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5G賦能智能電網:通信企業面臨怎樣的機會?
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今年以來,中國國家大力推動新基建部署,5G作為新基建七大領域之首,定位網路資訊基礎設施,肩負推動經濟社會數位化轉型重任,受到全社會的注目。三大運營商紛紛回應,提出了2020年完成55萬個5G基站建設的目標,其中中國移動計畫目標是30萬個,中國聯通和中國電信計畫聯合建設25萬個5G基站。5月20日,中國移動(00941.HK)發佈公告稱,公司近期接獲母公司中國移動通信集團有限公司通知,其已經與中國廣播電視網路有限公司(簡稱:中國廣電)訂立有關5G共建共用之合作框架協議。雙方聯合確定網路建設計畫,按1:1比例共同投資建設700MHz 5G無線網路,共同所有並有權使用700MHz 5G無線網路資產。

 5G憑藉超高頻寬、超低時延以及超大規模連接等技術特性,瞄準了千行百業的B端應用市場。工業和資訊化部部長苗圩去年在國新辦發佈會上曾指出,5G未來80%的應用場景是工業互聯網,也就是各類垂直行業場景。智慧電網將是具有廣泛應用的垂直行業之一,此前已大量採用通信技術用於計量類業務,對於5G技術已經表現出濃厚興趣並付諸實踐。

 中國智慧電網源遠流長,規模宏大,5G技術賦能,有機會挖掘出巨大的應用潛力。目前電信運營商已經聯合產業鏈企業進行了試點,展望未來,通信企業將從雲、管、端角度,開發一個重要的5G行業細分市場。

 ”技術綜合體“智慧電網
 智慧電網概念早在2001年即被提出,得到世界範圍內的認同。2015年,中國發改委明確定義智慧電網“是在傳統電力系統的基礎上,通過集成新能源、新材料、新設備和先進傳感技術、資訊技術、控制技術、儲能技術等新技術,形成的新一代電力系統,具有高度資訊化、自動化、互動化等特徵,可以更好地實現電網安全、可靠、經濟、高效運行。”

從這個定義來看,智慧電網堪稱一座“技術綜合體”。其中,電力通信網包括光纖骨幹網和泛在多業務接入配電通信網,是支撐智慧電網發展的重要基礎設施,保證了各類電力業務的安全性、即時性、準確性和可靠性要求。尤其是配電側,隨著各類電網設備、電力終端、用電客戶的通信需求爆發式增長,迫切需要構建泛在化、全覆蓋的配電通信網,並採用新興通信技術及系統予以支撐。

目前,已有不少新興通信技術,例如Cat.1、Cat.4等,在智慧電網的採集、控制等領域發揮作用。基於新興物聯網技術的智慧電錶,憑藉低功耗、低成本等特點,正在逐漸取代傳統電錶成為主流。而價值更大、潛力更大的新興通信技術,毫無疑問是5G。

5G賦能智慧電網四大應用
電網“發輸變配用”全業務類型豐富,5G憑藉三大技術特徵,以及獨特的網路切片技術,可以實現應用場景的全覆蓋。目前,業界已經研究並落地了5G在智慧電網的四大應用場景。

一是差動保護,利用5G小於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,實現降本增效。二是無人巡檢,利用5G高達Gbps大頻寬特性,在變電站機器人巡檢等場景中,採用5G無人機可以降低降低人工成本和安全風險的同時大幅提升巡檢效率,並能夠即時回傳高清視頻。三是高級計量,利用5G大連接特性,連接海量智慧電錶,最終為用戶提供智慧用電等個性化需求。

四是網路切片,這是5G獨有的新型技術,能夠為電力行業打造定制化的行業專網,更好地滿足電網業務對安全性、可靠性和靈活性需求,實現差異化服務保障,從而提升電網企業對自身業務的自主可控能力。5G切片技術可以優先保障電力高優先順序業務,並在必要情況下通過靈活切片資源調配,滿足緊急保障類業務需求。

從電網企業角度看,國網信通副總經理孫德棟之前在中國無線電大會上指出,針對控制業務,中國國家電網的所有控制業務,原來都是建在專網上,5G從精度上能夠很好地滿足。針對連接業務,5G網路將可以提供百萬級的大連接,並且打破孤島運行的局面,實現大電源並網,區域資訊採集得到很大的改善。2019年,中國國家電網聯合產業鏈生態合作夥伴在青島建成了全國最大規模5G智慧電網實驗網。

020年,國網信通產業集團面向能源互聯網資訊通信需求,開展產品開發和應用,率先推出了面向電力行業的系列化5G通信終端。標準型5G通信終端搭載中國國產雙核處理器,主頻1GHz,配有256MB記憶體,雙頻Wi-Fi無線傳輸速率可達900Mbps,搭載廣和通高性能工業級5G通信模組FG150/FM150,相容2G/3G/4G/5G通信,支援NSA和SA組網模式,提供乙太網、BT、USB3.0等豐富的本地通信介面,能夠靈活應用於換流站、變電站、配電房、充電站、綜合管廊、虛擬電廠等電力業務場景,現網實測業務速率500Mbps以上。

 南方電網則聯合產業鏈合作夥伴打造的 5G+智慧電網,在國際上首次完成了5G空口高精度授時關鍵技術、5G承載低時延電網控制類業務、基於SA的端到端5G公網切片安全隔離性的研究和試驗,並完成了5G承載配網分散式差動保護、配網自動化三遙、電錶集抄、應急通信、輸變電設備線上監控等業務的現場驗證,相關成果獲第二屆“綻放杯”5G應用大賽一等獎,入選GSMA《中國5G垂直行業應用案例2020》。

5G模組重要性凸顯
面向智慧電網四大應用,通信企業有大量的機會入局。在雲端,可以提供配電自動化、計量自動化等電力雲系統,以及業務支撐雲平臺等。在管端,網路切片技術可以說是核心,包括核心網、傳輸承載、接入網均可以通過切片成專網,且根據不同的電力業務切片,保障一部分業務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、智慧電錶、無人機、巡檢機器人、高清攝像頭等品類,從形態上則分為CPE和嵌入式通信模組。無論基於哪種品類、哪種形態,5G模組作為提供通信連接的核心產品,都是非常重要的組成部分,也是電力5G專網得以運營的關鍵。

以廣和通為代表的中國通信模組企業走在前面。2019年在5G牌照發放後,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SA模式實驗室環境下調通,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實網環境下,順利完成駐網和將端到端資料業務打通,是中國首款在運營商SA實網環境下調通的5G模組。目前,這兩款5G模組已經應用在電力終端,承載了配電自動化、用電資訊採集等業務,大幅提升了電力資料的交互能力,驗證了5G在智慧電網領域的價值。

從雲、管、端來看,5G電力終端依然處在商用初期,與其它垂直行業面臨的境況類似。到目前為止,晶片廠商中,高通、華為海思、紫光展銳已經陸續提供行業用5G基帶晶片,模組廠商整體來看還需要進一步加大行業市場拓展步伐。相比4G時代,5G行業應用緊隨消費者市場,幾乎齊頭並進,值得整個產業鏈去挖掘。而智慧電網等重點行業市場,將會是模組廠商們拓展的重點方向。

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