陳永波：智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)和特性對(duì)通信連接的需求更為依賴(lài)

能源是現(xiàn)代社會(huì)運(yùn)行的基礎(chǔ)，受到可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境污染和氣候變化（碳排放）的挑戰(zhàn)。電力作為主要的二次能源，以綠色、安全、可靠、高效為目標(biāo)的智能電網(wǎng)成為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的優(yōu)選方案。智能電網(wǎng)經(jīng)過(guò)10多年的快速發(fā)展，已經(jīng)在全球范圍得到廣泛的應(yīng)用，取得了顯著的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

智能電網(wǎng)發(fā)展遇瓶頸

智能電網(wǎng)貫穿發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等多個(gè)環(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)的發(fā)展呈現(xiàn)出新的趨勢(shì)和特征：發(fā)電要清潔友好，融合多種清潔分布式電源，融合分散儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車(chē)，融合分散可靠負(fù)荷，具備清潔低碳、網(wǎng)源協(xié)同、靈活高效的特征；輸變電要安全高效，具備安全高效、態(tài)勢(shì)感知、柔性可靠、協(xié)調(diào)優(yōu)化的特征；配電要靈活可靠，具備靈活可靠、可觀可控、開(kāi)放兼容、經(jīng)濟(jì)適用的特征；用電要多樣互動(dòng)，具備多元友好、雙向互動(dòng)、靈活多樣、節(jié)約高效的特征；具備智慧能源的需求，具備“互聯(lián)網(wǎng)+”業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)、高效協(xié)同、開(kāi)放共享、價(jià)值創(chuàng)新的特征。

中興通訊5G能源電力行業(yè)總工陳永波在接受通信世界全媒體記者時(shí)表示，智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)和特性對(duì)通信連接的需求更為依賴(lài)。智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)快速發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)大連接及低時(shí)延提出了更高的要求，同時(shí)電力設(shè)備數(shù)據(jù)資源孤島化、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不一等問(wèn)題也日益突出，這些問(wèn)題已成為制約電力信息化發(fā)展的瓶頸。

電力通信網(wǎng)作為支撐智能電網(wǎng)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，為智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和各類(lèi)能源服務(wù)平臺(tái)提供各種安全、可靠、高速、高效的信息接入傳輸通道；構(gòu)建大容量、安全可靠的光纖骨干電力通信網(wǎng)，以及泛在多業(yè)務(wù)靈活可信接入的配用電通信網(wǎng)是電力通信網(wǎng)的兩個(gè)重要挑戰(zhàn)。

智能電網(wǎng)在配用電領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)是配電智能化，這包括很多新的元素和特點(diǎn)。例如大量多種形式的新能源接入，建筑、工廠和交通領(lǐng)域的能源效率提升，用戶互動(dòng)智能用電及智能電器普及，配用電設(shè)施的智能運(yùn)營(yíng)，各種配電自動(dòng)化配用電智能管理業(yè)務(wù)等。而一個(gè)泛在、靈活、可靠、安全的配電接入通信網(wǎng)是支撐這些新元素新業(yè)務(wù)的基本需求。

切片技術(shù)加持，5G將賦能智能電網(wǎng)

當(dāng)前5G已成業(yè)界熱議話題，“4G改變生活，5G改變世界”也得到越來(lái)越多人的認(rèn)可，5G將帶來(lái)數(shù)據(jù)成倍增長(zhǎng)，同時(shí)還為更多的垂直行業(yè)注智賦能，促進(jìn)各行各業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。

在陳永波看來(lái)，5G具備最高超過(guò)1Gbit/s的用戶速率、低于10ms端到端時(shí)延、多接入邊緣計(jì)算、高精度授時(shí)服務(wù)、時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）等多項(xiàng)新技術(shù)特性，在實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性、連接能力、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等各方面表現(xiàn)優(yōu)異，十分契合電力行業(yè)發(fā)展的新需求，是智能電網(wǎng)泛在接入的最佳選擇之一，可很大程度上增強(qiáng)智能電網(wǎng)的諸多業(yè)務(wù)應(yīng)用能力，為智能電網(wǎng)的新發(fā)展提供關(guān)鍵的通信連接能力，可以很好地服務(wù)于遠(yuǎn)程操作、精準(zhǔn)負(fù)荷控制、智能配電、并網(wǎng)優(yōu)化等業(yè)務(wù)，快速滿足電力行業(yè)不同業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的差異化需求，進(jìn)一步提升智能電網(wǎng)的服務(wù)水平。

以切片技術(shù)為基礎(chǔ)，5G提出了包括無(wú)線通信終端、無(wú)線接入網(wǎng)、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)的端到端解決方案，方案具備泛在接入、多樣化業(yè)務(wù)承載、差異化安全隔離及高效靈活運(yùn)營(yíng)管理的特點(diǎn)。5G網(wǎng)絡(luò)切片可以通過(guò)同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足智能電網(wǎng)各類(lèi)不同應(yīng)用對(duì)通信的特殊需求，例如用于配電控制數(shù)據(jù)和命令的電力控制切片、用于海量電表數(shù)據(jù)的采集和上傳的電力監(jiān)測(cè)切片、用于安全通話需求的電力通信切片等。5G智能電網(wǎng)切片解決方案示意圖如圖1所示。

攜手產(chǎn)業(yè)伙伴推動(dòng)5G智能電網(wǎng)發(fā)展

5G智能電網(wǎng)的發(fā)展離不開(kāi)重要廠商的參與，而早在多年前，中興通訊就已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注5G智能電網(wǎng)并展開(kāi)研究工作。2017年10月，中興通訊作為首批成員加入了CIGRE（國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議）中國(guó)國(guó)家委員會(huì)D2專(zhuān)委會(huì)5G工作組，與國(guó)家電網(wǎng)、南網(wǎng)電網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)界各方專(zhuān)家聯(lián)合展開(kāi)5G智能電網(wǎng)研究工作。2018年，中興通訊成立5G行業(yè)產(chǎn)品線，將智能電網(wǎng)作為重點(diǎn)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，聯(lián)合運(yùn)營(yíng)商和電網(wǎng)公司進(jìn)行5G應(yīng)用研究和試點(diǎn)工作。2019年至今，中興通訊先后在完成上海電力PMU（微型同步相量策略）、天津電力機(jī)器人巡檢、福建電力無(wú)人機(jī)巡檢及差動(dòng)保護(hù)、南方電網(wǎng)廣州南沙智能巡檢等多種業(yè)務(wù)的測(cè)試驗(yàn)證，初步證明了5G網(wǎng)絡(luò)具備承載智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的能力。

除了積極進(jìn)行5G智能電網(wǎng)實(shí)踐外，中興通訊也與智能電網(wǎng)領(lǐng)先廠商展開(kāi)合作，共建5G智能電網(wǎng)創(chuàng)新生態(tài)?！爸信d通訊先后與南瑞繼保、國(guó)電南自、許繼電氣、平高電氣等數(shù)十家智能電網(wǎng)行業(yè)翹楚實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略合作，通過(guò)共建聯(lián)合5G實(shí)驗(yàn)室、聯(lián)合創(chuàng)新、聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)研究等工作，深度展開(kāi)5G智能電網(wǎng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的聯(lián)合創(chuàng)新。”陳永波表示。

具體而言，中興通訊對(duì)智能電網(wǎng)領(lǐng)域的探索聚焦在城市配電網(wǎng)和用電環(huán)節(jié)探索解決方案，同時(shí)也兼顧發(fā)電、輸電變電環(huán)節(jié)的應(yīng)用。例如中興通訊在與南瑞繼保聯(lián)合進(jìn)行精準(zhǔn)控制業(yè)務(wù)的探索與創(chuàng)新，這個(gè)業(yè)務(wù)主要是要通過(guò)控制用戶側(cè)可控負(fù)荷來(lái)解決直流輸電故障問(wèn)題。此業(yè)務(wù)的痛點(diǎn)在于便捷高效的連接大量分布在城市各種場(chǎng)所的可控用戶負(fù)荷，如建筑空調(diào)、充電樁、儲(chǔ)能、分布式發(fā)電、工廠可控負(fù)荷等，采用5G可充分發(fā)揮無(wú)線通信的靈活方便特點(diǎn)，又能兼顧實(shí)時(shí)、可靠、安全、可控的要求，可以完美解決精準(zhǔn)控制業(yè)務(wù)的連接要求。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)先行。在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，中興通訊與南方電網(wǎng)、國(guó)家電網(wǎng)展開(kāi)合作，已經(jīng)聯(lián)合完成數(shù)十篇標(biāo)準(zhǔn)提案，并獲得采納。當(dāng)前，3GPP已經(jīng)啟動(dòng)R18業(yè)務(wù)需求標(biāo)準(zhǔn)制定，在6月SA#88e全會(huì)上，由中國(guó)南方電網(wǎng)、國(guó)家電網(wǎng)、中興通訊等來(lái)自全球的28家成員單位，成功推動(dòng)“5GSEI（5G智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施）”需求標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目立項(xiàng)。這是第一次全面完整地面向智能電網(wǎng)的行業(yè)需求開(kāi)展5G需求標(biāo)準(zhǔn)的研制，將為5G支持智能電網(wǎng)全面發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5G智能電網(wǎng)發(fā)展還需邁過(guò)多道坎

“5G智能電網(wǎng)擁有廣闊前景，但5G網(wǎng)絡(luò)真正用于智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)商用，還有面臨著諸多挑戰(zhàn)，既有技術(shù)體制方面的，更多還是技術(shù)層面的高需求。”陳永波坦言。

例如，智能電網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全要求非常嚴(yán)格，有國(guó)家相關(guān)明文法規(guī)需要執(zhí)行，最典型的是安全隔離的要求。在電網(wǎng)的生產(chǎn)控制區(qū)業(yè)務(wù)需要實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的物理隔離要求，如何在5G網(wǎng)絡(luò)上滿足這樣的要求，就是一項(xiàng)非常艱巨的挑戰(zhàn)。

而中興通訊通過(guò)深入研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)，初步完成了基于5G切片技術(shù)的端到端硬隔離5G智能電網(wǎng)解決方案。例如，在5G接入網(wǎng)方面，通過(guò)PRB（無(wú)線物理資源塊）預(yù)留實(shí)現(xiàn)無(wú)線資源的嚴(yán)格隔離，滿足電網(wǎng)生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)的安全性、可靠性要求。此技術(shù)方案已經(jīng)在南方電網(wǎng)、國(guó)家電網(wǎng)相關(guān)試點(diǎn)項(xiàng)目中得到驗(yàn)證，并具備了商用條件。

“雖然5G智能電網(wǎng)發(fā)展之路并不會(huì)是一片坦途，但中興通訊將繼續(xù)與行業(yè)領(lǐng)先廠商、研究機(jī)構(gòu)展開(kāi)廣泛合作，與運(yùn)營(yíng)商、產(chǎn)業(yè)界共同努力，通過(guò)聯(lián)合創(chuàng)新解決5G智能電網(wǎng)的深水區(qū)挑戰(zhàn)，為5G智能電網(wǎng)商用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”陳永波表示。
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