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面向5G的电力杆塔与移动通信共享共生系统关键技术及应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-09-01 10:43:24

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”新型电力系统装备产业科技服务团| 刘淼 | 2022-09-02 09:58:11

共享发展理念是我国长期发展的方向和着力点。目前南京三大运营商规划建设移动通信基站达3万个,但城市土地资源日益紧张,新建站址报规周期长、审批通过率低,约1万个站址难以解决。同时,国家电网有限公司面临数字新基建机遇,亟需加速电网数字化转型,推动新兴产业提档升级、跨越发展。南京拥有10kV-500kV电力杆塔30万余基,分布广、分布特征与移动通信站址高度契合,电力与通信跨行业的资源共享、业务共生是支撑移动网络建设、拓展电力产业链、实现企业数字化转型的最佳着力点。但电力杆塔与移动通信系统共享共生仍处于技术空白,在安全防护、规划设计、资源调配、运行维护等方面亟需实现突破,打造行业间共建共治、共享共生新格局。在国家和省部级项目计划支持下,项目组攻克了电力与通信领域资源共享安全、网络共建规划、业务共生承载、系统共治运维四大核心技术。

1)首创电力杆塔与移动通信基站空间共享适配技术。构建电力杆塔电大尺寸散射电磁场模型,提出“时、空、频、能”四域特征的电磁分布优化方法,建立基站与杆塔非线性连接异构模型,提出基于安全裕度的通用结构校核方法,创建了满足多元化需求的空间共享设施。 2)提出多边界条件自适应的电力-通信共生网络规划方法。建立扇区级自适应射线传播模型,提出多边界条件下均衡容量、覆盖、质量和成本的共生网络规划方法,研制了共享共生系统规划平台,实现共享杆塔与电力边缘MEC的最佳部署,信号覆盖精度提升40%。 3)突破共生网络边缘MEC多元业务高效认证与承载技术。建立基于多因子灵活编排的高效身份认证模型,提出基于多维时变特征的多MEC资源协同调度方法,研制了分布式可信接入网关,非法终端接入阻断成功率100%,重载下资源需求满足率达97%。 4)创新面向共享共生系统的跨域协同运维与敏捷服务技术。提出基于辅助节点修正的TDOA干扰源定位方法,建立基于DCN+VPN的跨域数据共享机制,提出多环节异构数据融合的故障诊断方法,研制跨域共治运维平台,实现跨域协同运维能力互补,干扰源定位精度小于30米,故障识别准确率达90%。

共享发展理念是我国长期发展的方向和着力点。目前南京三大运营商规划建设移动通信基站达3万个,但城市土地资源日益紧张,新建站址报规周期长、审批通过率低,约1万个站址难以解决。同时,国家电网有限公司面临数字新基建机遇,亟需加速电网数字化转型,推动新兴产业提档升级、跨越发展。南京拥有10kV-500kV电力杆塔30万余基,分布广、分布特征与移动通信站址高度契合,电力与通信跨行业的资源共享、业务共生是支撑移动网络建设、拓展电力产业链、实现企业数字化转型的最佳着力点。但电力杆塔与移动通信系统共享共生仍处于技术空白,在安全防护、规划设计、资源调配、运行维护等方面亟需实现突破,打造行业间共建共治、共享共生新格局。

项目获授权发明专利17件、软著5项,发表论文21篇,其中SCI 7篇。由沈昌祥院士领衔的鉴定委员会认为:“研究成果在电力杆塔与移动通信系统共享共生技术领域达到国际领先水平”。近三年成果累计获经济效益18.24亿元,在江苏全面应用,完成3208基共享杆塔和电力MEC共生网络建设运营,并推广至湖北、浙江、辽宁等11个省(市),助力构建集约化社会、达成“双碳”目标,实现政府、电网、运营商多方共赢。

助力国家5G新基建快速部署。将“共享共生”技术融入国家5G新基建发展,突破行业壁垒,有效解决城市高密度发展中5G建设选址难题,单个基站建设周期由60天缩短为3天,提高建设效率95%,助力国家5G网络全面部署。

减少社会基础设施重复建设。对比传统方式,该项目成果有效减少基础设施重复投资,单个基站建设成本压减超过9成,减少征地面积30平方米、钢材15吨,减少二氧化碳排放26吨,助推社会实现“碳达峰、碳中和”目标。

提高电力基础资源利用效率。有效发挥公司电力基础资源分布广、位置佳、接电便捷等显著优势,打通国内通信运营商合作渠道,建立跨行业共享生态圈。推动电力基础资源与移动通信系统的高度复用,提高资源利用效率,促进国有资产保值增值。

推动能源互联网加速发展。利用5G网络全面覆盖优势,开展配网差动保护、网联无人机、MR智能巡检等多项电网新技术应用,改善垂直行业、电网行业的灵活组网能力,为新兴业务提供更加便利的基础条件及定制化的网络方案。作为5G赋能电网先行先试的样板,项目有效推动电网产业迭代升级,为能源互联网建设提供了坚强网络保障。

自行投资实施转化