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在日前召開的“中國聯通邊緣云合作伙伴大會”上，全球能源互聯網研究院有限公司工學博士、高級工程師陸陽表示，5G在智能電網的應用剛剛起步，針對5G的大帶寬、低時延、高可靠和大連接的三大能力，國家電網在巡檢、配電網狀態監測、大數據采集、準負荷控制、配電自動化等應用方面都在積極推動5G技術的研究和落地。

國家層面上目前已經提出了未來能源發展和變革的方向，國家提出未來的能源體系應該是構建清潔、低碳、便捷、高效的能源體系，在這樣一個新的形勢下，電網面臨哪些嚴峻的挑戰。

陸陽指出，“能源變革的核心就是電網的變革，在能源變革的新形勢下，電網未來的發展方向是清潔、堅強和靈活，主要面臨四大挑戰。”

第一點是面臨著高比例新能源并網調控的挑戰，現在電網接納可再生能源的壓力越來越大，包括風電、光伏以及客戶側的分布式電源的接入，對電網的并網調控能力都提出了更高的要求。

第二點是大電網柔性互聯與安全運行，國家電網公司目前重點在特高壓交直流電網的建設上下了很大的工夫，大電網的柔性互聯未來在相當長的時間內也是常態。

第三點是多元用戶供需互動用電。陸陽表示，目前國網公司已經建成了覆蓋4億戶以上的智能電表用電信息的采集系統，另外也建成了目前全球最大的智慧車聯網平臺，接入充電樁17萬個以上，未來隨著用戶參與到電網的雙向互動的環節越來越深入，包括分時電價以及需求側響應以及電動汽車充放電等。

第四點是信息空間與電力系統緊密耦合和交互。現在大云物移智包括這些先進的信息通信技術，或多或少在電網中都得到了應用，未來的發展趨勢，應用會更深入，和電網的一次系統深度柔和在一起。根據業務、應用的需求去部署信息通信新技術也是一項新挑戰。

從目前國網公司電力通信技術應用的情況來看，橫向按照傳統理解，電網包括發、輸、變、配、用和調度這六大環節，信息通信網從橫向來看也是覆蓋這六個環節。從縱向來看，國家電網也可以叫物聯網，也是一張實體的網絡，包含了感知層、網絡層和應用層三個層面，或者按照目前比較流行的說法，工業互聯網的架構來分，可以認為也包含了終端層、網絡層、平臺層和應用層。

陸陽表示，不管怎么劃分，目前國網公司實際上是兩張實體網絡，一張是電網，一張是信息通信網，而且隨著未來業務的不斷發展，信息通信網的地位和重要性也是越來越突出。

那么，5G在電網這樣一個垂直行業中，用無線技術究竟能夠承載哪些業務？

對此，陸陽指出，電網的無線來承載技術分成三大類，首先是電網控制類業務，它涉及到核心的生產控制的業務流程，包括配電自動化、主動配電網差動保護、分布式電源接入控制、精準負荷控制等。第二類是信息采集類，具有點多面廣的特點，包括用電信息采集。目前的信息采集相對來而言是比較單一的，但是隨著以后的發展，智能電表會成為客戶側智能的終端。另外像電動汽車充電站、電網狀態監測、視頻監控這種信息采集類的需求。第三類是關于移動應用類，這塊主要是和電網這個企業的經營管理相關的一些業務等一些需求。

“隨著智能電網的不斷建設和發展，這三大類挑戰給無線泛在接入提出三點新的要求。”首先是實現面向客戶側各級負荷的精準控制能力，適應以特高壓為骨干、各級電網協調發展的新型電網模式。第二點是實現各級電網重要廊道的監視、巡檢，引入可視化、實時化、精益化的新型作業方式。第三點是實現用戶雙向互動、用電精細化管理。

5G在電網中的應用展望

展望5G，隨著對大帶寬、低時延、高可靠、大連接等業務的不斷上線，業務需求也是不斷增長的態勢，陸陽測算，以密集城區單基站覆蓋半徑1km為例，單扇區平均承載終端數量可達2萬個以上。

總體來看，未來電力業務的發展和5G的發展趨勢是相吻合的，在未來電網中，小流量的大連接的物聯網業務，以及寬帶業務和低時延、高可靠的業務是并存的，呈現出廣覆蓋、大連接、低時延、高可靠、高安全等要求很高的特征。

5G是新型的無線通信技術，最大的特點，和傳統2G/3G/4G相比，引入了包括邊緣計算和網絡切片新型的網絡架構，邊緣計算，企業部署邊緣云、邊緣計算的目的是為了降低業務端到核心網側的時延，提供本地的閉環的控制，能夠滿足低時延應用的要求。網絡切片能夠實現一網多能，一張網絡同時承載多種業務的需求，真正實現網絡跟隨業務的需求而發生變化，實現了網隨云動或者網隨業務需求而動這樣一種新型的網絡架構，這是未來5G在電網這個垂直行業中應用的最大優勢。

陸陽表示，針對5G的大帶寬、低時延、高可靠和大連接的三大能力，國家電網在巡檢、配電網狀態監測、大數據采集、準負荷控制、配電自動化等應用方面都在積極推動5G應用的研究和落地。

“在大帶寬的場景下，電網中可能應用到的場景主要是應用在巡檢過程中。”陸陽表示，巡檢目前很多還是依靠人工來進行作業，工作量非常大，運維的難度也非常大，未來引入5G的技術以后，有可能支撐巡檢側實現自主化、精益化或者叫智能化的巡檢。通過引入AR/VR增強技術，可以實現現場數據、高清圖像、視頻，實現遠程和現場的實時會商，提高巡檢的能力。“目前巡檢更多是發生在變電站或者輸電線路上，離業務的機房往往會有一定的距離。如何去部署這種邊緣的計算能力，通過這種先進的運維手段能夠獲得實時的交互，也是下一步需要進一步研究的方向。”

在大連接方面，電網的主要應用包括兩個場景。一是面向配電網狀態監測，小數據量的特征，包括對配電一次設備的溫度、環境的溫濕度，以及開關的狀態等來進行實時監測，把信息傳回到主站進行實時分析。目前配網這塊真的是點多面廣，國網公司目前在用的配電變壓器達到440萬臺以上，其他的設備包括一些配網的開關柜、環網柜、分支箱等在800萬臺以上，對網絡的大連接能力和低功耗能力確實提出了新的挑戰。陸陽表示，“類似于NB這種技術，它的功耗或者應對現場復雜環境的深度覆蓋的能力，是否能夠滿足配網狀態監測應用的需求，也需要進一步研究。”

二是針對大數據量的采集，國網也考慮是否要進行一些邊緣計算能力的部署。陸陽指出，“如果把所有的數據量都上送到云上去處理，一是沒有必要，而是數據量非常大。在輸電線路狀態監測中的應用，輸電線路和配網不同的是，輸電線路一般分布在偏遠地區，無線網絡的覆蓋往往是非常薄弱的。針對輸電線路的監測，如何把監測信息實現回傳，也是需要研究的方面。”

關于低時延、高可靠，這也是電網中非常關注的一個場景，涉及到生產控制類的業務流程。

“國網公司跟其他企業在探討5G時，都會把精準負荷控制作為潛在的低時延、高可靠的應用場景。”陸陽指出，精準負荷控制就是大電網系統保護的一個部分，最終目標是要實現發用電的平衡。

精準負荷控制通過切除用戶側可中斷的負荷，來實現當電網輸電發生故障以后，負荷側不受到過大的沖擊。時延要求是50ms，但是這個50ms是從終端到整個主站整個的通信時延，5G在空口上有1ms以內的能力，我們也在思考如何構建這樣一個系統保護或者精準負荷控制的網絡。5G已經達到了1ms以內，網絡和業務主站應該怎樣部署，能夠實現在控制信號在傳輸的過程中不至于浪費更多5G在空口上的努力。

陸陽認為，配電自動化也是電網5G應用的一個方向，“目前國際上一流的要求是要達到99.999%的可靠性要求，換算成年戶均停電時間不超過5分鐘，對這樣一個控制要求非常高的場景，可能5G在這樣的場景下也會有應用。”

此外，陸陽指出，“針對安全方面的考慮，如果用5G來承載多業務，就要很好的在業務之間實現隔離，目前5G中提到網絡切片技術，能夠從物理層到邏輯層實現全方位隔離解決方案，未來在承載電網業務的時候也是一種非常有效的解決方案。”

展望未來，陸陽指表示，5G在運營商層面已經日趨成熟，開展很多規模試點和應用，在電力行業目前剛剛起步，我們也希望借這攜手合作伙伴，共同推動5G技術在智能電網或者說在未來能源互聯網中的應用。