隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的興起，先進信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)理念與能源產(chǎn)業(yè)深度融合，推動著能源新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)的興起，發(fā)展智能電網(wǎng)成為保障能源安全、應(yīng)對氣候變化、保護自然環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要共識。

智能電網(wǎng)發(fā)展正當(dāng)時

根據(jù)國家《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》等指導(dǎo)文件，為實現(xiàn)“安全、可靠、綠色、高效”的總體目標(biāo)，圍繞發(fā)、輸、變、配、用全環(huán)節(jié)，智能電網(wǎng)未來發(fā)展方向包括五大重點領(lǐng)域，分別為清潔友好的發(fā)電、安全高效的輸變電、靈活可靠的配電、多樣互動的用電、智慧能源與能源互聯(lián)網(wǎng)。

經(jīng)過多年建設(shè)，電網(wǎng)企業(yè)35kV以上的主網(wǎng)通信網(wǎng)已具備完善的全光骨干網(wǎng)絡(luò)和可靠高效數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，光纖資源已實現(xiàn)35kV及以上廠站、自有物業(yè)辦公場所/營業(yè)所全覆蓋。隨著大規(guī)模配電網(wǎng)自動化、低壓集抄、分布式能源接入、用戶雙向互動、智能化巡檢、移動作業(yè)終端等業(yè)務(wù)快速發(fā)展，各類電網(wǎng)設(shè)備、電力終端、用電客戶的通信需求爆發(fā)式增長，現(xiàn)有的以光纖為主的通信網(wǎng)絡(luò)無法滿足電力業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，在發(fā)、輸、變、配和用各個環(huán)節(jié)對電力通信網(wǎng)提出了新的業(yè)務(wù)要求。

在發(fā)電環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段發(fā)電廠主要通過自建光纖環(huán)網(wǎng)、無線專網(wǎng)或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的方式實現(xiàn)廠站通信。但自建光纖環(huán)網(wǎng)施工維護成本高、難度大、數(shù)據(jù)接入不靈活；自建無線專網(wǎng)運維及終端成本高，無線頻段申請門檻高且?guī)捠芟?；自建Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)安全性差、信號質(zhì)量不穩(wěn)定，服務(wù)保障性差，容易受到干擾。

在輸電環(huán)節(jié)，在輸電線路無人機巡檢領(lǐng)域，控制臺與無人機之間主要采用2.4GHz公共頻段的Wi-Fi或廠家私有協(xié)議進行通信，有效控制半徑一般小于2千米，無法滿足巡檢范圍綿延數(shù)千米的業(yè)務(wù)需求。同時，由于帶寬的限制，巡檢視頻無法實時回傳或回傳質(zhì)量低，無法完成遠程故障診斷。

在變電環(huán)節(jié)，在變電站，目前主要通過Wi-Fi進行全站覆蓋，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)使用公用頻段，無法完全滿足電力業(yè)務(wù)對于安全性的要求。同時Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)信道少、資源有限、時延不穩(wěn)定，在快速移動場景下無法實現(xiàn)實時切換，難以滿足變電站多樣化的業(yè)務(wù)需求。

在配電環(huán)節(jié)，由于配電網(wǎng)節(jié)點點多面廣，海量設(shè)備需要實時監(jiān)測或遠程控制，信息雙向交互頻繁，且光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本高、運維難度大，難以滿足配電網(wǎng)各類終端通信全接入的需求。同時，配電網(wǎng)控制類業(yè)務(wù)對于通信安全、時延及網(wǎng)絡(luò)授時精度有很高要求，現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)無法有效支撐配電通信網(wǎng)可觀、可測、可控的需求。

在用電環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段，電網(wǎng)計量采用集中抄表方式，集中器下掛幾十至上百個智能電表，由集中器采集電表數(shù)據(jù)后統(tǒng)一回傳至計量主站。為實現(xiàn)雙向?qū)崟r互動，滿足智能用電和客戶個性化服務(wù)需求，提升電網(wǎng)用電負荷精細化監(jiān)控水平，需要電表與主站間實現(xiàn)直連通信，并將采集頻次提升至秒級。

中國移動5G智能電網(wǎng)解決方案

當(dāng)前電力業(yè)務(wù)種類繁多，各類應(yīng)用針對5G網(wǎng)絡(luò)性能及安全隔離提出了不同需求。各類控制類業(yè)務(wù)需要低時延高可靠的通信網(wǎng)絡(luò)進行電力控制；無人機、機器人巡檢、智能安防業(yè)務(wù)需要大帶寬進行視頻回傳；電力計量、新能源場站業(yè)務(wù)需要海量連接開展綜合服務(wù)。5G網(wǎng)絡(luò)對智慧電力業(yè)務(wù)的承載更具全面性，如大規(guī)模設(shè)備連接場景（mMTC）提供百萬甚至千萬級的連接能力、增強移動帶寬場景（eMBB）提供單終端10～100Mbit/s級別的帶寬承載能力、超高可靠低時延場景（uRLLC）提供網(wǎng)絡(luò)端到端10毫秒級的時延能力。

中國移動依托5G優(yōu)勢及核心產(chǎn)品能力，打造智慧電力“云管端”一體化行業(yè)解決方案，滿足電力業(yè)務(wù)發(fā)、輸、變、配、用各個環(huán)節(jié)的安全性、可靠性和靈活性需求，實現(xiàn)差異化服務(wù)保障，進一步提升發(fā)電及電網(wǎng)企業(yè)對自身業(yè)務(wù)的自主可控能力，促進未來智能電網(wǎng)取得更大的技術(shù)突破。

“云”側(cè)打造電力行業(yè)核心能力服務(wù)平臺、OneLink 5G切片業(yè)務(wù)運營管理平臺。電力行業(yè)核心能力服務(wù)平臺面向電力企業(yè)提供連接管理、通信設(shè)備管理、5G切片管理、統(tǒng)計分析等核心能力，使電力客戶對5G切片應(yīng)用的全生命周期達到可觀、可管、可控的效果。OneLink 5G切片業(yè)務(wù)運營管理平臺提供5G網(wǎng)絡(luò)的切片訂購、切片管理、切片成員管理、業(yè)務(wù)監(jiān)控、統(tǒng)計分析等切片管理能力。

“管”側(cè)提供電力行業(yè)5G專網(wǎng)服務(wù)，通過復(fù)用或新建基站、邊緣計算設(shè)備等手段，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分流和業(yè)務(wù)本地化處理，滿足發(fā)電廠、變電站、換流站等對“數(shù)據(jù)不出廠”、多路高清大帶寬視頻采集處理等需求，同時通過5G QoS、RB資源塊預(yù)留、網(wǎng)絡(luò)切片、UPF下沉等技術(shù)手段滿足電力廣域場景下業(yè)務(wù)安全隔離、低時延高可靠、高精度網(wǎng)絡(luò)授時及專屬網(wǎng)絡(luò)使用等業(yè)務(wù)需求。

“端”側(cè)打造5G工業(yè)級CPE和5G電表通信艙硬件。5G工業(yè)級CPE終端支持基于3GPP R16協(xié)議的5G通信、有線數(shù)據(jù)傳輸、高精度網(wǎng)絡(luò)授時、協(xié)議轉(zhuǎn)換和安全加密功能，滿足配網(wǎng)差動保護、配網(wǎng)PMU應(yīng)用場景的高精度網(wǎng)絡(luò)授時需求。5G電表通信艙用于三相智能電表的數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸部分，通過標(biāo)準(zhǔn)接口與電能表連接，滿足高級計量應(yīng)用場景對電能表數(shù)據(jù)采集、參數(shù)遠程下發(fā)需求。

典型案例成應(yīng)用標(biāo)桿 南方電網(wǎng)5G智能電網(wǎng)項目

2018年起，依托國家發(fā)改委項目，中國移動聯(lián)合南方電網(wǎng)在深圳開展5G智能電網(wǎng)應(yīng)用示范。項目進展順利，落地包括配網(wǎng)差動保護、配網(wǎng)自動化三遙、配網(wǎng)PMU等九項業(yè)務(wù)場景，取得包括發(fā)布首個《5G助力智能電網(wǎng)應(yīng)用白皮書》、完成首個5G SA切片端到端流程穿越、實現(xiàn)全球首條配網(wǎng)差動保護線路5G承載測試等7項全球首例，各項測試結(jié)果證明5G網(wǎng)絡(luò)滿足電網(wǎng)業(yè)務(wù)毫秒級時延和微秒級網(wǎng)絡(luò)授時精度需求。

“5G+特高壓”新基建應(yīng)用

2020年起中國移動聯(lián)合國家電網(wǎng)在安徽省宣城市境內(nèi)的特高壓古泉換流站開展5G應(yīng)用測試，5月完成換流站內(nèi)5G信號全覆蓋完成測試，并成功實現(xiàn)基于5G的電網(wǎng)信息數(shù)字化采集、移動作業(yè)遠程智能管控、主輔設(shè)備智能聯(lián)動等功能應(yīng)用，標(biāo)志著國內(nèi)唯一一個“5G+特高壓”新基建案例標(biāo)桿建設(shè)完成，彌補了電力行業(yè)國內(nèi)“5G+特高壓”建設(shè)工程的空白，成為全國“5G+特高壓”新基建應(yīng)用的標(biāo)桿。

5G智能項目將分為三階段推進

5G智能項目推進整體分為業(yè)務(wù)試點驗證、區(qū)域全業(yè)務(wù)示范、廣域全面商用3個階段。

第一階段，業(yè)務(wù)試點驗證已基本完成。依托發(fā)改委5G智能電網(wǎng)項目，已在深圳完成5G配網(wǎng)差動保護、配網(wǎng)自動化三遙等業(yè)務(wù)驗證，證明5G網(wǎng)絡(luò)具備承載智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的能力。

第二階段，啟動區(qū)域性電網(wǎng)全業(yè)務(wù)示范。聯(lián)合南方電網(wǎng)在廣州南沙明珠灣區(qū)（103平方千米）利用5G網(wǎng)絡(luò)承載50種智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)，全面驗證5G技術(shù)承載電網(wǎng)全業(yè)務(wù)能力，探索適合智能電網(wǎng)的5G商業(yè)模式。目前已完成部分業(yè)務(wù)示范區(qū)域5G網(wǎng)絡(luò)部署，預(yù)計在2020年底前可實現(xiàn)業(yè)務(wù)部署。

第三階段，在區(qū)域示范結(jié)束后推動廣域全面商用。5G網(wǎng)絡(luò)將成為電力通信網(wǎng)重要組成部分，全面接入智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)運行，在智能電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商用落地。在這個階段，配合電網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋成本將進一步提高，同時涉及跨平臺、跨廠家及跨運營商協(xié)同問題。需要5G技術(shù)更加成熟穩(wěn)定，具備跨平臺和廠家的兼容能力；同時運營商間需要進一步競合，實現(xiàn)5G智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)全面發(fā)展。（作者為中國移動通信集團有限公司政企事業(yè)部，工業(yè)能源行業(yè)拓展部副總經(jīng)理）
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