[发明专利]一种基于5G短切片的海上风电智能组网通信系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于5G短切片的海上风电组网通信系统及方法，通信系统应用于海上风电机组，包括：海上NB‑IoT局域网子系统、公用5G核心网子系统以及电力核心网子系统；所述海上NB‑IoT局域网子系统，包括：多个路由节点；多个路由节点分布在风机上，用于采集风机发电的数据，各个路由节点将采集的数据通过NB‑IoT无线通信方式发送至海上5G基站；公用5G核心网子系统，用于对海上5G基站进行切片分割，将海上NB‑IoT局域网子系统与海上5G基站通过短切片模式进行连接；电力核心网子系统，用于接收海上5G基站转发的风机发电数据，以实现对海上风电机组发电情况的监测。本发明确保整个风电场能够可靠、经济、安全地运行以及实现集中管理监控。

技术领域

本发明属于电力通信领域，更具体地，涉及一种基于5G短切片的海上风电智能组网通信系统及方法。

背景技术

风电作为我国能源清洁革命的重要组成部分，是最具规模化发展潜力的可再生能源之一。我国海上风电资源丰富，相关工程和产业开发已成为我国大力发展可再生能源的必然选择。传统陆上风电站普遍使用电力光缆作为电力通信的主要媒介，但对于海上风电而言，在海底铺设电力通信专用光缆施工时间长，项目成本高，后期维护和检修难度高，且海上风电机组排布一般远离监控中心，使用传统PLC电力载波通信不利于对分布式风电机组实时监控。

与传统PLC电力载波通信相比，5G无线通信具备高带宽、低时延、大连接的显著特征，且支持增强型移动宽带、海量连接和超高可靠低时延三大场景，与海上风电的电力通信需求高度契合。随着中国联通建成世界海中最高5G基站，如何利用海上5G公网基站实现海上风电项目电力通信无线化将成为海上风能资源利用的最优模式，对于优化利用风能资源、提高风能利用效率具有重要意义。

5G切片技术是5G的关键技术之一。它将现有物理网络进行业务逻辑分割，形成独立的业务逻辑网络，为具有不同业务要求的行业提供相互隔离、管理功能可协商定制的网络服务。面对宝贵的海上5G公网基站资源，如果海上风电用户选择从电信运营商单独租用切片网管控制权和物联号段经营权，将泛在的电力数据通过完整的电信5G网切片一级级传至电力专用数据中心，则会造成整体工程造价过高，且无法让海上5G公网基站有效发挥远洋通信、海洋勘探等综合作用。因此必须详细分析5G切片的具体环节并确定最佳的切片复用环节，提出可以使运营商和海上风电企业都接受的切片方案。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于5G短切片的海上风电智能组网通信系统及方法，旨在解决传统PLC电力载波通信不利于对分布式风电机组实时监控、及将泛在的电力数据通过完整的电信5G网切片一级级传至电力专用数据中心，则会造成整体工程造价过高，且无法让海上5G公网基站有效发挥远洋通信、海洋勘探等综合作用问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于5G短切片的海上风电组网通信系统，所述通信系统应用于海上风电机组，所述海上风电机组包括多个风机，包括：海上NB-IoT局域网子系统、公用5G核心网子系统以及电力核心网子系统；

所述海上NB-IoT局域网子系统，包括：多个路由节点；多个路由节点分布在风机上，用于采集风机发电的数据，各个路由节点将采集的数据通过NB-IoT无线通信方式发送至海上5G基站；

所述公用5G核心网子系统，用于对海上5G基站进行切片分割，将海上NB-IoT局域网子系统与海上5G基站通过短切片模式进行连接；

所述电力核心网子系统，用于接收海上5G基站转发的风机发电数据，以实现对海上风电机组发电情况的监测。

在一个可能的实施例中，所述海上NB-IoT局域网子系统的多个路由节点还分布在巡检船和巡检无人机上，当巡检船或者巡检无人机到达风机附近时，对应的路由节点采集风机发电的相关数据，并将采集的数据通过NB-IoT无线通信方式发送至海上5G基站。

在一个可能的实施例中，所述海上NB-IoT局域网子系统的核心网基于S1接口进行连接。