电力行业5G赋能：未来电力

5G 赋能 未来电力 5G 赋能未来电力 | 目录 1 前言 5G 改变社会，电力点亮未来。5G如何赋能智慧电网？应用场景有哪些？主要挑战在哪里？从技术创新到商业落地如何穿越？这些问题催生了这份报告的诞生。 从 2014 年开启 5G 场景需求的制定、技术研发和测试验证工作，到 2018 年全面开展 5G 规模试验，再到 2019 年实现 5G 试点商用和 2020 年全面商用，5G 价值体现由实验室走向垂直行业应用，赋予各个行业完善现有产品开发、服务提升和开拓新业务的更多可能性。 据估算，到 2026 年，5G 将为全球十个主要产业带来 1.3 万亿美元的数字化市场规模，其中能源/公用事业（水、电、燃气等）占比高达 19%，市场规模约为 2500亿美元。电力行业无疑是 5G 垂直应用的重点赛道和风口之一，5G 通信特点与电力通信需求高度契合，在智慧电网的各大应用场景中，5G 均可充分赋能，5G 能为电力行业带来深远的社会影响，并产生巨大的经济价值。 在这样的背景下，全球能源互联网研究院（以下简称“联研院”）与德勤中国共同撰写本报告。依托国家电网公司电力通信网络技术实验室，联研院的周飞先生、李炳林先生、吴鹏先生、郭云飞先生基于对电力行业的深刻理解，对 5G 在电力行业四大应用场景进行了仔细梳理，并对各场景下的具体应用、体系架构和通信需求进行了详细分析。德勤中国的蒋颖女士、郭晓波先生、张慧女士和屈倩如女士基于多年咨询服务经验及电力行业深度观察，指出了 5G 电力行业应用的主要挑战，并对 5G 在电力行业商业落地的关键措施提出了建设性意见。这些有益的研究、分析、探讨紧扣生态内企业对 5G赋能电力的主要疑问，报告撰写团队也进行了深度思考和建设性建议，这必将帮助相关企业积极应对挑战，实现从技术创新到商业应用的跨越。 过去未去，未来已来。祝大家开卷有益，阅读愉快。 胡新春 博士 德勤 5G 应用研究院院长 5G 赋能未来能源 | 一、5G 驱动未来能源 2 目录 一、5G 驱动未来电力 1 1.1 从电力行业看 5G 1 1.2 全球及中国 5G+电力行业发展 3 二、5G 电力行业主要应用场景 7 2.1 控制类业务 8 2.2 采集类业务 11 2.3 移动应用类业务 13 2.4 电网新型业务 14 三、5G 电力行业应用挑战 17 3.1 安全性与电力业务适配性仍需验证 17 3.2 找到商用价值与成本的平衡点 18 3.3 业务模式尚不清晰 19 四、从技术到商业 21 4.1 深度参与标准制定 21 4.2 选择最具潜力应用场景 22 4.3 商业模式创新 23 五、联系我们 27 5G 赋能未来能源 | 二、5G 电力行业主要应用场景 1 5G 赋能未来电力 | 一、5G 驱动未来电力 1 一、5G 驱动未来电力 未来大部分的电力场景将搭建在能源互联网之上，能量像信息一样在网络中随时随地产生和共享，其发展呈现出新的趋势和特征：发电清洁友好，融合多种清洁分布式电源，融合储能和电动汽车，融合分散可靠负荷，具备清洁低碳、网源协同、灵活高效的特征；输变电安全高效，具备态势感知、柔性可靠、协调优化的特征；配电灵活可靠，具备可观可控、开放兼容、经济适用的特征；用电多样互动，具备多元友好、双向互动、灵活多样、节约高效的特征。 通信技术是各项数字技术在电力行业应用的基础，是发展能源互联网的技术支撑。目前，电网可以通过不同类型的通信网络进行互联，但日益多样化的电力需求需要一个更精密、包容和创新的系统以满足海量设备互联互通和数据传输。 1.1 从电力行业看 5G 5G 定义的三大场景——增强移动带宽（eMBB）、超可靠低时延通信（uRLLC）和大规模机器通信（mMTC），具备超高带宽、超低时延、超大连接的技术特点，在电力系统的发电、输电、变电、配电、用电、调度，以及应急通信各个环节，均可发挥重要作用，能够深刻变革电力通信网，全面提升电力信息化水平。据估算，到 2026 年，5G 将为全球十个主要产业带来 1.3 万亿美元的数字化市场规模，其中能源产业/公用事业（水、电、燃气等）占比最高为 19%1，约为 2500 亿美元。 图表 1：到 2026 年 5G 将带动 1.3 万亿美元产业数字化市场规模 5G 将带动产业数字化转型市场 1.3 万亿美元（2026） 来源：Ericsson《The Industry Impact of 5G》，德勤研究 19%18%13%12%10%9%8%6% 4%1%能源/公用事业制造业公共安全健康养老公共交通媒体/娱乐汽车产业金融服务业零售业农业5G 赋能未来电力 | 一、5G 驱动未来电力 2 5G 通信特点与电力通信网络需求高度契合 5G 网络技术的峰值速率、区域速率、边缘速率，都比 4G 大幅提高。5G 峰值速率最高可达20Gbps，满足高清视频、虚拟现实等数据的大量传输。5G 的通信时延比 4G 少一个数量级，空中接口的时延在 1ms 左右，因此为电力差动保护、精准切负荷等超低时延业务应用创造了条件。5G网络容量更大，每平方公里能够连接 100 万个终端，包括智能家电和各种智能终端，能够满足电力物联网的海量智能终端的接入需求。5G 技术通过通信原理的优化，会降级传感器或节点的能耗，不需要对通信设备进行更换电池或者充电，给万物互联提供了很好的技术条件。 图表 2：5G 通信特点与电力通信系统需求高度契合 电力通信网络需求 5G 通信特点 解释 确保可靠运行 高可靠性 电力系统安全可靠运行为基本要求，5G 高可靠性可提升电网可靠度 灵活响应与精准控制 低时延 电力系统需灵活响应，部分业务达到零中断，5G 毫秒级时延可满足电网实时通讯需求 海量数据传输 高速率 电网物联网应用规模持续提升，带来海量实时测量数据于视频皆空数据，5G 告诉率特性可提供有力支持 万物信息互联 广连接 电网超大规模智能终端设备连接需求可以被 5G 广连接性满足 设备电池寿命保障 低能耗 5G 优化通信硬件协议，提升电网设备使用寿命 来源：《电网技术》、德勤研究 5G 特点与智能电网性能高度匹配 基于 5G 的智能电网将充分支持分布式新能源、分布式储能、电动汽车、大功率电动智能机器等各种新型电器进入家庭、商业建筑、工厂和园区，为满足个性化、多样化、市场化的能源供应服务提供连接的桥梁。5G 为电力终端接入网提供了泛在、灵活、低成本、高质量的全新技术选择，为打造更加安全、可靠、绿色、高效的智能电网提供了强大的基础能力。5G+智能电网不仅能够大幅降低用户平均停电时间、有效提升供电可靠性和管理效率；同时可以极大的丰富和扩展电网应用场景，降本增效，助力电网向综合能源服务商转型，为用户提供更好的电力综合服务。在为用户供电服务方面，其电能质量、响应速度、服务内容均将因 5G 而发生重要变化。因 5G