4G改變生活，5G改變社會。2019年，5G(第五代通信技術(shù))成為了全球最為關(guān)注的熱點之一。6月6日，工業(yè)和信息化部向4家運營商發(fā)放5G商用牌照，我國正式進入5G商用元年。5G將從哪些方面賦能泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，又將為能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展開拓哪些新空間?
面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，5G有哪些優(yōu)勢?
5G的特征是什么?業(yè)界人士認(rèn)為，5G應(yīng)該至少包含5個方面的基本特征：高速率、高容量、高可靠性、低時延與低能耗。
高速率：5G通信速率包含峰值速率、區(qū)域速率和邊緣速率三方面指標(biāo)。峰值速率是指最好條件下的最大速率，要求不低于20G比特率(bps);區(qū)域速率是指通信系統(tǒng)同時支持的總速率，較4G將提升1000倍以上;邊緣速率是指最差的5%分位數(shù)用戶獲取的通信速率，一般要求在100Mbps和1Gbps之間。
高容量：4G所連的終端數(shù)量有限，一般以手機為主，而5G能夠連接海量設(shè)備，每平方千米可以支撐100萬個移動終端，包括家用電器、各種穿戴設(shè)備等。
高可靠性：5G發(fā)送一個32字節(jié)的第2層協(xié)議數(shù)據(jù)單元的成功概率可達(dá)99.999%。
低時延：通信時延是指信息從一端傳輸?shù)搅硪欢诵枰臅r間。4G的時延在50毫秒左右，對于人與人之間通話影響不大，卻不能滿足某些工業(yè)應(yīng)用場景的需求。
低能耗：如果傳感器與通信設(shè)備需要經(jīng)常更換電池或者充電，會給物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來較大阻礙。5G具備的低能耗特點將有效解決這一問題。
5G面向增強的移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，可提供更高的體驗速率和更大帶寬的接入能力;面向物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備互聯(lián)場景，在更高連接密度時優(yōu)化信令控制能力，支持大規(guī)模、低成本、低能耗設(shè)備的高效接入和管理;面向垂直行業(yè)應(yīng)用場景，可提供低時延和高可靠的信息交互能力，支持互聯(lián)實體間高度實時、高度精密和高度安全的業(yè)務(wù)協(xié)作。
5G的到來，為電網(wǎng)企業(yè)帶來什么?
2019年，國家電網(wǎng)有限公司正式提出建設(shè)“三型兩網(wǎng)”世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，全面部署建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。5G的到來可以從萬物互聯(lián)、精準(zhǔn)控制、海量量測、寬帶通信等方面加速泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)步伐。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)需要采集包括系統(tǒng)實時量測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)等在內(nèi)的海量數(shù)據(jù)。5G的高速率可為海量數(shù)據(jù)的傳輸提供強有力支撐。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)需要及時響應(yīng)系統(tǒng)中的各種變化，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制。5G的低時延技術(shù)可以實現(xiàn)電力業(yè)務(wù)的毫秒級精準(zhǔn)控制。
在需求響應(yīng)方面，隨著大規(guī)模、高比例可再生能源并網(wǎng)，面向調(diào)頻等更短時間尺度的動態(tài)需求響應(yīng)顯得尤為重要。海量用電設(shè)備之間的協(xié)調(diào)控制對通信低時延提出了要求,而5G的10毫秒通信時延能夠很好地滿足秒級的調(diào)頻需求。
在大數(shù)據(jù)時代，采集海量多元化數(shù)據(jù)是開展大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中雖已安裝大量的傳感器，但限于通信壓力，很多數(shù)據(jù)僅保留最基本的信息，細(xì)粒度信息的缺失極大制約了大數(shù)據(jù)分析在電力系統(tǒng)中的實際應(yīng)用。而5G的通信速率高,能夠?qū)崿F(xiàn)海量用電數(shù)據(jù)的及時采集，甚至包括某些更細(xì)粒度的家庭設(shè)備用電數(shù)據(jù)，使秒級甚至更細(xì)粒度的數(shù)據(jù)采集成為可能。這也可以為用電大數(shù)據(jù)分析、構(gòu)建電力用戶行為模型、促進廣泛的用戶互動提供堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可支撐智能量測系統(tǒng)的建設(shè)。
海量量測數(shù)據(jù)采集主要面向結(jié)構(gòu)化的電氣量等數(shù)據(jù)。而在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中還需要語音、視頻等海量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)全方位的配電網(wǎng)感知和更優(yōu)質(zhì)的個性化服務(wù)。5G為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)采集也提供了可能。
在電網(wǎng)運行狀態(tài)監(jiān)測方面，目前的監(jiān)測對象主要是輸電網(wǎng)，對配電網(wǎng)的監(jiān)測較少。5G通信較光纖通信成本更低，也能保證通信的可靠性和實時性。只要在配電網(wǎng)不同節(jié)點安裝傳感單元，電網(wǎng)企業(yè)就能實時感知配電網(wǎng)的運行狀態(tài)，為配網(wǎng)拓?fù)浔孀R、潮流分析、參數(shù)估計等提供支撐。
在電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方面，變壓器、配電線路等電氣設(shè)備的健康運行是整個配電系統(tǒng)運行的重要保障。應(yīng)用了5G后，除了對高壓設(shè)備運行狀態(tài)進行檢測外，配電網(wǎng)中海量的電力設(shè)備也能實現(xiàn)信息互聯(lián)互通。電網(wǎng)企業(yè)可實時監(jiān)測電力設(shè)備各項參數(shù)，感知外界環(huán)境(如溫度等)的變化，幫助調(diào)度決策者綜合分析、評估電力設(shè)備運行狀態(tài)。
此外，在視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控方面，5G能夠高速率傳輸相應(yīng)的視頻通信，優(yōu)化決策者體驗。
為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)提供更優(yōu)方案
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，要求通信網(wǎng)在核心層要有強大的承載能力和堅強網(wǎng)架，還要在接入層有廣泛、靈活的邊緣接入能力，滿足數(shù)據(jù)一次采集、處處應(yīng)用的接入需求。而5G能為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供一種更優(yōu)的無線通信解決方案，帶來更美好的前景。
國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團有限公司開展了5G無線通信技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用分析研究。基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需求，差動保護、用電信息采集、移動作業(yè)、綜合視頻監(jiān)控、虛擬電廠等業(yè)務(wù)的5G創(chuàng)新應(yīng)用的研究探索正在進行，支持5G的電力信息通信產(chǎn)品的定制研發(fā)與系統(tǒng)集成也在逐步推進。
在5G時代，電力和信息將更好地實現(xiàn)互聯(lián)互通，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將煥發(fā)更多生機。未來，5G將推動電網(wǎng)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展、提升服務(wù)水平、拓展新業(yè)務(wù)新模式，全面提升泛在電力物聯(lián)網(wǎng)全息感知、泛在連接、開放共享、融合創(chuàng)新的能力。5G承載電力業(yè)務(wù)的可行性將被進一步拓展，為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)注入強勁動能。
