通信世界网消息（CWW）如今，中国5G发展进入规模化应用关键期，5G能够为智能电网带来革命性改变已成共识。《5G应用“扬帆”行动计划（2021—2023年）》（以下简称《行动计划》）实施一年以来，5G对智能电网的推动作用愈发凸显。工信部数据显示，截至今年上半年，中国建成开通5G基站185.4万座，5G应用覆盖国民经济40个大类，已经实现“从0到1”的突破，正在向“从1到N”的规模落地迈进。其中，5G在全国180余个智慧电网项目中得到广泛应用，这在诸多垂直行业应用中名列前茅。
在5G网络的加持下，智能电网迎来了哪些变化？如何保持优势，加速推进5G智能电网规模化应用？本文采访了几位智能电网领域的专家，请他们谈谈5G智能电网的实践经验和需要应对的挑战。
“双碳”背景下，5G智能电网规模化落地
5G智能电网的脱颖而出源于电力行业对数字化转型的前瞻性布局，国家电网有限公司（以下简称“国家电网”）及时准确把握能源革命和数字革命相融并进的大趋势，密切跟踪5G技术发展，积极推动5G与新型电力系统的融合应用。早在2009年，国家电网就首次提出“智能电网”概念；2010年3月，“加强智能电网建设”被写入当年的《政府工作报告》，由此上升为国家战略。2019年5G网络商用后，基于5G专网、网络切片、边缘计算等创新技术，国家电网开展了广泛的5G业务研究。2020年7月11日，青岛5G智能电网正式建成。“我国主导的5G数字‘新基建’和新型电力系统，分别引领着未来数字革命和能源革命的浪潮，成为‘碳达峰、碳中和’目标实现的关键载体，为社会经济发展注入了崭新动能。”国家电网山东省电力公司能源互联网5G应用技术实验室主任徐群表示，“在‘双碳’背景下，《行动计划》在一定程度上加速推进了5G在智能电网领域的规模化应用。”据了解，在《行动计划》指导下，2021年山东电力率先建成了全球首个省域5G电力示范网，覆盖山东省16个地市，部署下沉UPF设备20套，接入电力5G终端1000余套，应用基站超过2000座，是国内覆盖最广、应用规模最大的行业5G专网。
在电力能源方面，5G技术可充分支持分布式新能源、储能、电动汽车等各类能源新业务的海量、安全、交互式通信需求，为“碳达峰、碳中和”目标下的能源电力供应服务提供连接的桥梁。
徐群表示，地处新能源大省，国家电网山东省电力公司迫切需要对海量的分布式光伏进行监测，迫切需要将电网精准监控能力由高压侧向低压侧延伸，迫切需要实现“源网荷储”各要素友好协同互动。而5G高可靠、低时延的通信特性与此类业务需求高度契合，规模化5G应用成为山东电力构建新型电力系统的重要环节，对实现“碳达峰、碳中和”目标具有重要意义。
国网青岛供电公司统筹各专业5G应用需求，围绕解决能源互联网业务“最后一公里”通信的安全、高效、灵活接入难题，开展多维度、深层次的规模化应用。截至目前，已在配电自动化、台区智能终端、能源控制器、智能充电桩等关键业务上规模部署5G终端，着力解决新能源消纳、“源网荷储”互动等关键业务的通信接入问题。
创新技术驱动，产业开展广泛实践
基于“比特遇到瓦特”碰撞出来的革命性成就，三大运营商携手合作伙伴针对5G智能电网的技术创新和融合应用开展了深入探索。
2019年6月，南方电网联合中国移动、华为完成了业界首个面向商用的5G电力切片外场测试，完成了业界首个基于5G的差动保护业务场景测试，并打造了业界首个5G to B切片管理平台。
2019年7月，南方电网与中国联通研发首例面向5G商用的智能电网巡检机器人，验证了5G大流量数据传输能力，有效解决了由于4G和Wi-Fi技术上行带宽不足、时延高、安全性不足,导致的智能电网巡检机器人应用无法大范围推广的问题。
2019年8月，国家电网山东省电力公司青岛供电公司、中国电信青岛分公司和华为签署三方战略合作协议，成立5G应用创新联合实验室。如今已在青岛建成中国最大规模的5G智能电网，并落地了配网态势感知、智能分布式馈线自动化、5G纵联差动保护、智能削峰填谷等多个智能电网典型应用场景。如今，这些应用场景的价值已经有目共睹，产业正在挖掘更多的创新技术和应用。
作为身处5G创新应用前沿的电力企业，国网青岛供电公司依托能源互联网5G应用技术实验室，在多项目上达成了国内率先完成的目标，例如“5G+无人机智能巡检系统”“5G+带电作业机器人”等系统研发和试点应用；电网SPN与中国移动SPN试点对接技术验证；“5G+毫秒级精准负荷控制实测”及带电实测实验等。
此外，国网青岛供电公司在基于5G通信技术的分布式光伏功率调节、5G 700MHz频段分布式光伏通信接入等方面也走在业界前列，相关方案推动了5G在智能电网领域应用规模化发展。
挑战犹存，如何实现深度、广度“双突破”
在5G智能电网的规模化应用过程中，一些问题逐渐显现，如变电站等基础电力设施设备的5G信号覆盖能力不足、运营商5G信号覆盖成本高等，这些问题极大限制了5G在智能电网领域的规模化应用。
在徐群看来，“如何实现电力5G应用需求站点及设施的5G信号覆盖，确保网络及信号的稳定性”是现阶段面临的重要课题之一，也是5G应用实现“从1到N”突破的关键所在。也有专家指出，当前5G智能电网规模应用还面临以下四大问题。
一是前期5G电力应用大多以地市独立业务验证为主，面向规模应用，缺乏适应电力集约化管理的省地协同方案。
二是5G电力业务规模化应用，需要兼顾电力工业及互联网的复杂特性，譬如新型电力系统工业高可靠特性、数字化的互联网特性；同时需要兼顾电力业务特征及运营商网络特性，譬如不同区域电力业务发展程度不一、运营商网络部署特点不一。
三是面对电力复杂场景，适配5G异构组网的通信终端将成为5G电力规模应用的瓶颈。而面向未来百万级的5G卡连接，电力对5G卡、切片及虚拟专网的管理能力有待提升。
四是当前5G电力应用的成本仍有待降低，当前单卡每月成本50~450元不等，相对4G来说仍居高不下。且应用模式较为单一，主要以电网租赁运营商切片服务为主，缺乏创新共赢的模式探索。
面对以上诸多挑战，5G智能电网如何规模化落地，实现深度、广度“双突破”？南方电网专家表示：“近年来5G电力应用的发展可以分为两个阶段，2019—2020年是5G电力应用的第一阶段，以单体场景应用验证为主；2021年开始逐渐进入以规模化建设为主的第二阶段。有别于前者的是，第二阶段更注重解决规模应用所面临的各种问题，需要一个全方位、体系化的指导建设方案。”
由此可见，为推动5G行业应用规模化发展，产业各方持续聚焦“双碳”目标，以电网需求为导向，以创新为引领，不断探索5G在能源互联网中的应用，深化5G与电网技术的融合，加强5G在电网应用中的典型示范作用，把工作重点从“场景发掘，试点验证”，转换到“典型示范，规模应用”上来。
展望未来，5G智能电网建设是一项长期复杂的系统工程，规模商用还需要产业链的相关组织、企业深化合作，共同解决包括行业规范和产业政策支持在内的落地难题。相信在产业链各方的共同努力下，5G智能电网将满足新电网业务的安全性、可靠性、灵活性以及绿色低碳等需求。
