5G賦能智能電網(wǎng)：通信企業(yè)面臨怎樣的機會？

今年以來，國家大力推動新基建部署，5G作為新基建七大領(lǐng)域之首，定位網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)設(shè)施，肩負推動經(jīng)濟社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型重任，受到全社會的注目。三大運營商紛紛響應(yīng)，提出了 2020 年完成 55 萬個 5G 基站建設(shè)的目標，其中中國移動計劃目標是 30 萬個，中國聯(lián)通和中國電信計劃聯(lián)合建設(shè) 25 萬個 5G 基站。

5 月 20 日，中國移動（00941.HK）發(fā)布公告稱，公司近期接獲母公司中國移動通信集團有限公司通知，其已經(jīng)與中國廣播電視網(wǎng)絡(luò)有限公司（簡稱：中國廣電）訂立有關(guān) 5G 共建共享之合作框架協(xié)議。雙方聯(lián)合確定網(wǎng)絡(luò)建設(shè)計劃，按 1：1 比例共同投資建設(shè) 700MHz 5G 無線網(wǎng)絡(luò)，共同所有并有權(quán)使用 700MHz 5G 無線網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)。

5G 憑借超高帶寬、超低時延以及超大規(guī)模連接等技術(shù)特性，瞄準了千行百業(yè)的 B 端應(yīng)用市場。工業(yè)和信息化部部長苗圩去年在國新辦發(fā)布會上曾指出，5G 未來 80%的應(yīng)用場景是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，也就是各類垂直行業(yè)場景。智能電網(wǎng)將是具有廣泛應(yīng)用的垂直行業(yè)之一，此前已大量采用通信技術(shù)用于計量類業(yè)務(wù)，對于 5G 技術(shù)已經(jīng)表現(xiàn)出濃厚興趣并付諸實踐。

中國智能電網(wǎng)源遠流長，規(guī)模宏大，5G 技術(shù)賦能，有機會挖掘出巨大的應(yīng)用潛力。目前電信運營商已經(jīng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)進行了試點，展望未來，通信企業(yè)將從云、管、端角度，開發(fā)一個重要的 5G 行業(yè)細分市場。

▉ “技術(shù)綜合體”智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)概念早在 2001 年即被提出，得到世界范圍內(nèi)的認同。2015 年，發(fā)改委明確定義智能電網(wǎng)“是在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過集成新能源、新材料、新設(shè)備和先進傳感技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、儲能技術(shù)等新技術(shù)，形成的新一代電力系統(tǒng)，具有高度信息化、自動化、互動化等特征，可以更好地實現(xiàn)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟、高效運行?！?/p>

從這個定義來看，智能電網(wǎng)堪稱一座“技術(shù)綜合體”。其中，電力通信網(wǎng)包括光纖骨干網(wǎng)和泛在多業(yè)務(wù)接入配電通信網(wǎng)，是支撐智能電網(wǎng)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，保證了各類電力業(yè)務(wù)的安全性、實時性、準確性和可靠性要求。尤其是配電側(cè)，隨著各類電網(wǎng)設(shè)備、電力終端、用電客戶的通信需求爆發(fā)式增長，迫切需要構(gòu)建泛在化、全覆蓋的配電通信網(wǎng)，并采用新興通信技術(shù)及系統(tǒng)予以支撐。

目前，已有不少新興通信技術(shù)，例如 Cat.1、Cat.4 等，在智能電網(wǎng)的采集、控制等領(lǐng)域發(fā)揮作用。基于新興物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表，憑借低功耗、低成本等特點，正在逐漸取代傳統(tǒng)電表成為主流。而價值更大、潛力更大的新興通信技術(shù)，毫無疑問是 5G。

▉ 5G 賦能智能電網(wǎng)四大應(yīng)用

電網(wǎng)“發(fā)輸變配用”全業(yè)務(wù)類型豐富，5G 憑借三大技術(shù)特征，以及獨特的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以實現(xiàn)應(yīng)用場景的全覆蓋。目前，業(yè)界已經(jīng)研究并落地了 5G 在智能電網(wǎng)的四大應(yīng)用場景。

一是差動保護，利用 5G 小于 1ms 的超低時延特性，用 5G 替代光纖，可大幅減少光纖部署，降低部署難度，實現(xiàn)降本增效。二是無人巡檢，利用 5G 高達 Gbps 大帶寬特性，在變電站機器人巡檢等場景中，采用 5G 無人機可以降低人工成本和安全風(fēng)險的同時大幅提升巡檢效率，并能夠?qū)崟r回傳高清視頻。三是高級計量，利用 5G 大連接特性，連接海量智能電表，最終為用戶提供智能用電等個性化需求。

四是網(wǎng)絡(luò)切片，這是 5G 獨有的新型技術(shù)，能夠為電力行業(yè)打造定制化的行業(yè)專網(wǎng)，更好地滿足電網(wǎng)業(yè)務(wù)對安全性、可靠性和靈活性需求，實現(xiàn)差異化服務(wù)保障，從而提升電網(wǎng)企業(yè)對自身業(yè)務(wù)的自主可控能力。5G 切片技術(shù)可以優(yōu)先保障電力高優(yōu)先級業(yè)務(wù)，并在必要情況下通過靈活切片資源調(diào)配，滿足緊急保障類業(yè)務(wù)需求。

從電網(wǎng)企業(yè)角度看，國網(wǎng)信通副總經(jīng)理孫德棟之前在中國無線電大會上指出，針對控制業(yè)務(wù)，國家電網(wǎng)的所有控制業(yè)務(wù)，原來都是建在專網(wǎng)上，5G 從精度上能夠很好地滿足。針對連接業(yè)務(wù)，5G 網(wǎng)絡(luò)將可以提供百萬級的大連接，并且打破孤島運行的局面，實現(xiàn)大電源并網(wǎng)，區(qū)域信息采集得到很大的改善。2019 年，國家電網(wǎng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)合作伙伴在青島建成了全國最大規(guī)模 5G 智能電網(wǎng)實驗網(wǎng)。2020 年，國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團面向能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信需求，開展產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用，率先推出了面向電力行業(yè)的系列化 5G 通信終端。

標準型 5G 通信終端搭載國產(chǎn)雙核處理器，主頻 1GHz，配有 256MB 內(nèi)存，雙頻 Wi-Fi 無線傳輸速率可達 900Mbps，搭載廣和通高性能工業(yè)級 5G 通信模組FG150/FM150，兼容 2G/3G/4G/5G 通信，支持 NSA 和 SA 組網(wǎng)模式，提供以太網(wǎng)、BT、USB3.0 等豐富的本地通信接口，能夠靈活應(yīng)用于換流站、變電站、配電房、充電站、綜合管廊、虛擬電廠等電力業(yè)務(wù)場景，現(xiàn)網(wǎng)實測業(yè)務(wù)速率 500Mbps 以上。

國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團推出 5G 標準型通信終端 - 搭載廣和通 5G 模組 FG150/FM150

南方電網(wǎng)則聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴打造的 5G+智能電網(wǎng)，在國際上首次完成了 5G 空口高精度授時關(guān)鍵技術(shù)、5G 承載低時延電網(wǎng)控制類業(yè)務(wù)、基于 SA 的端到端 5G 公網(wǎng)切片安全隔離性的研究和試驗，并完成了 5G 承載配網(wǎng)分布式差動保護、配網(wǎng)自動化三遙、電表集抄、應(yīng)急通信、輸變電設(shè)備在線監(jiān)控等業(yè)務(wù)的現(xiàn)場驗證，相關(guān)成果獲第二屆“綻放杯”5G 應(yīng)用大賽一等獎，入選 GSMA《中國 5G 垂直行業(yè)應(yīng)用案例 2020》。

▉ 5G 模組重要性凸顯

面向智能電網(wǎng)四大應(yīng)用，通信企業(yè)有大量的機會入局。在云端，可以提供配電自動化、計量自動化等電力云系統(tǒng)，以及業(yè)務(wù)支撐云平臺等。在管端，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以說是核心，包括核心網(wǎng)、傳輸承載、接入網(wǎng)均可以通過切片成專網(wǎng)，且根據(jù)不同的電力業(yè)務(wù)切片，保障一部分業(yè)務(wù)對安全隔離的高等級要求。

在終端，電力終端主要有配電自動化終端、智能電表、無人機、巡檢機器人、高清攝像頭等品類，從形態(tài)上則分為 CPE 和嵌入式通信模塊。無論基于哪種品類、哪種形態(tài)，5G 模組作為提供通信連接的核心產(chǎn)品，都是非常重要的組成部分，也是電力 5G 專網(wǎng)得以運營的關(guān)鍵。

以廣和通為代表的中國通信模組企業(yè)走在前面。2019 年在 5G 牌照發(fā)放后，廣和通即推出了 5G 系列模組——FG150/FM150，這兩款 5G 模組今年率先實現(xiàn) SA 模式實驗室環(huán)境下調(diào)通，上行峰值速率達 914Mbps，下行峰值速率在 ENDC 模式下達到 2.5Gbps。4 月，在中國移動 SA 實網(wǎng)環(huán)境下，順利完成駐網(wǎng)和將端到端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)打通，是國內(nèi)首款在運營商 SA 實網(wǎng)環(huán)境下調(diào)通的 5G 模組。目前，這兩款 5G 模組已經(jīng)應(yīng)用在電力終端，承載了配電自動化、用電信息采集等業(yè)務(wù)，大幅提升了電力數(shù)據(jù)的交互能力，驗證了 5G 在智能電網(wǎng)領(lǐng)域的價值。

從云、管、端來看，5G 電力終端依然處在商用初期，與其它垂直行業(yè)面臨的境況類似。到目前為止，芯片廠商中，高通、華為海思、紫光展銳已經(jīng)陸續(xù)提供行業(yè)用 5G 基帶芯片，模組廠商整體來看還需要進一步加大行業(yè)市場拓展步伐。相比 4G 時代，5G 行業(yè)應(yīng)用緊隨消費者市場，幾乎齊頭并進，值得整個產(chǎn)業(yè)鏈去挖掘。而智能電網(wǎng)等重點行業(yè)市場，將會是模組廠商們拓展的重點方向。