能源是現代社會運行的基礎，受到可持續發展、環境污染和氣候變化（碳排放）的挑戰。電力作為主要的二次能源，以綠色、安全、可靠、高效為目標的智能電網成為應對挑戰的優選方案。智能電網經過10多年的快速發展，已經在全球范圍得到廣泛的應用，取得了顯著的社會效益、環境效益和經濟效益。

智能電網發展遇瓶頸

智能電網貫穿發電、輸電、變電、配電和用電等多個環節。智能電網的發展呈現出新的趨勢和特征：發電要清潔友好，融合多種清潔分布式電源，融合分散儲能和電動汽車，融合分散可靠負荷，具備清潔低碳、網源協同、靈活高效的特征；輸變電要安全高效，具備安全高效、態勢感知、柔性可靠、協調優化的特征；配電要靈活可靠，具備靈活可靠、可觀可控、開放兼容、經濟適用的特征；用電要多樣互動，具備多元友好、雙向互動、靈活多樣、節約高效的特征；具備智慧能源的需求，具備“互聯網+”業務，實現多能互補、高效協同、開放共享、價值創新的特征。

中興通訊5G能源電力行業總工陳永波在接受通信世界全媒體記者時表示，智能電網的發展趨勢和特性對通信連接的需求更為依賴。智能電網業務快速發展對網絡大連接及低時延提出了更高的要求，同時電力設備數據資源孤島化、標準規范不一等問題也日益突出，這些問題已成為制約電力信息化發展的瓶頸。

電力通信網作為支撐智能電網發展的重要基礎設施，為智能電網基礎設施和各類能源服務平臺提供各種安全、可靠、高速、高效的信息接入傳輸通道；構建大容量、安全可靠的光纖骨干電力通信網，以及泛在多業務靈活可信接入的配用電通信網是電力通信網的兩個重要挑戰。

智能電網在配用電領域的發展趨勢是配電智能化，這包括很多新的元素和特點。例如大量多種形式的新能源接入，建筑、工廠和交通領域的能源效率提升，用戶互動智能用電及智能電器普及，配用電設施的智能運營，各種配電自動化配用電智能管理業務等。而一個泛在、靈活、可靠、安全的配電接入通信網是支撐這些新元素新業務的基本需求。

切片技術加持，5G將賦能智能電網

當前5G已成業界熱議話題，“4G改變生活，5G改變世界”也得到越來越多人的認可，5G將帶來數據成倍增長，同時還為更多的垂直行業注智賦能，促進各行各業數字化、網絡化、智能化發展。

在陳永波看來，5G具備最高超過1Gbit/s的用戶速率、低于10ms端到端時延、多接入邊緣計算、高精度授時服務、時間敏感網絡（TSN）等多項新技術特性，在實時性、可靠性、安全性、連接能力、靈活性、經濟性等各方面表現優異，十分契合電力行業發展的新需求，是智能電網泛在接入的最佳選擇之一，可很大程度上增強智能電網的諸多業務應用能力，為智能電網的新發展提供關鍵的通信連接能力，可以很好地服務于遠程操作、精準負荷控制、智能配電、并網優化等業務，快速滿足電力行業不同業務對網絡性能指標的差異化需求，進一步提升智能電網的服務水平。

以切片技術為基礎，5G提出了包括無線通信終端、無線接入網、承載網和核心網的端到端解決方案，方案具備泛在接入、多樣化業務承載、差異化安全隔離及高效靈活運營管理的特點。5G網絡切片可以通過同一個物理網絡來滿足智能電網各類不同應用對通信的特殊需求，例如用于配電控制數據和命令的電力控制切片、用于海量電表數據的采集和上傳的電力監測切片、用于安全通話需求的電力通信切片等。5G智能電網切片解決方案示意圖如圖1所示。

攜手產業伙伴推動5G智能電網發展

5G智能電網的發展離不開重要廠商的參與，而早在多年前，中興通訊就已經開始關注5G智能電網并展開研究工作。2017年10月，中興通訊作為首批成員加入了CIGRE（國際大電網會議）中國國家委員會D2專委會5G工作組，與國家電網、南網電網等產業界各方專家聯合展開5G智能電網研究工作。2018年，中興通訊成立5G行業產品線，將智能電網作為重點業務領域，聯合運營商和電網公司進行5G應用研究和試點工作。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）、天津電力機器人巡檢、福建電力無人機巡檢及差動保護、南方電網廣州南沙智能巡檢等多種業務的測試驗證，初步證明了5G網絡具備承載智能電網業務的能力。

除了積極進行5G智能電網實踐外，中興通訊也與智能電網領先廠商展開合作，共建5G智能電網創新生態。“中興通訊先后與南瑞繼保、國電南自、許繼電氣、平高電氣等數十家智能電網行業翹楚實現戰略合作，通過共建聯合5G實驗室、聯合創新、聯合進行技術研究等工作，深度展開5G智能電網關鍵業務的聯合創新。”陳永波表示。

具體而言，中興通訊對智能電網領域的探索聚焦在城市配電網和用電環節探索解決方案，同時也兼顧發電、輸電變電環節的應用。例如中興通訊在與南瑞繼保聯合進行精準控制業務的探索與創新，這個業務主要是要通過控制用戶側可控負荷來解決直流輸電故障問題。此業務的痛點在于便捷高效的連接大量分布在城市各種場所的可控用戶負荷，如建筑空調、充電樁、儲能、分布式發電、工廠可控負荷等，采用5G可充分發揮無線通信的靈活方便特點，又能兼顧實時、可靠、安全、可控的要求，可以完美解決精準控制業務的連接要求。

產業發展，標準先行。在標準制定方面，中興通訊與南方電網、國家電網展開合作，已經聯合完成數十篇標準提案，并獲得采納。當前，3GPP已經啟動R18業務需求標準制定，在6月SA#88e全會上，由中國南方電網、國家電網、中興通訊等來自全球的28家成員單位，成功推動“5GSEI（5G智能電網基礎設施）”需求標準研究項目立項。這是第一次全面完整地面向智能電網的行業需求開展5G需求標準的研制，將為5G支持智能電網全面發展奠定堅實的基礎。

5G智能電網發展還需邁過多道坎

“5G智能電網擁有廣闊前景，但5G網絡真正用于智能電網業務實現商用，還有面臨著諸多挑戰，既有技術體制方面的，更多還是技術層面的高需求。”陳永波坦言。

例如，智能電網對網絡安全要求非常嚴格，有國家相關明文法規需要執行，最典型的是安全隔離的要求。在電網的生產控制區業務需要實現嚴格的物理隔離要求，如何在5G網絡上滿足這樣的要求，就是一項非常艱巨的挑戰。

而中興通訊通過深入研究和技術開發，初步完成了基于5G切片技術的端到端硬隔離5G智能電網解決方案。例如，在5G接入網方面，通過PRB（無線物理資源塊）預留實現無線資源的嚴格隔離，滿足電網生產控制業務的安全性、可靠性要求。此技術方案已經在南方電網、國家電網相關試點項目中得到驗證，并具備了商用條件。

“雖然5G智能電網發展之路并不會是一片坦途，但中興通訊將繼續與行業領先廠商、研究機構展開廣泛合作，與運營商、產業界共同努力，通過聯合創新解決5G智能電網的深水區挑戰，為5G智能電網商用奠定堅實基礎。”陳永波表示。
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