5G賦能智能電網(wǎng)四大應(yīng)用

今年以來，國(guó)家大力推動(dòng)新基建部署，5G作為新基建七大領(lǐng)域之首，定位網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)設(shè)施，肩負(fù)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型重任，受到全社會(huì)的注目。三大運(yùn)營(yíng)商紛紛響應(yīng)，提出了2020年完成55萬(wàn)個(gè)5G基站建設(shè)的目標(biāo)，其中中國(guó)移動(dòng)計(jì)劃目標(biāo)是30萬(wàn)個(gè)，中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信計(jì)劃聯(lián)合建設(shè)25萬(wàn)個(gè)5G基站。5月20日，中國(guó)移動(dòng)（00941.HK）發(fā)布公告稱，公司近期接獲母公司中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司通知，其已經(jīng)與中國(guó)廣播電視網(wǎng)絡(luò)有限公司（簡(jiǎn)稱：中國(guó)廣電）訂立有關(guān)5G共建共享之合作框架協(xié)議。雙方聯(lián)合確定網(wǎng)絡(luò)建設(shè)計(jì)劃，按1：1比例共同投資建設(shè)700MHz 5G無線網(wǎng)絡(luò)，共同所有并有權(quán)使用700MHz 5G無線網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)。

5G憑借超高帶寬、超低時(shí)延以及超大規(guī)模連接等技術(shù)特性，瞄準(zhǔn)了千行百業(yè)的B端應(yīng)用市場(chǎng)。工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩去年在國(guó)新辦發(fā)布會(huì)上曾指出，5G未來80%的應(yīng)用場(chǎng)景是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，也就是各類垂直行業(yè)場(chǎng)景。智能電網(wǎng)將是具有廣泛應(yīng)用的垂直行業(yè)之一，此前已大量采用通信技術(shù)用于計(jì)量類業(yè)務(wù)，對(duì)于5G技術(shù)已經(jīng)表現(xiàn)出濃厚興趣并付諸實(shí)踐。

中國(guó)智能電網(wǎng)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，規(guī)模宏大，5G技術(shù)賦能，有機(jī)會(huì)挖掘出巨大的應(yīng)用潛力。目前電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)進(jìn)行了試點(diǎn)，展望未來，通信企業(yè)將從云、管、端角度，開發(fā)一個(gè)重要的5G行業(yè)細(xì)分市場(chǎng)。

”技術(shù)綜合體“智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)概念早在2001年即被提出，得到世界范圍內(nèi)的認(rèn)同。2015年，發(fā)改委明確定義智能電網(wǎng)“是在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過集成新能源、新材料、新設(shè)備和先進(jìn)傳感技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)等新技術(shù)，形成的新一代電力系統(tǒng)，具有高度信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化等特征，可以更好地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。”

從這個(gè)定義來看，智能電網(wǎng)堪稱一座“技術(shù)綜合體”。其中，電力通信網(wǎng)包括光纖骨干網(wǎng)和泛在多業(yè)務(wù)接入配電通信網(wǎng)，是支撐智能電網(wǎng)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，保證了各類電力業(yè)務(wù)的安全性、實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性要求。尤其是配電側(cè)，隨著各類電網(wǎng)設(shè)備、電力終端、用電客戶的通信需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，迫切需要構(gòu)建泛在化、全覆蓋的配電通信網(wǎng)，并采用新興通信技術(shù)及系統(tǒng)予以支撐。

目前，已有不少新興通信技術(shù)，例如Cat.1、Cat.4等，在智能電網(wǎng)的采集、控制等領(lǐng)域發(fā)揮作用?；谛屡d物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表，憑借低功耗、低成本等特點(diǎn)，正在逐漸取代傳統(tǒng)電表成為主流。而價(jià)值更大、潛力更大的新興通信技術(shù)，毫無疑問是5G。

5G賦能智能電網(wǎng)四大應(yīng)用

電網(wǎng)“發(fā)輸變配用”全業(yè)務(wù)類型豐富，5G憑借三大技術(shù)特征，以及獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景的全覆蓋。目前，業(yè)界已經(jīng)研究并落地了5G在智能電網(wǎng)的四大應(yīng)用場(chǎng)景。

一是差動(dòng)保護(hù)，利用5G小于1ms的超低時(shí)延特性，用5G替代光纖，可大幅減少光纖部署，降低部署難度，實(shí)現(xiàn)降本增效。二是無人巡檢，利用5G高達(dá)Gbps大帶寬特性，在變電站機(jī)器人巡檢等場(chǎng)景中，采用5G無人機(jī)可以降低降低人工成本和安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)大幅提升巡檢效率，并能夠?qū)崟r(shí)回傳高清視頻。三是高級(jí)計(jì)量，利用5G大連接特性，連接海量智能電表，最終為用戶提供智能用電等個(gè)性化需求。

四是網(wǎng)絡(luò)切片，這是5G獨(dú)有的新型技術(shù)，能夠?yàn)殡娏π袠I(yè)打造定制化的行業(yè)專網(wǎng)，更好地滿足電網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)安全性、可靠性和靈活性需求，實(shí)現(xiàn)差異化服務(wù)保障，從而提升電網(wǎng)企業(yè)對(duì)自身業(yè)務(wù)的自主可控能力。5G切片技術(shù)可以優(yōu)先保障電力高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，并在必要情況下通過靈活切片資源調(diào)配，滿足緊急保障類業(yè)務(wù)需求。

從電網(wǎng)企業(yè)角度看，國(guó)網(wǎng)信通副總經(jīng)理孫德棟之前在中國(guó)無線電大會(huì)上指出，針對(duì)控制業(yè)務(wù)，國(guó)家電網(wǎng)的所有控制業(yè)務(wù)，原來都是建在專網(wǎng)上，5G從精度上能夠很好地滿足。針對(duì)連接業(yè)務(wù)，5G網(wǎng)絡(luò)將可以提供百萬(wàn)級(jí)的大連接，并且打破孤島運(yùn)行的局面，實(shí)現(xiàn)大電源并網(wǎng)，區(qū)域信息采集得到很大的改善。2019年，國(guó)家電網(wǎng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)合作伙伴在青島建成了全國(guó)最大規(guī)模5G智能電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)。2020年，國(guó)網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)面向能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信需求，開展產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用，率先推出了面向電力行業(yè)的系列化5G通信終端。標(biāo)準(zhǔn)型5G通信終端搭載國(guó)產(chǎn)雙核處理器，主頻1GHz，配有256MB內(nèi)存，雙頻Wi-Fi無線傳輸速率可達(dá)900Mbps，搭載廣和通高性能工業(yè)級(jí)5G通信模組FG150/FM150，兼容2G/3G/4G/5G通信，支持NSA和SA組網(wǎng)模式，提供以太網(wǎng)、BT、USB3.0等豐富的本地通信接口，能夠靈活應(yīng)用于換流站、變電站、配電房、充電站、綜合管廊、虛擬電廠等電力業(yè)務(wù)場(chǎng)景，現(xiàn)網(wǎng)實(shí)測(cè)業(yè)務(wù)速率500Mbps以上。

國(guó)網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)推出5G標(biāo)準(zhǔn)型通信終端-搭載廣和通5G模組FG150/FM150

南方電網(wǎng)則聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴打造的 5G+智能電網(wǎng)，在國(guó)際上首次完成了5G空口高精度授時(shí)關(guān)鍵技術(shù)、5G承載低時(shí)延電網(wǎng)控制類業(yè)務(wù)、基于SA的端到端5G公網(wǎng)切片安全隔離性的研究和試驗(yàn)，并完成了5G承載配網(wǎng)分布式差動(dòng)保護(hù)、配網(wǎng)自動(dòng)化三遙、電表集抄、應(yīng)急通信、輸變電設(shè)備在線監(jiān)控等業(yè)務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，相關(guān)成果獲第二屆“綻放杯”5G應(yīng)用大賽一等獎(jiǎng)，入選GSMA《中國(guó)5G垂直行業(yè)應(yīng)用案例2020》。

5G模組重要性凸顯

面向智能電網(wǎng)四大應(yīng)用，通信企業(yè)有大量的機(jī)會(huì)入局。在云端，可以提供配電自動(dòng)化、計(jì)量自動(dòng)化等電力云系統(tǒng)，以及業(yè)務(wù)支撐云平臺(tái)等。在管端，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以說是核心，包括核心網(wǎng)、傳輸承載、接入網(wǎng)均可以通過切片成專網(wǎng)，且根據(jù)不同的電力業(yè)務(wù)切片，保障一部分業(yè)務(wù)對(duì)安全隔離的高等級(jí)要求。

在終端，電力終端主要有配電自動(dòng)化終端、智能電表、無人機(jī)、巡檢機(jī)器人、高清攝像頭等品類，從形態(tài)上則分為CPE和嵌入式通信模塊。無論基于哪種品類、哪種形態(tài)，5G模組作為提供通信連接的核心產(chǎn)品，都是非常重要的組成部分，也是電力5G專網(wǎng)得以運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵。

以廣和通為代表的中國(guó)通信模組企業(yè)走在前面。2019年在5G牌照發(fā)放后，廣和通即推出了5G系列模組——FG150/FM150，這兩款5G模組今年率先實(shí)現(xiàn)SA模式實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下調(diào)通，上行峰值速率達(dá)914Mbps，下行峰值速率在ENDC模式下達(dá)到2.5Gbps。4月，在中國(guó)移動(dòng)SA實(shí)網(wǎng)環(huán)境下，順利完成駐網(wǎng)和將端到端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)打通，是國(guó)內(nèi)首款在運(yùn)營(yíng)商SA實(shí)網(wǎng)環(huán)境下調(diào)通的5G模組。目前，這兩款5G模組已經(jīng)應(yīng)用在電力終端，承載了配電自動(dòng)化、用電信息采集等業(yè)務(wù)，大幅提升了電力數(shù)據(jù)的交互能力，驗(yàn)證了5G在智能電網(wǎng)領(lǐng)域的價(jià)值。

從云、管、端來看，5G電力終端依然處在商用初期，與其它垂直行業(yè)面臨的境況類似。到目前為止，芯片廠商中，高通、華為海思、紫光展銳已經(jīng)陸續(xù)提供行業(yè)用5G基帶芯片，模組廠商整體來看還需要進(jìn)一步加大行業(yè)市場(chǎng)拓展步伐。相比4G時(shí)代，5G行業(yè)應(yīng)用緊隨消費(fèi)者市場(chǎng)，幾乎齊頭并進(jìn)，值得整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈去挖掘。而智能電網(wǎng)等重點(diǎn)行業(yè)市場(chǎng)，將會(huì)是模組廠商們拓展的重點(diǎn)方向。
責(zé)任編輯：tzh