用比特驅(qū)動瓦特是5G改變社會的夢想之一，5G在電力領域的應用能否成功關系到5G改變社會的使命能否實現(xiàn)。在5G產(chǎn)業(yè)專家與電力行業(yè)專家攜手的共同努力下，5G與電力領域結(jié)合的應用正不斷豐富與成熟，克服技術(shù)、標準、商業(yè)模式等方面挑戰(zhàn)，比特驅(qū)動瓦特的夢想正在照進現(xiàn)實。
電網(wǎng)開展5G業(yè)務已取得初步進展
5G在電力領域的應用范圍十分廣泛，貫穿電網(wǎng)“發(fā)輸變配用”全流程，如配網(wǎng)差動保護、配網(wǎng)自動化三遙、配網(wǎng)PMU、高級計量、應急通信、機器人巡檢、無人機線路巡檢、智慧工地、視頻監(jiān)控等。5G在這些場景的應用極大地增強了電網(wǎng)的通信能力并提高了電網(wǎng)的運營效率，為電網(wǎng)的智慧化運營提供了重要保障。
5G電力虛擬專網(wǎng)提供可靠的無線接入
電網(wǎng)企業(yè)與運營商共同構(gòu)建5G電力虛擬專網(wǎng)，能夠為各類電網(wǎng)業(yè)務提供可靠的無線通信接入手段?；?ldquo;公網(wǎng)專用、能力開放、分權(quán)分域”的理念，通過電信運營商的5G統(tǒng)一能力開放平臺，可以向電網(wǎng)開放對應的5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)服務和管理能力，主要包括5G電力切片、電力專用網(wǎng)元（如UPF/MEC等）、電力通信終端，業(yè)務SLA的可視、可管、可控能力及故障定界、故障快速恢復能力。
在浙江，國家電網(wǎng)浙江電力公司與運營商共同構(gòu)建了5G電力虛擬專網(wǎng)，建設范圍包括無線公網(wǎng)（無線、承載、核心網(wǎng)、運營管理平臺）和電力專網(wǎng)（電力專用核心網(wǎng)網(wǎng)元、電力內(nèi)部網(wǎng)絡、5G電力綜合管理平臺、主子站業(yè)務系統(tǒng)等）。國家電網(wǎng)浙江電力公司在省公司側(cè)通信機房內(nèi)，分別與三家運營商完成電力5G SA核心網(wǎng)用戶面設備的部署工作，包含電力專用UPF設備和MEC服務器，實現(xiàn)了5G SA網(wǎng)絡核心層的用戶面下沉，AMF和SMF等核心網(wǎng)網(wǎng)元采用運營商5GC公共資源。
在河南，國家電網(wǎng)河南電力公司也在融合電網(wǎng)業(yè)務應用需求的基礎上，開展了5G虛擬專網(wǎng)、5G+特高壓、5G+配電網(wǎng)等建設模式研究及應用，在鄭州、鶴壁、許昌等地區(qū)廣泛開展試點場景建設。在5G電力虛擬專網(wǎng)方向，河南電力積極探索5G園區(qū)專網(wǎng)建設模式，2019年4月在鄭州官渡變，國家電網(wǎng)河南電力公司建成了國內(nèi)首座500千伏變電站電力專用基站。國家電網(wǎng)河南電力公司聯(lián)合運營商實現(xiàn)了省內(nèi)三座特高壓站的5G網(wǎng)絡全覆蓋，通過部署電力專用MEC，進一步建成了特高壓5G園區(qū)專網(wǎng)。
5G電力切片已開展示范工作
切片已經(jīng)成為5G使能行業(yè)應用的重要抓手。在山東，全省已開始組建5G電力切片網(wǎng)絡，構(gòu)建全省生產(chǎn)控制大區(qū)切片，準備開展地方電廠接入、分布式電源接入（助力負荷預測）和電動汽車接入（助力源網(wǎng)荷柔性調(diào)度）。國家電網(wǎng)青島供電公司還在膠州上合示范區(qū)擴大配網(wǎng)差動保護試點，場景自動化擴大應用，開展地方電廠、分布式電源等5G通信試驗。
5G基站與變電站共建共享初見成效
5G基站與變電站共建共享取得了初步成效。在青豫直流特高壓豫南換流站基建工程中，國家電網(wǎng)河南電力公司實現(xiàn)了5G基建與變電站同期規(guī)劃建設，不僅降低了后期鐵塔公司、運營商重新建站的高額費用，也使5G在特高壓智慧工地應用中率先發(fā)揮作用，為安全作業(yè)管控提供了有效手段。
無人機巡檢實現(xiàn)實時回傳
近年來為了減輕輸電線路巡檢工作強度，國家電網(wǎng)開始大規(guī)模推廣無人機巡線作業(yè)。基于電力北斗地面增強基站的精準導航可以達到實時厘米級精度，通過航跡規(guī)劃，巡檢全過程無人機自動飛行。國家電網(wǎng)青島供電公司實現(xiàn)了國內(nèi)首次研發(fā)無人機可搭載的5G SA網(wǎng)絡數(shù)據(jù)高速傳輸模塊，實現(xiàn)無人機視頻及圖像在5G切片網(wǎng)絡的實時回傳，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲作業(yè)整體時間縮短98%，確保巡檢數(shù)據(jù)傳輸安全。
智能運維提高電網(wǎng)運營效率
5G在提升電網(wǎng)自動化效率實現(xiàn)智能運維方面發(fā)揮了重要作用。如在5G+精準負荷控制方面，國家電網(wǎng)青島供電公司實現(xiàn)了精準負荷控制系統(tǒng)重點解決電網(wǎng)故障初期頻率快速跌落，主干道潮流越限，省際聯(lián)絡線功率超用，電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用不足等問題。
精準負控系統(tǒng)工程在實施中遇到大量負控終端接入控制網(wǎng)絡帶來的成本和施工難題。許繼集團將分散部署的負控終端通過電力通信終端接入5G網(wǎng)絡，在試驗室及試點完成基于5G的精準負控驗證工作，實測延時指標滿足預期，優(yōu)于無線專網(wǎng)測試指標，具備實施條件。
面向未來智能運維，2021年，國家電網(wǎng)江蘇電力公司計劃將圍繞輸變電智能運維、電網(wǎng)調(diào)度控制等業(yè)務，在南京江北新區(qū)開展電力5G應用的深入驗證，如基于混合專網(wǎng)點對點業(yè)務應用模式驗證廣域保護備用通道;基于混合專網(wǎng)局域業(yè)務應用模式驗證變電站巡檢機器人;基于虛擬專網(wǎng)廣域業(yè)務應用模式驗證網(wǎng)聯(lián)無人機;開展邊邊緣數(shù)據(jù)中心共建共享商業(yè)模式探索。
電網(wǎng)開展5G業(yè)務需跨越兩座大山
在取得一定階段性成果的同時，也應該清醒的認識到，電網(wǎng)開展5G技術(shù)研究，貫穿電網(wǎng)“發(fā)輸變配用”全流程，不僅有技術(shù)問題，還涉及標準體系建立、網(wǎng)絡安全要求、管理模式及商業(yè)模式確立等問題。這不僅與電網(wǎng)有關，還涉及電信運營商、設備廠商、標準機構(gòu)等外部單位，是一個復雜的系統(tǒng)性工程。目前看來主要有兩座大山需要跨越。
一是5G切片承載電力業(yè)務的安全性尚待權(quán)威論證。根據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護要求，生產(chǎn)控制業(yè)務大區(qū)的業(yè)務需要達到物理隔離的安全防護強度。雖然5G切片技術(shù)在安全隔離方面相對4G有了優(yōu)化提升，但端到端的安全隔離能力能否達到電力安全防護要求，目前都只停留在理論分析階段，尚未進行第三方權(quán)威機構(gòu)測評認證。
二是跨行業(yè)5G創(chuàng)新商業(yè)合作模式尚待探索，資費標準遠超預期。當前5G切片技術(shù)主要在技術(shù)方案及應用驗證的階段，運營商與電力企業(yè)雙方對專用切片的計費模式和取費標準仍然存在較大分歧。5G電力虛擬專網(wǎng)的網(wǎng)絡租賃費約為4G資費的5倍，成本大幅提升，遠超預期。
總而言之，當前電力行業(yè)5G應用仍處于技術(shù)試點與商業(yè)摸索階段，從電網(wǎng)應用角度看，制定針對電力行業(yè)應用的制定個性化標準，破解電力5G深化應用瓶頸勢在必行。產(chǎn)業(yè)鏈也應積極行動起來，在新業(yè)務模式探索、5G技術(shù)與電力應用適配性驗證方面積極貢獻力量。
