能源是人類生存發(fā)展的重要物質基礎，也是世界經濟發(fā)展的重要動力。發(fā)展安全、可靠、綠色、高效的智能電網已成為世界各國的廣泛共識，發(fā)展智能電網將成為推動能源革命、實現可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

面對差異化業(yè)務訴求，當前電力通信網在海量終端通信低成本覆蓋、信息傳輸安全性、高質量可靠傳輸、差異化業(yè)務適配和通信資源管控等方面面臨著新的挑戰(zhàn)，這已成為制約智能電網發(fā)展的關鍵瓶頸。

5G推動智能電網發(fā)展和數字化轉型

隨著全球新一輪科技革命和產業(yè)變革的興起，先進信息技術、互聯(lián)網理念與能源產業(yè)深度融合，也推動著能源新技術、新模式和新業(yè)態(tài)的興起。5G作為全球新一輪科技革命的核心技術之一，是實現國家數字化、萬物互聯(lián)、人機交互的新一代戰(zhàn)略性信息基礎設施。2020年年初，5G與新能源汽車充電樁、特高壓等七大領域共同被納入國家“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略。

智能電網的發(fā)展和數字化轉型迫切需要構建經濟靈活、雙向實時、安全可靠、智能高效的“泛在化、全覆蓋”終端通信接入網。5G通信技術的增強移動帶寬（eMBB）、超高可靠低時延通信（uRLLC）、大規(guī)模機器類通信（mMTC）三大特征及其網絡切片技術有望解決末端海量物聯(lián)數據接入的“卡脖子”問題。5G網絡作為電力通信專網的補充，將率先在電力行業(yè)進入應用深水區(qū)。

基于5G確定性網絡落實5G智能電網應用示范

為落實國家戰(zhàn)略，支撐智能電網發(fā)展和數字化轉型，中國南方電網公司成立了以集團副總為組長的“5G+智能電網應用研究”工作協(xié)調小組，統(tǒng)籌指導和協(xié)調部署公司5G通信技術應用研究各項工作。

工作協(xié)調小組制訂了《南方電網公司5G+智能電網應用研究工作方案》，該方案梳理了涵蓋“發(fā)輸變配用”電網全環(huán)節(jié)的53類典型業(yè)務場景，明確了將重點打造廣州南沙5G+智能電網示范區(qū)，形成可復制可借鑒的5G應用精品案例。

智能電網的場景多樣化，各場景對通信網絡的帶寬、時延、安全可靠性、接口等能力的需求不盡相同。比如差異化的QoS/SLA、確定性能力、安全、隔離、可靠性、獨立運營運維能力，這需要5G具備差異化和確定性的網絡能力，即5G確定性網絡，以滿足電網業(yè)務在安全、可靠、靈活性上的要求，更好地適配智能電網發(fā)展的要求。

自2018年以來，依托5G規(guī)模組網建設與應用示范工程（國家發(fā)改委一期項目），南方電網聯(lián)合中國移動、華為等公司，基于5G確定性網絡，從頂層設計、國際標準、關鍵技術、現網試點到業(yè)務運營，開展了一系列卓有成效的5G創(chuàng)新應用合作，創(chuàng)造了五項行業(yè)第一，全面實現技術和業(yè)務的雙領先。

3GPP國際標準提案數行業(yè)第一。自2018年2月成為國內能源領域唯一3GPP/CCSA全權會員以來，南方電網已累計向3GPP提交30余篇電力需求/技術實現提案，其中16篇已被分別納入9項標準，內容涉及5G網絡授時、5G承載配網差動保護、網絡能力開放、網絡切片管理等方面。

發(fā)布業(yè)界首個《5G助力智能電網應用白皮書》。在2018年上海世界移動大會期間，南方電網與中國移動、華為聯(lián)合對外正式發(fā)布《5G助力智能電網應用白皮書》?！?G助力智能電網應用白皮書》首次發(fā)布5G端到端網絡切片總體架構，提出適合電力行業(yè)的基于端、管、云、安全四大領域的智能電網端到端網絡切片解決方案。

完成國內外首例5G承載電網控制業(yè)務現場測試驗證。2019年1月，南方電網在深圳完成了國內外首例基于5G網絡的配網分布式差動保護業(yè)務外場測試，首次驗證了5G網絡的低時延（《15毫秒）及高精度網絡授時能力（《10微秒），滿足電網控制類業(yè)務需求。2019年5月，南方電網在深圳完成了國內外首例基于5G的配電網同步相量測量外場綜合測試，解決了裝置間絕對時間難以同步和通信時延這兩個技術痛點。2020年1月，南方電網選取深圳局2條站內10KV饋線和4個站外環(huán)網柜，完成了國內外首條基于5G SA網絡的配網分布式差動保護跨基站承載現場測試，同時，還利用網絡切片保證了不同分區(qū)業(yè)務的安全隔離。測試指標滿足5G承載電網控制類業(yè)務毫秒級低時延和微秒級高精度網絡授時的嚴苛要求。

實現國內外首例5G SA網絡切片功能驗證及運營管理全流程拉通。2019年6月，南方電網通過部署電力專用核心網設備，改造基于FlexE的SPN承載網，采用5QI等級的業(yè)務優(yōu)先調度機制，在深圳測試驗證了國內外首例基于5G SA架構的無線、傳輸、核心網端到端網絡切片的基本功能，實現了不同分區(qū)電力切片間業(yè)務互不影響，業(yè)務QoS可保障。2019年9月，南方電網在深圳實現了國內外首例5G SA網絡切片從切片定購、切片配置、切片部署到切片監(jiān)控的全流程拉通，切片運行狀態(tài)及業(yè)務性能全程可監(jiān)測。該測試初步驗證了切片全生命周期管理流程和手段。

國家發(fā)改委（一期）5G智能電網示范項目順利驗收。2020年1月，南方電網、中國移動與華為聯(lián)合開展的國家發(fā)改委《5G規(guī)模組網建設及應用示范工程》5G智能電網項目順利驗收。在配網差動保護方面，三方聯(lián)手打造了國內外首條具備空口高精度授時功能的5G SA網絡配網分布式差動保護線路，驗證了5G滿足電網控制類業(yè)務嚴苛要求的可行性；在低壓集抄方面，南方電網與合作伙伴成功研發(fā)出適配I型集中器和三相智能電表的5G通信模塊，實現對電壓、電流、有功、無功等用電信息的分鐘級采集，提高了抄表頻次和采集深度；在應急通信方面，南方電網通過電力應急通信車搭載5G基站及無人機搭載小型基站/通信終端升空的方式，實現5G現場自組網、空地立體覆蓋、多路高清視頻實時大帶寬回傳，有效地支撐了現場各項應急綜合指揮調度決策。

二屆全國“綻放杯”5G應用征集大賽一等獎，成功入選GSMA全球首個網絡切片樣板案例，并作為唯一的能源領域案例入選GSMA《中國5G垂直行業(yè)應用案例2020》，這一切成績都是對南方電網的極大認可。

持續(xù)推動5G智能電網技術研究和產業(yè)發(fā)展

5G智能電網貫穿電網“發(fā) 輸變配用”全流程，不僅需要考慮技術問題，還涉及建立標準體系、明確網絡安全要求、確立管理模式及商業(yè)模式等管理問題，是一個復雜的系統(tǒng)性工程。因此，在技術標準及產業(yè)支撐、技術與業(yè)務適配性、終端異構及運營商體制差異方面都還有許多需要解決的問題。

為進一步推動智能電網領域與5G相關的技術研究、產品研制、測試驗證、標準制定等工作，南方電網通過與中國移動、中國電信簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，與華為、中國移動研究院簽署合作備忘錄，加入中國移動“5G聯(lián)合創(chuàng)新中心”、工信部中國信息通信研究院“5G應用產業(yè)聯(lián)盟”、中國移動“5G能源互聯(lián)網聯(lián)盟”、廣東移動“5G產業(yè)聯(lián)盟”、5G確定性網絡產業(yè)聯(lián)盟等多種形式，成功與電信運營商、國家相關部委、知名通信設備廠商之間建立起密切的合作伙伴關系。未來。南方電網將不遺余力地與合作伙伴一道，孵化5G創(chuàng)新應用及產品，共同引領產業(yè)發(fā)展。

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