5G確定性網(wǎng)絡(luò)落實(shí)應(yīng)用示范，推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型

能源是人類生存發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。發(fā)展安全、可靠、綠色、高效的智能電網(wǎng)已成為世界各國的廣泛共識(shí)，發(fā)展智能電網(wǎng)將成為推動(dòng)能源革命、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

面對差異化業(yè)務(wù)訴求，當(dāng)前電力通信網(wǎng)在海量終端通信低成本覆蓋、信息傳輸安全性、高質(zhì)量可靠傳輸、差異化業(yè)務(wù)適配和通信資源管控等方面面臨著新的挑戰(zhàn)，這已成為制約智能電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

5G推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型

隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的興起，先進(jìn)信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)理念與能源產(chǎn)業(yè)深度融合，也推動(dòng)著能源新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)的興起。5G作為全球新一輪科技革命的核心技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)國家數(shù)字化、萬物互聯(lián)、人機(jī)交互的新一代戰(zhàn)略性信息基礎(chǔ)設(shè)施。2020年年初，5G與新能源汽車充電樁、特高壓等七大領(lǐng)域共同被納入國家“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略。

智能電網(wǎng)的發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型迫切需要構(gòu)建經(jīng)濟(jì)靈活、雙向?qū)崟r(shí)、安全可靠、智能高效的“泛在化、全覆蓋”終端通信接入網(wǎng)。5G通信技術(shù)的增強(qiáng)移動(dòng)帶寬（eMBB）、超高可靠低時(shí)延通信（uRLLC）、大規(guī)模機(jī)器類通信（mMTC）三大特征及其網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)有望解決末端海量物聯(lián)數(shù)據(jù)接入的“卡脖子”問題。5G網(wǎng)絡(luò)作為電力通信專網(wǎng)的補(bǔ)充，將率先在電力行業(yè)進(jìn)入應(yīng)用深水區(qū)。

基于5G確定性網(wǎng)絡(luò)落實(shí)5G智能電網(wǎng)應(yīng)用示范

為落實(shí)國家戰(zhàn)略，支撐智能電網(wǎng)發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，中國南方電網(wǎng)公司成立了以集團(tuán)副總為組長的“5G+智能電網(wǎng)應(yīng)用研究”工作協(xié)調(diào)小組，統(tǒng)籌指導(dǎo)和協(xié)調(diào)部署公司5G通信技術(shù)應(yīng)用研究各項(xiàng)工作。

工作協(xié)調(diào)小組制訂了《南方電網(wǎng)公司5G+智能電網(wǎng)應(yīng)用研究工作方案》，該方案梳理了涵蓋“發(fā)輸變配用”電網(wǎng)全環(huán)節(jié)的53類典型業(yè)務(wù)場景，明確了將重點(diǎn)打造廣州南沙5G+智能電網(wǎng)示范區(qū)，形成可復(fù)制可借鑒的5G應(yīng)用精品案例。

智能電網(wǎng)的場景多樣化，各場景對通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時(shí)延、安全可靠性、接口等能力的需求不盡相同。比如差異化的QoS/SLA、確定性能力、安全、隔離、可靠性、獨(dú)立運(yùn)營運(yùn)維能力，這需要5G具備差異化和確定性的網(wǎng)絡(luò)能力，即5G確定性網(wǎng)絡(luò)，以滿足電網(wǎng)業(yè)務(wù)在安全、可靠、靈活性上的要求，更好地適配智能電網(wǎng)發(fā)展的要求。

自2018年以來，依托5G規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)與應(yīng)用示范工程（國家發(fā)改委一期項(xiàng)目），南方電網(wǎng)聯(lián)合中國移動(dòng)、華為等公司，基于5G確定性網(wǎng)絡(luò)，從頂層設(shè)計(jì)、國際標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)、現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)到業(yè)務(wù)運(yùn)營，開展了一系列卓有成效的5G創(chuàng)新應(yīng)用合作，創(chuàng)造了五項(xiàng)行業(yè)第一，全面實(shí)現(xiàn)技術(shù)和業(yè)務(wù)的雙領(lǐng)先。

3GPP國際標(biāo)準(zhǔn)提案數(shù)行業(yè)第一。自2018年2月成為國內(nèi)能源領(lǐng)域唯一3GPP/CCSA全權(quán)會(huì)員以來，南方電網(wǎng)已累計(jì)向3GPP提交30余篇電力需求/技術(shù)實(shí)現(xiàn)提案，其中16篇已被分別納入9項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容涉及5G網(wǎng)絡(luò)授時(shí)、5G承載配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)能力開放、網(wǎng)絡(luò)切片管理等方面。

發(fā)布業(yè)界首個(gè)《5G助力智能電網(wǎng)應(yīng)用白皮書》。在2018年上海世界移動(dòng)大會(huì)期間，南方電網(wǎng)與中國移動(dòng)、華為聯(lián)合對外正式發(fā)布《5G助力智能電網(wǎng)應(yīng)用白皮書》?！?G助力智能電網(wǎng)應(yīng)用白皮書》首次發(fā)布5G端到端網(wǎng)絡(luò)切片總體架構(gòu)，提出適合電力行業(yè)的基于端、管、云、安全四大領(lǐng)域的智能電網(wǎng)端到端網(wǎng)絡(luò)切片解決方案。

完成國內(nèi)外首例5G承載電網(wǎng)控制業(yè)務(wù)現(xiàn)場測試驗(yàn)證。2019年1月，南方電網(wǎng)在深圳完成了國內(nèi)外首例基于5G網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)分布式差動(dòng)保護(hù)業(yè)務(wù)外場測試，首次驗(yàn)證了5G網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)延（《15毫秒）及高精度網(wǎng)絡(luò)授時(shí)能力（《10微秒），滿足電網(wǎng)控制類業(yè)務(wù)需求。2019年5月，南方電網(wǎng)在深圳完成了國內(nèi)外首例基于5G的配電網(wǎng)同步相量測量外場綜合測試，解決了裝置間絕對時(shí)間難以同步和通信時(shí)延這兩個(gè)技術(shù)痛點(diǎn)。2020年1月，南方電網(wǎng)選取深圳局2條站內(nèi)10KV饋線和4個(gè)站外環(huán)網(wǎng)柜，完成了國內(nèi)外首條基于5G SA網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)分布式差動(dòng)保護(hù)跨基站承載現(xiàn)場測試，同時(shí)，還利用網(wǎng)絡(luò)切片保證了不同分區(qū)業(yè)務(wù)的安全隔離。測試指標(biāo)滿足5G承載電網(wǎng)控制類業(yè)務(wù)毫秒級低時(shí)延和微秒級高精度網(wǎng)絡(luò)授時(shí)的嚴(yán)苛要求。

實(shí)現(xiàn)國內(nèi)外首例5G SA網(wǎng)絡(luò)切片功能驗(yàn)證及運(yùn)營管理全流程拉通。2019年6月，南方電網(wǎng)通過部署電力專用核心網(wǎng)設(shè)備，改造基于FlexE的SPN承載網(wǎng)，采用5QI等級的業(yè)務(wù)優(yōu)先調(diào)度機(jī)制，在深圳測試驗(yàn)證了國內(nèi)外首例基于5G SA架構(gòu)的無線、傳輸、核心網(wǎng)端到端網(wǎng)絡(luò)切片的基本功能，實(shí)現(xiàn)了不同分區(qū)電力切片間業(yè)務(wù)互不影響，業(yè)務(wù)QoS可保障。2019年9月，南方電網(wǎng)在深圳實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)外首例5G SA網(wǎng)絡(luò)切片從切片定購、切片配置、切片部署到切片監(jiān)控的全流程拉通，切片運(yùn)行狀態(tài)及業(yè)務(wù)性能全程可監(jiān)測。該測試初步驗(yàn)證了切片全生命周期管理流程和手段。

國家發(fā)改委（一期）5G智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目順利驗(yàn)收。2020年1月，南方電網(wǎng)、中國移動(dòng)與華為聯(lián)合開展的國家發(fā)改委《5G規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)及應(yīng)用示范工程》5G智能電網(wǎng)項(xiàng)目順利驗(yàn)收。在配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)方面，三方聯(lián)手打造了國內(nèi)外首條具備空口高精度授時(shí)功能的5G SA網(wǎng)絡(luò)配網(wǎng)分布式差動(dòng)保護(hù)線路，驗(yàn)證了5G滿足電網(wǎng)控制類業(yè)務(wù)嚴(yán)苛要求的可行性；在低壓集抄方面，南方電網(wǎng)與合作伙伴成功研發(fā)出適配I型集中器和三相智能電表的5G通信模塊，實(shí)現(xiàn)對電壓、電流、有功、無功等用電信息的分鐘級采集，提高了抄表頻次和采集深度；在應(yīng)急通信方面，南方電網(wǎng)通過電力應(yīng)急通信車搭載5G基站及無人機(jī)搭載小型基站/通信終端升空的方式，實(shí)現(xiàn)5G現(xiàn)場自組網(wǎng)、空地立體覆蓋、多路高清視頻實(shí)時(shí)大帶寬回傳，有效地支撐了現(xiàn)場各項(xiàng)應(yīng)急綜合指揮調(diào)度決策。

二屆全國“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽一等獎(jiǎng)，成功入選GSMA全球首個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片樣板案例，并作為唯一的能源領(lǐng)域案例入選GSMA《中國5G垂直行業(yè)應(yīng)用案例2020》，這一切成績都是對南方電網(wǎng)的極大認(rèn)可。

持續(xù)推動(dòng)5G智能電網(wǎng)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展

5G智能電網(wǎng)貫穿電網(wǎng)“發(fā) 輸變配用”全流程，不僅需要考慮技術(shù)問題，還涉及建立標(biāo)準(zhǔn)體系、明確網(wǎng)絡(luò)安全要求、確立管理模式及商業(yè)模式等管理問題，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程。因此，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)支撐、技術(shù)與業(yè)務(wù)適配性、終端異構(gòu)及運(yùn)營商體制差異方面都還有許多需要解決的問題。

為進(jìn)一步推動(dòng)智能電網(wǎng)領(lǐng)域與5G相關(guān)的技術(shù)研究、產(chǎn)品研制、測試驗(yàn)證、標(biāo)準(zhǔn)制定等工作，南方電網(wǎng)通過與中國移動(dòng)、中國電信簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，與華為、中國移動(dòng)研究院簽署合作備忘錄，加入中國移動(dòng)“5G聯(lián)合創(chuàng)新中心”、工信部中國信息通信研究院“5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”、中國移動(dòng)“5G能源互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟”、廣東移動(dòng)“5G產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”、5G確定性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等多種形式，成功與電信運(yùn)營商、國家相關(guān)部委、知名通信設(shè)備廠商之間建立起密切的合作伙伴關(guān)系。未來。南方電網(wǎng)將不遺余力地與合作伙伴一道，孵化5G創(chuàng)新應(yīng)用及產(chǎn)品，共同引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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