性和邊緣計算等技術,開展輸變配機器人巡檢、無人機巡檢、高清視頻監測等,推動微氣象區域監測與輔助決策、輸電線路災害監測預警與智能決策、全天候遠程通道可視化等業務深度應用。

      2.配網保護與控制。基于5G網絡低時延、高可靠特性和網絡切片等技術,通過配網差動保護、配網PMU等方式實現對配電網運行狀態的智能分析、遠程控制、

      故障定位、故障隔離以及非故障區域供電恢復等操作,減少故障停電時間和范圍,提升配電網供電可靠性。

      3.新能源及儲能并網。基于5G網絡低時延、高可靠特性和邊緣計算等技術,實現清潔能源資源評估、分布式儲能調節能力評估、發電預測以及場站運行分析等模塊數據實時交互,促進新能源發電消納。

      4.協同調度及穩定控制。基于5G網絡低時延、高可靠、大連接特性,實現電源、電網、負荷和儲能相關數據采集和高級計量,以及數據在平臺內部和不同平臺之間的多點、低延時傳輸和多參量數據融合處理,提高對電動汽車充換電站、工廠等重要負荷的精準控制能力,提升電網實時調度和穩定控制能力。

      5.應急現場自組網綜合應用。基于5G網絡高速率特性和邊緣計算等技術,實現應急通信現場多種多媒體裝備自組網及回傳、高清視頻集群通信和指揮決策。

      3.智能煤礦+5G

      建設煤礦井上井下5G網絡基礎系統,搭建智能化煤礦融合管控平臺、企業云平臺和大數據處理中心等基礎設施,打造“云—邊—端”的礦山工業互聯網體系架構。利用5G的高速率、低時延、大連接、高可靠等特性,重點開展井下巡檢和安防、無人駕駛等系統建設和應用,探索智能采掘及生產控制、環境監測與安全防護、虛擬交互等場景試點應用,促進智能煤礦建設。

      專欄3智能煤礦+5G典型應用場景

      1.智能采掘及生產控制。基于5G網絡高速率、低時延、高可靠等特性和網絡切片技術,深入研究5G工業模組與煤機裝備的深度融合,實現關鍵大型煤機裝備對5G通信的支持;開發基于煤礦5G網絡的生產實時性控制平臺,實現煤礦采掘和生產中各類信息的實時交互、遠程控制。

      2.環境監測與安全防護。基于5G網絡高速率、高可靠特性,實現井下可視化通信、實時高清視頻傳輸、環境監測數據采集,滿足環境監測與安全防護的海量高

      清視頻數據承載需求,提供全礦井、全流程智能安全預警。

      3.井下巡檢。基于5G網絡大連接、高可靠特性和邊緣計算、5G高精度定位等技術,研制支持5G高精度定位技術的基站、終端及礦用傳輸等設備,實現井下人員及裝備定位與信息實時交互,滿足井下巡檢需要。

      4.露天/地下礦山無人駕駛。基于5G網絡高速率、低時延、高可靠特性和5G高精度定位技術,利用高級駕駛輔助系統,開展礦山無人駕駛系統建設與應用,減少現場作業人員,實現安全、減員,支撐企業降本增效。

      5.虛擬交互。基于5G網絡高速率、低時延特性,探索虛擬現實(VR)與增強現實(AR)在煤礦井下的應用,實現現場實時巡檢、專家遠程輔助、生產培訓等功能。

      4.智能油氣+5G

      探索5G在石油石化行業獨立組網方案和應用,重點開展油田單井、管線、電力線、加油站等關鍵生產單元的高清視頻監控、無人機巡檢、機器人巡檢、工業AR等業務,打造扁平化油氣生產、煉化生產物聯網,在智能勘探、智能油氣田、智能煉廠、智能管輸等領域形成一批5G典型應用場景。

      專欄4智能油氣+5G典型應用場景

      1.智能勘探。基于5G網絡高速率、低時延、大連接等特性和邊緣計算技術,實現大規模地震節點儀集中接入、數據實時回傳和實時預處理,大幅提升油氣地震勘探作業及數據分析效率。

      2.智能油氣田。基于5G低時延、大連接、高可靠特性,實現油田各場站、單井、儀表等實時數據的穩定傳輸,鉆井、定向、錄井、壓裂實時數據和視頻數據的統一管理與及時傳輸,以及機器人/無人機巡檢、AR巡檢維護及大型機器遠程操控。

      3.智能煉廠。基于5G高速率、高可靠特性和網絡切片、邊緣計算等技術,實現視頻、儀表數據、高危作業、危化品運輸、中控室、管廊等監控任務,治污設施

      檢測、異味溯源等環保任務,以及消防、應急智慧車、無人機等應急任務。

      4.智能管輸。基于5G大連接、低時延、高可靠等特性和邊緣計算等技術,實現站場生產數據、設備狀態、環境信息的實時采集與傳輸,輸送管道狀態監測、泄露檢測、地質災害監測,以及長輸管線的應急通信、智能巡檢、無人機巡檢。

      5.綜合能源+5G

      依托5G網絡實現電、氣、冷、熱多種能源靈活接入,全面整合能源控制參量、能源運行、能源使用等數據,實現智能量測、需求響應、傳輸網絡以及服務平臺管理,構建“源—網—荷—儲”互動調控體系,重點開展生產控制、分布式能源管理、虛擬電廠、智能巡檢與運維等典型業務場景5G深度應用,支撐構建靈活互動、開放共享的綜合能源創新服務體系。

      專欄5綜合能源+5G典型應用場景

      1. 能流仿真與生產控制。基于5G網絡大連接、低時延、高可靠特性和網絡切片等技術,實現“源—網—荷—儲”系統設備的全部接入,支撐各類數據實時采集、遠程控制和建模分析。

      2. 分布式能源管理。基于5G大連接特性和邊緣計算等技術,實現分布式能源海量智能設備的數據分析、通信共享和調控管理。

      3. 5G網絡大連接、低時延特性和網絡切片等技術,實現對海量數據的實時感知、電力市場交易毫秒級傳輸以及負荷精準控制,以及用戶負荷感知與調控。

      4. 智能巡檢與運維。基于5G網絡高速率、低時延特性和邊緣計算等技術,實現設備運行數據實時獲取、實時分析、實時判別,支撐智能巡檢、遠程消缺、AR輔助檢修及遠程專家支持等作業。

      5.智能制造與建造+5G基于5G網絡,推進物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術在能源裝備制造和工程建造領域的全面應用,重點開展能源裝備智能制造、施工現場信息采集、工地作業、遠程監造、工地安全等典型業務場景的5G深度應用,提升能源裝備制造智能化水平和工程建設效率。

      專欄6智能制造與建造+5G典型應用場景

      1. 5G網絡大連接、高速率、低時延特性,實現能源裝備制造過程可視化管理和資源高效配置,縮短生產及輔助作業時間;實現傳感器和人工智能云化平臺的信息高效交互,使生產、建設、改造施工更加便捷;對能源裝備與附屬監測傳感系統進行聯合設計、聯合制造,形成集成智能傳感的先進能源裝備。

      2. 5G高速率、高可靠、低時延特性,利用5G+無人機采集施工現場的地形地貌數據,為智慧工地、總平規劃及設計提供三維實景模型;通過智能設備、預制傳感器等對現場建造數據采集,與三維設計模型數據對比,實現對施工過程的實時控制。

      3. 5G網絡大連接、高速率、低時延特性和邊緣計算、5G高精度定位等技術,通過邊緣云設備采集移動攝像機視頻圖像、安全帽、人員定位、環境監測、吊鉤可視化(塔吊防碰撞)、人臉識別等數據,滿足施工現場信息設備快速部署和人員移動作業需求。

      4. 5G高速率、低時延特性和邊緣計算、AR等技術,實現遠程在線檢查見證、自動記錄報告、前后臺互動支持、智能輔助等遠程監造功能,實現關鍵部位施工質量、施工工序、施工次數、施工標準的自動測量。結合云化機器人,實現危險作業的遠程控制和非人工處理。

      5. 5G高速率等特性和人臉識別、大數據處理、邊緣計算等技術,開展視頻監控與人員行為分析,實現對人員、車輛、危化安全,以及高風險作業、交叉作業等的安全管控。通過5G+AR/VR的應用改變傳統培訓方式,以體驗式、交互式的方式進行安全培訓。

      (二)加快能源領域5G專用技術研發

      1.研制一批關鍵共性技術

      加快5G虛擬專網建設所需的網絡切片、多接入邊緣計算、定制化核心網網元、5G LAN等關鍵設備研發及產業化,研究基于230MHz頻率等專網頻率的工業互聯網和物聯網技術方案,實現5G行業虛擬專網在能源領域的規模應用;研究基于5G網絡的虛擬交互應用平臺,實現設備檢測、生產培訓、視頻監控、專家支持等系列應用;研究適用復雜環境、多應用場景的基于5G無人機/機器人遠程巡檢/遠程操控/5GAGV技術;研究5G技術與北斗、攝像、陀螺儀等物聯網設備融合技術,實現低功耗低成本精準定位、識別預警等功能;研究5G終端的低功耗設計方案,奠定5G mMTC應用場景在能源領域應用的基礎;研究5G無人駕駛技術,實現效率提升與作業環境改善。

      2.研制一批場景配套專用技術和產品

      針對核電安全監管、輻射環境、信息安全等特殊需求,研發5G設備的核輻射防護與加固技術、電磁兼容性技術。針對水電工程復雜運營環境,開展5G基站安全性、機電設備電磁兼容性、端到端組網等工程適應性與可靠性驗證。針對煤礦井下、電力及其他行業地下5G信號弱覆蓋問題,研發井下無人駕駛、高清視頻傳輸、工業遠程控制、機器人智能巡檢、虛擬交互等專用技術和煤礦用5G基站、功能定制化核心網、實時通信終端、物聯網關等配套產品。針對海洋石油、海上風電等海上平臺特殊作業條件,研發耐高濕高鹽腐蝕的5G專用技術和產品。針對石油煉化環境復雜、金屬屏蔽嚴重、易燃易爆等問題,研發5G無線信道模型、融合組網、高精度無線定位等專用技術及防爆終端設備。

      3.研究建立能源領域5G應用技術標準體系

      在深入總結典型應用場景基礎上,按照“實用化、行業化、國際化”原則,加快研究建立涵蓋縱向(終端、網絡、平臺)、橫向(技術、測試、規劃、建設、運維)兩方面,統籌兼顧通用場景和特殊場景技術需求的能源領域5G應用技術標準體系,規范5G技術在能源領域的推廣應用。立足典型場景應用需求,加快編制設計要求、設備采購技術規范、安全要求、施工規范等一批重點亟需技術標準。推動國內相關機構積極參與3GPP、ITU等無線領域權威國際標準組織的標準制定。

      4.推動能源領域5G應用技術測試驗證

      建設端到端5G試驗驗證網絡,搭建智能電廠、智能電網、智能煤礦、智能油氣、綜合能源、智能制造與建造等5G應用場景下相關業務驗證環境,開展能源行業特殊環境下5G網絡性能、網絡切片、定制化專網、網絡安全、業務安全,以及業務綜合承載性能的適應性、安全性和可靠性驗證。

      5.支持建設5G應用相關技術創新平臺

      圍繞能源領域5G應用相關關鍵共性技術和配套專用技術,研究建設5G、大數據、人工智能等先進信息技術與能源融合應用相關國家能源研發創新平臺。鼓勵能源和信息通信企業協同推動產學研深度合作,建設以技術應用融合為目標的跨領域、跨學科5G相

      關企業創新平臺。支持建設能源領域5G應用產業創新聯盟,發展多元化投融資體系,加快構建和完善產業生態圈,形成可持續的協同發展集群。

      (三)加大相關基礎設施和安全保障能力建設

      1.推進基礎資源共建共享

      鼓勵電網企業與電信運營商、鐵塔公司等加強合作,在確保安全、符合規范、責任明確的前提下,通過電力塔桿加掛通信天線和光纜,以及共享電力光纜、纖芯、變電站站址等資源,支撐電信運營商節約、高效建設5G網絡。支持電力企業與基礎電信企業加強對接,對具備條件的基站和機房等配套設施由轉供電改為直供電,鼓勵變電站微型儲能站為電信企業設備供電,支持電信企業參與電力市場化交易。

      2.構建5G應用安全保障體系

      依托先進密碼、身份認證、加密通信等技術,研究適用于能源領域5G應用場景下的用戶、數據、設備與網絡之間信息傳遞、保存、分發的信息通信安全防護體系,確保5G融合應用相關網絡基礎設施和核心系統安全。健全能源領域5G應用安全技術標準,建立網絡穩定運行保障機制、電力終端入網安全認證機制、網絡切片隔離安全、分場景的業務安全測評和監測機制,提升5G網絡作為能源基礎通訊網絡的可靠性,避免在極端條件下影響能源領域安全生產。鼓勵國家級權威測評機構開展能源領域5G應用網絡安全測評和認證工作。落實5G網絡安全指南性文件,統籌安全與發展,將5G網絡安全保障納入能源領域5G應用的全流程全環節。

      三、保障措施

      (一)加強組織實施。各地方能源主管部門和相關中央企業要認真組織做好本實施方案落地實施工作,因地制宜加快推動本地區、本企業能源領域5G應用工作。能源與信息通信領域各相關企業作為本實施方案的實施主體,要切實發揮創新主體作用,做好各項要素保障,根據能源工程項目建設需求持續挖掘和拓展應用場景,加快推進5G應用相關技術研發、示范試驗、建設應用、安全防護等各項工作,并定期做好經驗總結。

      (二)推動協同創新。推動能源與信息通信基礎設施融通發展,優化能源系統中傳感、信息、通信、控制等元件的布局,推進能源網絡與5G相關信息基礎設施的連接與深度融合,在滿足相關安全要求規范的前提下,加快推動5G公網與電力專網融合發展,實現基礎設施的共享復用,避免重復建設。鼓勵能源與信息通信相關企業圍繞5G網絡建設、網絡安全、專用技術、配套產品、融合應用等開展協同創新,研究制定跨行業融合應用相關標準規范。鼓勵能源企業與運營商深度合作,加強對5G專網的共同監測、共同管理,確保5G專網的安全性和穩定性。

      (三)加大支持力度。充分發揮中央財政資金投資帶動作用,引導更多社會資本進入,有序推動能源領域5G應用創新示范。將能源領域5G應用相關技術裝備納入能源領域首臺(套)重大技術裝備支持范圍,對承擔首臺(套)示范任務的項目,根據實際情況明確示范應用過失寬容政策,綜合考慮非人為責任、認知不足等因素,減輕或豁免相關企業及負責人的行政、經濟、安全、運行考核等責任。

      (四)開展試點應用。鼓勵具備條件的地區和企業,因地、因業制宜地開展能源領域各類5G應用試點示范,在技術創新、配套產品、商業模式、發展業態、體制機制等方面深入探索、先行先試。組織開展能源領域5G應用創新大賽,遴選一批可復制、易推廣的場景和企業標桿應用,培育一批解決方案提供商和融合應用服務商。

       

       

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