国能安庆电厂：5G通讯技术在火电厂复杂环境下的通信质量及网络数据安全研究项目

项目案例简介：

本项目主要在电厂建设5G 专网系统，达到大带宽、低时延、广连接的功能要求，为后期电厂内数据通信采用 5G 无线传输奠定基础，在5G网络平台上开发打造各项智能化应用，主要如下：

1.满足图像、视频等生产数据、以及远程控制信号对无线传输的需要

研究 5G 网络在火电厂高磁、密闭、屏蔽较多等复杂环境下如何保障信号传输质量，能够全面覆盖厂区每一个角落，数据传输速率、信号强度、传输时延、信号质量等能够满足图像、视频、控制信号等生产现场数据实时传输的需要。电厂主要由行政楼区域，汽机房区域，食堂区域，煤场区域，电除尘区域，油库区域，冷却塔区域，圆煤仓区域及码头等区域组成，本次规划以5G智慧工业和智慧园区为导向，对电厂园区实现5G覆盖，并在此基础上打造受限空间生物特征监测、无人值守码头等智能化应用成果。

2.研究 5G 原生定位技术在火电厂复杂环境下如何实现亚米级精准定位

5G 技术在设计之初使用了新的编码形式、波束赋形、大规模天线阵列、毫米波频谱等，具有大带宽、高速传输，有利于参数估计，为高精度距离测量提供了支持，为其赋予了原生定位功能。本项目火电厂复杂环境下实现了亚米级（精度误差小于0.3米）的5G+UWB人员定位。

3. 研究 5G 网络和工控网数据交换过程中的网络安全和数据安全问题

网络安全问题事关国家安全，对火电厂而言，网络安全、数据安全关系到设备、机组运行安全，对生产有着直接的影响。本项目研究如何构建有效的安全防护体系，实现厂区 5G 网络生产数据和公网数据的完全隔离，同时保证数据安全、快速、稳定传输，为未来实现生产设备远程控制、全自动控制、智能化生产奠定网络数据通讯基础。

案例专题：2024年热电产业绿色低碳科技创新优秀案例汇编

选送单位：国能神皖安庆发电有限责任公司

项目名称和内容

项目名称：5G通讯技术在火电厂复杂环境下的通信质量及网络数据安全研究项目

项目主要科技内容：

废轮胎连续深度热解技术，实现废轮胎高效转化为热解炭、热解油和富氢热解气；

通过废轮胎热解二次反应精准调控耦合超细碾磨提高环保热解炭品质。

改造总体目标

5G专网建设与应用；5G原生定位技术应用；5G网络安全和数据安全研究。

主要创新点概述

1.1 5G专网

采用5G无线基站+切片分组承载网（SPN）+核心网UPF下沉园区的结构实现了安庆电厂5G网络全覆盖，为安庆电厂提供了高可靠、低成本、大并发、可管可控可感知的专用云网服务。实现了端到端小于20ms的超低时延、单点接入下行速率超过700M的超大带宽和高达99.999%的网络可靠性，并采用“三重安全”防护设计，满足电厂的各类应用对网络隔离、数据及管理安全的苛刻要求，为实现安庆电厂数字化、网络化、智能化改造及对各个信息化改造场景提供了有力的网络基础支撑，为打造“安全化、AI化、远程化、数据云化”的智能电厂夯实了基础。

1.1.1室外宏站

网络架构如下图所示，BBU与基站网管均部署于运营商机房内，AAU及GPS天线部署于室外。为确保厂区道路覆盖效果，共需开通2.6G宏站6处，其中一处需要在厂区内新建抱杆站点。

无线网络架构

基站总体布局及主要覆盖区域示意图

1.1.2室内分布系统

室分覆盖建议采用BBU+pBridge+pRRU的有源分布式无线覆盖解决方案。整个网络结构分为三级，分别是基带单元（Base Band Unit，BBU），远端汇聚单元（Pico Remote Radio Unit Bridge，PBridge），和远端射频单元（Pico Remote Radio Unit，picoRRU）。BBU和PBridge，pBridge和pRRU都通过光纤连接，PBridge之间还可以使用光纤进行级联。

室分覆盖无线网络拓扑结构

应用情况及可推广前景简述

本项目5G专网技术在国能神皖安庆发电有限责任公司全厂区实现了应用，并且在汽机房复杂空间内实现了人员高精度定位。具体应用情况如下：

1.1改造后，实现了安徽公司安庆电厂5G网络全覆盖并且厂区各位置5G网络通讯质量能够达到国家5G通讯标准要求，信号强度SS-RSRP=-66dBm（≥-95dBm）、信号质量SS-SINR=23dB（≥10dB）、专网内单个接入点速率上行=150.3Mbps（≥100Mbps）、专网内单个接入点速率下行=1352Mbps（≥700Mbps）、端对端时延约15ms（<20ms）；

1.2改造后，实现了利用5G原生定位技术在火电厂复杂环境下实现亚米级（误差约等于0.2米）精准定位（小于0.3米的要求）；

1.3改造后，通过接入认证、访问控制，采用 5G 网络的 AES（高级加密标准 AdvancedEncryption Standard）、SNOW 3G（3GPP 流密码算法）、ZUC（祖冲之密码算法）等算法（这些算法采用 128位密钥长度，被业界证明是安全的）为保护数据在网络间传输，采用 5G 新增的安全边缘保护代理功能保障数据安全，确保了 5G 行业应用中数据安全。

 具备行业推广价值。

经济效益及社会效益情况

2.1经济效益

电厂园区5G定制网络为智能化电厂提供5G高效传输基础网络，打造各类电厂5G应用场景。以5G智慧工业和智慧园区为导向，对电厂园区实现5G覆盖，为电厂经济产业赋能，为电厂实现远程监控、远程操作、应急救援、智慧园区管理和AI辅助奠定扎实的网络基础。项目具有较好的经济效益。

2.2社会效益

本项目的研究成果提高了企业安全管理水平，减少了员工的工作量，提高了生产效率，促进安全生产，并且为火力发电厂智能化发展创造了有利的环境，打造“5G+智能电厂”树立行业标杆，项目的社会效益非常明显。

项目案例获专利及奖励情况

1发明专利《一种基于5G网络信息传输的火力发电厂智能巡视系统》

2实用新型专利《一种基于5G的火力发电厂隔热层安装定位设备》

3实用新型专利《一种基于5G的火力发电锅炉管座角焊缝缺陷定位机构》

4实用新型专利《一种基于5G的火力发电厂运行状态显示器》

选送单位简介：

国能神皖安庆发电有限责任公司总装机容量为2640MW，是安徽省统调最大发电厂。一期2×320MW机组于2005年投产，二期2×1000MW机组于2015年6月投产。先后获得全国“工人先锋号”、全国“安康杯”竞赛优胜单位、全国“模范职工之家”、全国“电力安全生产标准化一级企业”；国家能源集团“先进基层党组织”、首届“文明单位”“安全生产十周年以上优秀单位”；安徽省“五一劳动奖状”“百强企业”“安全文化示范企业”“环保诚信企业”等称号。