5G赋能智能电网

5G于垂直行业、ToB市场的应用前景在被普遍看好的同时，也面临巨大挑战。跨行业交叉渗透，需要通信行业与垂直行业在技术、业务、管理等多个方面能够互相理解和交融。近日，中国南方电网、广东省电信规划设计院、全球能源互联网研究院、国网青岛供电公司、北京四方继保、南京南瑞信通、中国移动、中国电信、中国联通、华为等5G确定性网络产业联盟内的多家企业，联合发布了《5G确定性网络@电力：需求、技术及实践》产业白皮书（以下简称“白皮书”），希望破题5G对电力行业的赋能方案。

电力有望成为首波5G商用行业

我国5G网络覆盖能力正在快速发展。工信部信息通信发展司司长闻库在9月初召开的服贸会上表示，目前全国已经建成48万个5G基站，接入网络的5G终端达到1亿个。中国电信和中国联通日前也宣布，双方通过共建共享，目前已经实现了5G网络在地级及以上城市的覆盖。到9月30日之前，实现5G独立组网的地级城市的覆盖。

伴随着5G R16标准版本的冻结、CCSA（中国通信标准化协会）端到端网络切片标准的确定，以及中国三大运营商5G SA独立组网建设的持续快速推进，2020年将成为中国5G ToB商用的元年。而相比ToC，ToB的最关键差异化需求在于行业需要一张确定性网络，即为所承载的业务提供包括时延、抖动、丢包率等关键指标在内的确定性业务保证的能力。

5G确定性网络依托5G原生的超大带宽、超低时延与超高可靠性、海量接入三大特性，结合网络切片、MEC边缘计算等关键解决方案，可以很好地匹配电网行业对于业务可用、安全可靠、可管可控的核心诉求，为电力终端接入网提供泛在、灵活、低成本、高质量的全新技术选择，因此电力有望成为5G ToB商用的第一波行业之一。

5G确定性网络产业联盟成立于2019年6月，现拥有100多家成员单位，在智能电网的技术研究和产业发展上一直走在业界前列，发布了多篇智能电网领域产业白皮书，开展了一系列基于5G确定性网络的跨行业合作，树立了国家电网和中国南方电网智能电网行业样板，为3GPP R18 5G+智能电网标准立项提供了关键输入。

据介绍，5GDNA（5G确定性网络产业联盟）能源互联网小组集合了电网公司、电力终端和应用提供商、系统集成商、电信运营商、网络设备提供商等端到端产业链的力量，共同编制了白皮书，一方面统一产业共识、形成电力行业对5G确定性网络的需求基线，另一方面也希望能够有助于运营商提前做好网络能力准备，共同加速5G智能电网的商用进程。

行业数字化对5G诉求有三个维度

综合10多个行业、100多个应用场景的解析和实践，行业数字化对5G网络的诉求可收敛为3个维度，即能力可编排的差异化（Differentiated）网络，数据安全有保障的专属（Dedicated）网络，以及自主管理可自助服务的DIY网络。

差异化网络是行业数字化的关键诉求。不同于公众消费者用户的普遍需求，行业应用的需求是千差万别、多维度的。

例如，远程抄表需要的网络连接很多，对带宽和时延并不敏感。而远程医疗、自动驾驶等业务对网络的确定性低时延、安全可靠提出更高的要求，每年的故障时间只有几秒钟。5G为行业数字化打开想象空间，缘于5G可以提供多维度的有体验保证的网络能力。

专属网络保证数据安全隔离和数据隐私保护，是行业应用的普遍要求。对于工业互联网、智能电网等行业，网络安全、分权分域管理、资源的隔离、数据及信令的保护是这类严苛类行业应用场景基本的要求。用户数据以及业务数据不出园区，要求做到公网专用，是行业应用的共性需求。

可DIY的自助网络，是行业快速创新不可或缺的部分。响应快速变化的业务需求，行业用户希望能够自定义、按需设计、DIY自己的网络。

专家表示，白皮书从这三个维度出发，重点针对智能电网对5G确定性网络的关键需求进行了具象化、实例化、量化的详细解读和分析。以原子能力的方式，针对匹配行业需求所需要的关键技术和解决方案进行了深度解析，并辅以外场PoC的实测结果，初步验证了5G确定性网络赋能智能电网和能源互联网行业数字化转型的可行性。

CIGRE中国委员会D2-5G工作组组长、5G确定性网络产业联盟专委会专家刘建明表示，电力作为关系国计民生的基础性行业，对通信网络的时延、抖动、安全隔离、SLA/QoS、网络管理、运行维护等性能指标都有着非常高的要求，5G确定性网络在电力行业的落地和实践，将对5G赋能千行百业数字化转型具有重大参考价值和示范意义。

量化智能电网对5G网络关键需求

智能电网属于5G确定性网络最具代表性的行业应用之一。电力业务的生产消费主要涵盖“发、输、变、配、用”5个主要环节。随着电力物联网发展，对先进、可靠、高效的新兴无线通信技术提出了较大需求。

以南方电网为例，其通过对发、输、变、配、用等电网全业务场景的系统性梳理，共识别出54种5G+智能电网潜在应用场景。经过多年建设，电力110kV及以上变电站、大型电厂等区域已实现光纤覆盖。

在变电环节中，传统的电力生产控制业务，如调度电话、线路保护、安稳控制、自动化EMS、电能计量等已基于光纤实现稳定运行。随着电力物联网及智能变电站的发展，如输电线路视频监控、电力隧道环境及视频监控、变电站视频及环境监控、变电站巡检机器人、移动作业/巡检，以及新增的多媒体、物联网类业务（包括生产、安监、市场、物资等）逐步兴起，业务呈现出大带宽、高可靠、移动性等特点，需要考虑引入可靠的无线通信方式满足业务接入需求。

在配用电领域，由于点多面广，现有光纤覆盖建设成本高、运维难度大，难以有效支撑其“可观、可管、可控”。随着大规模配电网自动化、低压集抄、分布式能源接入、用户双向互动等业务快速发展，各类电网设备、电力终端、用电客户的通信需求爆发式增长，传统光纤专网的建设成本高、业务开通时间长，无法满足快速灵活的广域接入需求。同时变电站机器人巡检、输配电线路无人机巡检等移动性场景也对无线通信提出了刚需，因此迫切需要构建安全可信、接入灵活、双向实时互动的通信接入网，并采用先进、可靠、稳定、高效的新兴通信技术及系统予以支撑。

针对这些业务特点，白皮书给出三种典型生产控制类业务对差异化网络的需求案例。其中，配网差动保护通过计算线路两端的电流差值来判断故障位置，并实现故障线路隔离；智能分布式FA主要通过 DTU之间的协调操作，实现故障隔离后停电区域的自动复电；配网PMU通过汇集分布在配电网不同位置的PMU装置测量信息，实现对配网运行状态的实时监控。

因为生产控制业务对差异化网络的要求最为突出，如果5G能够满足其差异化网络的需求，原则上就可以满足其他电力业务的需求，因此5G确定性网络产业联盟在差异化网络能力的设计上，重点聚焦满足该类业务需求。