“云管端”同時(shí)發(fā)力 中國移動(dòng)5G智能電網(wǎng)將“三步走”

  ICC訊 隨著(zhù)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，推動(dòng)著(zhù)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、應對氣候變化、保護自然環(huán)境、實(shí)現可持續發(fā)展的重要共識。

  智能電網(wǎng)發(fā)展正當時(shí)

  根據國家《能源發(fā)展“十三五”規劃》《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見(jiàn)》等指導文件，為實(shí)現“安全、可靠、綠色、高效”的總體目標，圍繞發(fā)、輸、變、配、用全環(huán)節，智能電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展方向包括五大重點(diǎn)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(dòng)的用電、智慧能源與能源互聯(lián)網(wǎng)。

  經(jīng)過(guò)多年建設，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 )和可靠高效的數據網(wǎng)絡(luò )，光纖資源已實(shí)現35kV及以上廠(chǎng)站、自有物業(yè)辦公場(chǎng)所/營(yíng)業(yè)所全覆蓋。隨著(zhù)大規模配電網(wǎng)自動(dòng)化、低壓集抄、分布式能源接入、用戶(hù)雙向互動(dòng)、智能化巡檢、移動(dòng)作業(yè)終端等業(yè)務(wù)快速發(fā)展，各類(lèi)電網(wǎng)設備、電力終端、用電客戶(hù)的通信需求爆發(fā)式增長(cháng)，現有的以光纖為主的通信網(wǎng)絡(luò )無(wú)法滿(mǎn)足電力業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，在發(fā)、輸、變、配和用各個(gè)環(huán)節對電力通信網(wǎng)提出了新的業(yè)務(wù)要求。

  在發(fā)電環(huán)節，現階段發(fā)電廠(chǎng)主要通過(guò)自建光纖環(huán)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )的方式實(shí)現廠(chǎng)站通信。但自建光纖環(huán)網(wǎng)施工維護成本高、難度大、數據接入不靈活;自建無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)運維及終端成本高，無(wú)線(xiàn)頻段申請門(mén)檻高且帶寬受限;自建Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )安全性差、信號質(zhì)量不穩定，服務(wù)保障性差，容易受到干擾。

  在輸電環(huán)節，在輸電線(xiàn)路無(wú)人機巡檢領(lǐng)域，控制臺與無(wú)人機之間主要采用2.4GHz公共頻段的Wi-Fi或廠(chǎng)家私有協(xié)議進(jìn)行通信，有效控制半徑一般小于2千米，無(wú)法滿(mǎn)足巡檢范圍綿延數千米的業(yè)務(wù)需求。同時(shí)，由于帶寬的限制，巡檢視頻無(wú)法實(shí)時(shí)回傳或回傳質(zhì)量低，無(wú)法完成遠程故障診斷。

  在變電環(huán)節，在變電站，目前主要通過(guò)Wi-Fi進(jìn)行全站覆蓋，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )使用公用頻段，無(wú)法完全滿(mǎn)足電力業(yè)務(wù)對于安全性的要求。同時(shí)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )信道少、資源有限、時(shí)延不穩定，在快速移動(dòng)場(chǎng)景下無(wú)法實(shí)現實(shí)時(shí)切換，難以滿(mǎn)足變電站多樣化的業(yè)務(wù)需求。

  在配電環(huán)節，由于配電網(wǎng)節點(diǎn)點(diǎn)多面廣，海量設備需要實(shí)時(shí)監測或遠程控制，信息雙向交互頻繁，且光纖網(wǎng)絡(luò )建設成本高、運維難度大，難以滿(mǎn)足配電網(wǎng)各類(lèi)終端通信全接入的需求。同時(shí)，配電網(wǎng)控制類(lèi)業(yè)務(wù)對于通信安全、時(shí)延及網(wǎng)絡(luò )授時(shí)精度有很高要求，現有的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )無(wú)法有效支撐配電通信網(wǎng)可觀(guān)、可測、可控的需求。

  在用電環(huán)節，現階段，電網(wǎng)計量采用集中抄表方式，集中器下掛幾十至上百個(gè)智能電表，由集中器采集電表數據后統一回傳至計量主站。為實(shí)現雙向實(shí)時(shí)互動(dòng)，滿(mǎn)足智能用電和客戶(hù)個(gè)性化服務(wù)需求，提升電網(wǎng)用電負荷精細化監控水平，需要電表與主站間實(shí)現直連通信，并將采集頻次提升至秒級。

  中國移動(dòng)5G智能電網(wǎng)解決方案

  當前電力業(yè)務(wù)種類(lèi)繁多，各類(lèi)應用針對5G網(wǎng)絡(luò )性能及安全隔離提出了不同需求。各類(lèi)控制類(lèi)業(yè)務(wù)需要低時(shí)延高可靠的通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行電力控制;無(wú)人機、機器人巡檢、智能安防業(yè)務(wù)需要大帶寬進(jìn)行視頻回傳;電力計量、新能源場(chǎng)站業(yè)務(wù)需要海量連接開(kāi)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，如大規模設備連接場(chǎng)景(mMTC)提供百萬(wàn)甚至千萬(wàn)級的連接能力、增強移動(dòng)帶寬場(chǎng)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(shí)延場(chǎng)景(uRLLC)提供網(wǎng)絡(luò )端到端10毫秒級的時(shí)延能力。

  中國移動(dòng)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(mǎn)足電力業(yè)務(wù)發(fā)、輸、變、配、用各個(gè)環(huán)節的安全性、可靠性和靈活性需求，實(shí)現差異化服務(wù)保障，進(jìn)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(jìn)未來(lái)智能電網(wǎng)取得更大的技術(shù)突破。

  “云”側打造電力行業(yè)核心能力服務(wù)平臺、OneLink 5G切片業(yè)務(wù)運營(yíng)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、通信設備管理、5G切片管理、統計分析等核心能力，使電力客戶(hù)對5G切片應用的全生命周期達到可觀(guān)、可管、可控的效果。OneLink 5G切片業(yè)務(wù)運營(yíng)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)監控、統計分析等切片管理能力。

  “管”側提供電力行業(yè)5G專(zhuān)網(wǎng)服務(wù)，通過(guò)復用或新建基站、邊緣計算設備等手段，實(shí)現業(yè)務(wù)數據分流和業(yè)務(wù)本地化處理，滿(mǎn)足發(fā)電廠(chǎng)、變電站、換流站等對“數據不出廠(chǎng)”、多路高清大帶寬視頻采集處理等需求，同時(shí)通過(guò)5G QoS、RB資源塊預留、網(wǎng)絡(luò )切片、UPF下沉等技術(shù)手段滿(mǎn)足電力廣域場(chǎng)景下業(yè)務(wù)安全隔離、低時(shí)延高可靠、高精度網(wǎng)絡(luò )授時(shí)及專(zhuān)屬網(wǎng)絡(luò )使用等業(yè)務(wù)需求。

  “端”側打造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(xiàn)數據傳輸、高精度網(wǎng)絡(luò )授時(shí)、協(xié)議轉換和安全加密功能，滿(mǎn)足配網(wǎng)差動(dòng)保護、配網(wǎng)PMU應用場(chǎng)景的高精度網(wǎng)絡(luò )授時(shí)需求。5G電表通信艙用于三相智能電表的數據采集、存儲、傳輸部分，通過(guò)標準接口與電能表連接，滿(mǎn)足高級計量應用場(chǎng)景對電能表數據采集、參數遠程下發(fā)需求。

  5G智能項目將分為三階段推進(jìn)

  5G智能項目推進(jìn)整體分為業(yè)務(wù)試點(diǎn)驗證、區域全業(yè)務(wù)示范、廣域全面商用3個(gè)階段。

  第一階段，業(yè)務(wù)試點(diǎn)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(dòng)保護、配網(wǎng)自動(dòng)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(dòng)區域性電網(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(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)示范區域5G網(wǎng)絡(luò )部署，預計在2020年底前可實(shí)現業(yè)務(wù)部署。

  第三階段，在區域示范結束后推動(dòng)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)域實(shí)現商用落地。在這個(gè)階段，配合電網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )覆蓋成本將進(jìn)一步提高，同時(shí)涉及跨平臺、跨廠(chǎng)家及跨運營(yíng)商協(xié)同問(wèn)題。需要5G技術(shù)更加成熟穩定，具備跨平臺和廠(chǎng)家的兼容能力;同時(shí)運營(yíng)商間需要進(jìn)一步競合，實(shí)現5G智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)全面發(fā)展。

中國移動(dòng)通信集團有限公司 楊鵬