能源新闻网讯，昨天上午，以“能源安全 绿色转型”为主题的2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。

开幕式后，与会领导来到华为、国家能源集团、隆基等展区，参观了论坛举办的科技成果展览展示。论坛期间，还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

下面是九大专题分论坛之绿色化、数字化“两化”融合论坛活动中中国电力科学研究院副院长 李鹏先生的发言：

尊敬的郭院士、各位专家、领导各位参会代表大家下午好，由我代表电科院电力在5G规模化应用的实践情况向大家做一个介绍。

今天分为四个部分介绍，新型电力系统5G需求，刚才郭院长说对新型电力系统介绍得比较多，我这里不再过多赘述。

大电网格局规模做到了世界第一，清洁能源占比是很高的，目前总装机含水电的接近50%，也有一些调节能力，新型电力系统两个，一个是能源转型，一个是数字化转型。向数字化转型我们经常说的新型电力系统双高特征，高比例新能源，包括风电、光伏，也带来了高比例电力电子，新型电力系统是技术的融合，包括电力电子技术、系统TOP结构、算法，需要底层的通信技术，5GPRC等，还用到了IRG技术，大数据、大模型也需要算力。

新型电力系统核心三个方面，满足安全是基础，也要满足绿色、高效的要求。

对5G有什么要求，新型电力系统建设以后由于高比例新能源上来以后，分布式资源规模化增长，各个省有一些分布式光伏增长，还有业务终端海量接入，控制向配网末梢的延伸，延伸以后无限接入要求的需求越来越多，带来安全防护风险激增。对于5G通信需求有几个方面，第一个广域连接，第二个全域同步，我们有一些技术，差动保护，不同信号需要同步，成本还要可控，不能过高，还有一个安全可靠。

第二部分重点介绍5G在电力业务应用的时空匹配性分析。

根据现有的电力业务，把电力业务分为四类，右下角横向是带宽的要求，纵向是时延和安全性，分为四类业务，第一现象这类业务包括差动保护配网，时延很敏感，时延到了毫秒级，带宽较大，到了几兆，这是第一类业务。第二现象包括分布式电网调控，精准符合控制，这类业务要物理隔离，时延到了毫秒级，带宽就是几百K到一兆。第三类业务不需要物理隔离，逻辑隔离，实验要求没有那么敏感，带宽较小，大部分对应于用电信息采集，时延到秒级。第四类像主要用的像视频监控、无人机巡检，视频影像，逻辑隔离就可以了，时延相对敏感一点，几百毫秒级，带宽要求很大，到了几十兆，这是对业务进行分类。

接下来从不同性能，通信性能进行分析。

时延，电力上的时延是两类，一类时延要求比较高，到了毫秒级甚至小于15毫秒，一类是秒级，对于不敏感的秒级时延要求，当前5G技术应当说可以满足电力需求，对于时延比较敏感的业务，差动保护、故障测距，对时延要求比较高的业务可以采取一些技术，包括工控域调度，工控传输技术减少时延，在实际部署中也可以在电力侧UPF下沉、本地分流，调整网络参数进一步调整时延。

第二个对带宽进行分析，以时兆分析为介点，分为大颗粒业务和小颗粒业务，大颗粒业务对带宽要求比较高，摄像头、移动巡检等可以采取高阶调制，载波聚合，灵活以太网捆绑等技术满足需求。对于小颗粒业务，用电信息采集这一类量比较大，但是传输单个数据量没有那么大，为了避免频繁调度导致的信令交互占用资源，可以采用免调度技术进行快速、高效数据传输。

第三个隔离需求，电力业务可以分为两类，一个要求物理隔离;第二类要求逻辑隔离。物理隔离要求比较严从5G的技术，采取独立切片方式实现，在无线网、承载网、核心网独占资源。逻辑隔离可以允许在时域、频域维度上进行短时独占，没有业务传输可以释放资源。

从可靠性方面来分析，电力业务三个九和四个九，三个九就是可靠性99.9%，对于三个九的可靠性要求，5G可以通过空口天线的分级技术，低码率控制信息满足，采用多路冗余传输和更低码调制方式，也可以满足要求。

身份验证在电力侧可以采取二次验权以及切片二次认证为行业提供身份认证和自主授权服务，具备更高的安全性，也可以满足相关要求。

同时授时，在差动保护、故障测距需要进行多路信号时钟比较，就需要比较高的授时定位精度，卫星+5G授时联合技术能够为电力系统提供可靠的时钟源，一方面卫星同步技术精度是最高的，但是也容易受到天气和环境的干扰，稳定性较低，基于5G同步技术为电力系统提供相对比较稳定的可靠时钟，具备广覆盖、无盲区、成本更低。

高密度容量方面目前来说因为大规模分布式电源接入，电力系统需要实时检测，预测并调节用户端，今年夏季管网公司高峰5.8，把它错峰，用户感受不到，用户在家里感受不到，对电网的好处很大，参与电网改制实现直采直传，实现用能优化，降低能源消耗强度和电力总体投资，最终实现动态平衡。

对于高密度的接入场景还需要进一步降低通信终端的成本，4G终端也就20块钱左右，现在5G几百块钱，成本还是有点高，后续降低成本和功耗，提升实时在线率，这是方向和需求。目前电科院在3GPP也提交了大连接需求国际标准提案，华为也参与其中，现在正在讨论。

第三部分向大家介绍一下国家电网公司在5G示范建设情况。

总体建设思路一个出发点还是要以需求为导向，要发挥5G技术的优势，实现赋能转型和融创共生，按照国家总体部署要求，管网公司也组织实施5G规模化应用工程。

现在有两类创新，第一类商业模式的创新，共建共享和互利共赢，大家从这个图上可以看到，管网公司利用已有的基础设施，杆塔配电室可以配置5G基站实现共享，另外在城市用区一些居民对这个还是有一些抵触，电网公司部署环网柜的时候，5G基站和环网建设推进5G基础设施建设。

技术模式要实现公网专用，差异组网，按照基站承载网共享，核心网按需独享的原则，通过租用运营商的用户面、会话管理接入专网的模式，按不同业务需求构建生产控制大区、管理信息大区、互联网大区3类电力5G切片。

同时在应用过程中实现三个方面的深度融合，一个电力业务场景和5G差异化融合。第二是电力自身数字化架构和组网方式的融合。第三个电力安全隔离有内网和外网，电力安全隔离和5G网络切片的融合。

下面介绍一下具体实践的情况。

第一个在网络切片构建方面有三个方面的实践。

一、联合三大运营商构建贯通全省5G广域行业切片，包括山东、浙江等省已经实现了贯通全省的切片。同时我们在生产业务隔离基础上又进行了逻辑隔离，以满足电力安全的要求。

二、在运营商承载网的对接方式探索三种典型方式。

1、电力专用的UPF部署在电力公司的机房，通过路由连接到运营商的机房，节省空间。

2、电力专用的UPF和运营商承载网设备都是部署在电力机房，这样承载网使用的是分层VPN的方式。

3、创新试点电力专网电力SPN+5G共享组网方式，像山东进行应用，在青岛也采用电力SPN专网完成5G基站的运营，通过灵活以太网的切片对接实现数据互通对接。

三、在核心网也实现会话管理以及组网接入、移动管理等功能独享专用。

在运维管理平台建设方面需要建设管理平台，目前中国电科院国网山东公司、浙江、河南等公司都建立开展5G专网管理平台建设，主要能够推动专网业务的统一办理、统一运维等实现智慧化运营。

同时推进接口标准化工作，目前国网公司报批电力5G网络接口相关的团体标准、企业标准，实现对各类电力终端设备包括5G核心网设备，边缘计算设备可视、可管，在平台建设方面目前建成广域5G专网运营服务平台，中国电科院实现了基于esim。

接下来介绍一下5G电力运营的实践。

在发电环节，新能源是呈现爆发式增长趋势，尤其是像山东等地整线光伏大批量投入运营以后出现一些问题，包括潮流返送，超出配网范围，原来配网只是往下输送，给居民使用，现在是往上输送，这种怎么管控，分布式新能源站点分散，接入站点，以整线光伏为例，接入分布式光伏目前没有这些通信的，往下没法调度也没法通信，如果能够利用5G实现对分布式电源群调、群控，有效消除电力调控的盲区，提升电网互动和新能源消纳，目前国网公司在山东冀北等开展5G分布式群调群控。

目前管网公司110千伏及以上输电线路长度已达到122万公里，通过无人机架设高清摄像头拍照，可以看到销钉、绝缘体破损等很细微的缺陷，批量进行人工智能图像处理，5G+北斗+AI的融合创新，实现无人机自动巡检，5G传输速率很高，实现图像、视频实时回传，能够很快进行故障分析和判断，目前国网公司山东、辽宁、吉林部署5G无人机开展线路远程无人机智能巡检，管网公司的巡检规模超过10000万。

在变电方面也是做一些视频，怎么进行日常巡检，通过巡检机器人带着机器人，5G变电巡检机器人对图像传输需求很大的，也有一些视觉增强，通过巡检人员戴智能穿戴设备能够实现对现场各类环境的信息收集，也是未来电力巡检的方式。基于AR/MR视频增强技术也有很强的需求。

配电方面，业务终端量很大，国网公司现有配电自动化业务终端超过190万台，配电为自动化终端，配网差动保护提供更好的通信服务，有效提高配网的工作效率。

用电方面这个量特别大，目前我们全国范围之内运行智能电表已经超过5亿支，一些用电信息采集终端和设备也超过了3300万台，这个量非常大，当前采用主要还是4G介入，后面逐步向5G迭代。国网公司精准负荷控制，居民空调、电动汽车充电桩进行精准控制，借助5G低时延、大带宽和高精度的特性，能够提供更好的技术分析和技术支撑。

最后一部分简单介绍一下5G在电力应用方面下一步的研究，还需要研究和推广的方向。

首先加强安全和可靠机制的优化，虽然我们5G技术在电力应用安全方面进行增强，包括空口切片技术，二次认证，在后续规模化应用还需要在终端、基站、核心网和切片方向要根据电力业务更高安全需求提升安全性。

二、加快redcap低功耗技术及产品落地实现，redcap相比4G进行大幅提升，功耗明显下降，具备规模化推广应用的前景，还需要进一步剪裁复杂度、降低带宽等方面也需要做优化。对后续大规模电力微型传感器应用有一些区域供电受限，5G也要做改进，包括在电力应用在电场、磁场很强，抗干扰性、通信可靠性、时延都需要做进一步的研究。

三、解决偏远地区的网络覆盖，电力大家都知道能源基地都在西部和北部，输电线路要经过很多区域，包括西藏、新疆沙漠、戈壁等，怎么进行网络覆盖，电力需求、监控需求还需要进一步研究，5G+NTN一体化组网技术，适应在电力偏远地区，沙漠戈壁场景下的智能巡检和通信需求。

我的汇报就是这些，谢谢大家。

本文系能源新闻网整理自李鹏在全球能源转型高层论坛中九大专题分论坛之绿色化、数字化“两化”融合论坛演讲实录，未经本人审阅。