1、5G 賦能未來能源 | 一、5G 驅動未來能源2目錄 HYPERLINK l _TOC_250014 一、5G 驅動未來電力 1從電力行業看 5G 1 HYPERLINK l _TOC_250013 全球及中國 5G+電力行業發展 3 HYPERLINK l _TOC_250012 二、5G 電力行業主要應用場景 7 HYPERLINK l _TOC_250011 控制類業務 8 HYPERLINK l _TOC_250010 采集類業務 11 HYPERLINK l _TOC_250009 移動應用類業務 13 HYPERLINK l _TOC_250008 電網新型業務 14 HYPERL

2、INK l _TOC_250007 三、5G 電力行業應用挑戰 17 HYPERLINK l _TOC_250006 安全性與電力業務適配性仍需驗證 17 HYPERLINK l _TOC_250005 找到商用價值與成本的平衡點 18 HYPERLINK l _TOC_250004 業務模式尚不清晰 19 HYPERLINK l _TOC_250003 四、從技術到商業 21 HYPERLINK l _TOC_250002 深度參與標準制定 21 HYPERLINK l _TOC_250001 選擇最具潛力應用場景 22 HYPERLINK l _TOC_250000 商業模式創新 23五、

3、聯系我們 275G 賦能未來能源 | 二、5G 電力行業主要應用場景15G 賦能未來電力 | 一、5G 驅動未來電力一、5G 驅動未來電力未來大部分的電力場景將搭建在能源互聯網之上，能量像信息一樣在網絡中隨時隨地產生和共享，其發展呈現出新的趨勢和特征：發電清潔友好，融合多種清潔分布式電源，融合儲能和電動汽車，融合分散可靠負荷，具備清潔低碳、網源協同、靈活高效的特征；輸變電安全高效，具備態勢感知、柔性可靠、協調優化的特征；配電靈活可靠，具備可觀可 控、開放兼容、經濟適用的特征；用電多樣互動，具備多元友好、雙向互動、靈活多樣、節約高效的特征。通信技術是各項數字技術在電力行業應用的基礎，是發展能源互

4、聯網的技術支撐。目前，電網可以通過不同類型的通信網絡進行互聯，但日益多樣化的電力需求需要一個更精密、包容和創新的系統以滿足海量設備互聯互通和數據傳輸。從電力行業看 5G5G 定義的三大場景增強移動帶寬（eMBB）、超可靠低時延通信（uRLLC）和大規模機器通信（mMTC），具備超高帶寬、超低時延、超大連接的技術特點，在電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電、調度，以及應急通信各個環節，均可發揮重要作用，能夠深刻變革電力通信網，全面提升電力信息化水平。據估算，到 2026 年，5G 將為全球十個主要產業帶來 1.3 萬億美元的數字化市場規模，其中能源產業/公用事業（水、電、燃氣等）占比最高為 1

5、9%1，約為 2500 億美元。圖表 1：到 2026 年 5G 將帶動 1.3 萬億美元產業數字化市場規模5G 將帶動產業數字化轉型市場 1.3 萬億美元（2026）能源/公用事業制造業公共安全 健康養老 公共交通 媒體/娛樂汽車產業 金融服務業零售業農業13%12%10%18%8%9%19%4%1%6%來源：EricssonThe Industry Impact of 5G，德勤研究15G 賦能未來電力 | 一、5G 驅動未來電力5G 通信特點與電力通信網絡需求高度契合5G 網絡技術的峰值速率、區域速率、邊緣速率，都比 4G 大幅提高。5G 峰值速率最高可達20Gbps，滿足高清視頻、虛擬

6、現實等數據的大量傳輸。5G 的通信時延比 4G 少一個數量級，空中接口的時延在 1ms 左右，因此為電力差動保護、精準切負荷等超低時延業務應用創造了條件。5G網絡容量更大，每平方公里能夠連接 100 萬個終端，包括智能家電和各種智能終端，能夠滿足電力物聯網的海量智能終端的接入需求。5G 技術通過通信原理的優化，會降級傳感器或節點的能耗，不需要對通信設備進行更換電池或者充電，給萬物互聯提供了很好的技術條件。圖表 2：5G 通信特點與電力通信系統需求高度契合電力通信網絡需求5G 通信特點解釋確保可靠運行高可靠性電力系統安全可靠運行為基本要求，5G 高可靠性可提升電網可靠度靈活響應與精準控制低時延電

7、力系統需靈活響應，部分業務達到零中斷，5G 毫秒級時延可滿足電網實時通訊需求海量數據傳輸高速率電網物聯網應用規模持續提升，帶來海量實時測量數據于視頻皆空數據，5G 告訴率特性可提供有力支持萬物信息互聯廣連接電網超大規模智能終端設備連接需求可以被 5G 廣連接性滿足設備電池壽命保障低能耗5G 優化通信硬件協議，提升電網設備使用壽命來源：電網技術、德勤研究5G 特點與智能電網性能高度匹配基于 5G 的智能電網將充分支持分布式新能源、分布式儲能、電動汽車、大功率電動智能機器等各種新型電器進入家庭、商業建筑、工廠和園區，為滿足個性化、多樣化、市場化的能源供應服務提供連接的橋梁。5G 為電力終端接入網提

8、供了泛在、靈活、低成本、高質量的全新技術選擇，為打造更加安全、可靠、綠色、高效的智能電網提供了強大的基礎能力。5G+智能電網不僅能夠大幅降低用戶平均停電時間、有效提升供電可靠性和管理效率；同時可以極大的豐富和擴展電網應用場景，降本增效，助力電網向綜合能源服務商轉型，為用戶提供更好的電力綜合服務。在為用戶供電服務方面，其電能質量、響應速度、服務內容均將因 5G 而發生重要變化。因 5G 而全面實現智能電網的有關業務，將大幅提升電力系統的服務質量，基于 5G 的電能質量監測和治理，也將減少因供電引起的故障或失效，用戶的服務響應速度也將十分迅捷，新能源報裝、電動充電樁報裝、電費結算、賬單查詢、精確到

9、分鐘級的用電查詢都將十分快捷方便。25G 賦能未來電力 | 一、5G 驅動未來電力全球及中國 5G+電力行業發展目前全球已有 42 個國家和地區部署 5G 商用，386 家運營商已宣布對 5G 進行投資，81 家運營商已經推出了一項或多項支持 3GPP 標準的 5G 服務。標準制定標準化將確保連入 5G 網絡的各個設備和解決方案的互操作性和網絡安全。3GPP（第三代合作伙伴計劃）是最重要的 5G 標準制定國際組織，重點覆蓋交通、能源等重點通信垂直應用行業相關單位。該組織目前已成功吸納中國移動、中國電信、中國聯通三大電信運營商及華為、中興主要通信設備制造商等來自 40 多個國家的 500 家會員

10、單位。 中國電科院（國網能源互聯網技術研究院）于 2020 年 4 月成功加入 3GPP 國際標準化組織，標志著電力企業在參與 5G 國際標準制定方面邁出重要步伐。2020 年 8 月，由中國電信牽頭并聯合國家電網、中國南方電網、華為、中國移動、中國聯通等5G 確定性網絡產業聯盟成員單位，以及海內外運營商、設備商等 28 家成員單位提交的 5G 智能電網研究項目在 3GPP R18(第 18 版)標準中成功立項。該項目研究范圍包括傳統能源系統服務、遠程控制、遠程保護、計量以及高級計量基礎設施、分布式發電、分布式自動化、需求響應、能源管理系統和配電管理系統等智能電網服務。是第一次定義 5G+智能

11、電網端到端標準體系架構，為 5G+智能電網的快速發展奠定標準框架和平臺。商用部署全球各國高度重視 5G 發展。歐盟將發展 5G 作為構建“單一數字市場”的關鍵舉措，計劃 2020 年底在所有成員國部署 5G，重點放在 5G 垂直行業如汽車、醫療及電力領域的應用。美國 5G 發展規劃主要圍繞美國三大運營商開展，截至目前 AT&T 和 T-Mobile 已宣布實現全美境內的 5G 網絡低頻段覆蓋。美國 5G 規劃重點在于建立共通的 5G 軟件標準，使之適用于任何 5G 硬件設備，以擺脫對 5G 設備商的依賴；目前考慮使用美國公司包括戴爾、微軟、AT&T 作為發展美國 5G 基礎設施的主導者。202

12、0 年 3 月日本三大電信運營商相繼推出 5G 服務，標志日本正式進入 5G 時代。韓國已經在 2018 年平昌冬奧會期間開展 5G NSA 預商用試驗，并在 2019 年 3 月開始商用部署。中國自 2014 年便開始 5G 場景需求的制定、技術研發和測試驗證工作，2018 年全面開展 5G 規模試驗，2019 年實現 5G 試商用，2020 年實現全面商用。2020 年是中國 5G 建設的關鍵年。三大運營商計劃年底建成 55 萬個 5G 基站，其中中國移動計劃目標是 30 萬個，中國聯通和中國電信計劃聯合建設 25 萬個 5G 基站。然而根據運營商前三季度財報，5G 建網任務現已超額完成，

13、SA 核心網覆蓋 31 個省區市所有地級以上城市。據工信部數據，至 9 月底，全國累計開通 5G 基站 69 萬個，超過全球總數的 75%，連接用戶數超過 1.6 億，行業應用的基站數超過 3.2 萬個，涌現出數據采集和感知、高清視頻、機器視覺、精準遠程操控、現場輔助、數字孿生等典型應用場景。35G 賦能未來電力 | 一、5G 驅動未來電力圖表 3：全球 5G 商用中國穩居領導地位主要國家 5G 商用進度201720182019H12019H22020After2021第一波中美日韓，歐洲部分國家5G 技術研發試驗商用大規模商用第二波歐洲大部分國家5G 技術研發試驗商用大規模商用第三波亞太，美

14、洲新興國家5G 技術研發試驗商用中國領跑 5G美國 5G 綜合實力領先中國已經成為 5G 技術引領者。5G 商業合同覆蓋30 個國家，其中 20 個來自歐洲中國已經開始使用商用 5G 的城市數量處于全球前列預計 2030 年 5G 對經濟增加值的直接貢獻將超過3 萬億元，對當年 GDP 增長的貢獻率將達到 5.8%2020 年中國 5G 手機出貨量預計達到 1.4 億臺，全球占比近 8 成中國已經啟動 6G 技術研發中國目前 5G 基站占比全球超 60%目前美國 AT&T 公司實現了 5G 網絡全國覆蓋，企業用戶及個人用戶均可接入T-Mobile 日前宣布其中頻 5G 覆蓋已擴展至 81 個新

15、城市，并且正在推進一項計劃，以在 2020 年底前在數千個地方將 Sprint 的 2.5GHz 頻譜資產利用起來2020 年蘋果公司推出 5G iPhone ，考慮到該品牌在美國智慧手機市場近 40% 的份額，預計 2020年 5G 手機將占美國手機總銷量的大約 20%美國四大移動運營商的 5G 用戶數已達 408.2 萬戶來源：德勤研究產業落地2020 年 3 月，工信部與國家發改委印發關于組織實施 2020 年新型基礎設施建設工程(寬帶網絡和 5G 領域)的通知，明確提出了重點支持面向智能電網等七大領域的 5G 創新應用。通知指出在面向智能電網的 5G 新技術規模化應用方面，將基于 5G

16、 新型網絡架構及智能電網場景，開展 5G 端到端網絡切片及資源調度系統研發，研發網絡關鍵設備和原型系統，提供融合 5G 技術的智能電網整體解決方案。在國家政策指引下，各地紛紛提出了 5G 智能電網建設計劃，雄安、內蒙古、云南、海南等地紛紛啟動 5G 智能電網建設。以雄安為例，5G 正在與電網工程建設深度融合，現已開展基于 5G 網45G 賦能未來電力 | 一、5G 驅動未來電力絡的電力業務適配性試點驗證工作，選取配電自動化、用電信息采集業務進行了業務承載性能測試。此外，國內首個基于 SA（獨立組網）架構的“5G+MEC（移動邊緣計算）”電力保護物聯示范工程于 2020 年 10 月在雄安正式投

17、運，核心技術達到國際領先水平。電網公司是 5G 智能電網技術攻關及工程實踐的引領者和主導者。國家電網開展了廣泛的 5G 業務研究和應用實踐，主要在 5G 智能電網架設、控制類業務如配網差動保護、移動巡檢類業務如視頻交互上著力。國網青島供電公司、中國電信青島分公司和華為公司聯合開發的青島 5G 智能電網項目一期工程于 2020 年 7 月正式交付投產。據報道，此項目既實現了電網對配電線路故障在幾十毫秒內自動切除，又通過削峰填谷電源節省 5G 單基站電耗 20%，緩解“功耗過高”這一困擾 5G 運營的最大難題。南方電網也積極開展了試點和應用合作，重點攻克 5G 智能電網的控制類業務如配網差動保護。

18、南方電網與中國移動在廣州市南沙區明珠灣區域建立最大 5G 智能電網應用示范區，應用場景達 54 個，目前已完成上線業務 14 個。與此同時，運營商也加快了與電力行業開展 5G 合作的步伐，進行了一系列 5G 賦能電力行業的實踐。實踐橫跨控制類業務如精準負荷控制和配網差動保護，采集類業務如用電信息采集，以及移動巡檢類業務。此外，一些電力設備企業也蓄勢待發，積極入場，與通訊設備企業進行深度 合作。55G 賦能未來電力 | 二、5G 電力行業主要應用場景6s5G 賦能未來電力 | 二、5G 電力行業主要應用場景二、5G 電力行業主要應用場景5G 在電力行業主要有四大應用場景，分別為控制類業務、采集類

19、業務、移動應用類業務、以及以多站融合為代表的電網新型業務。在控制類業務中，5G 技術將優化能源配置，避免大面積停電以影響企業和居民用電，同時也將滿足于配電網實時動態數據的在線監測應用。在采集類業務中，5G 將推動收集和提供整個系統的原始用電信息。在移動應用類業務中，5G 預防安全事故和環境污染，減少人工巡檢工作量，在未來可進行簡單的帶電操作。在多站融合業務中，5G 技術將推進平臺型、共享型企業建設。圖表 4：5G 電力行業四大應用場景場 細分5G 賦能通信需求景 場景帶寬時延可靠性連接密度安全需求控制類業務1 精準 根據直流損失功率的大小通過精準控制分散海 99.999%1000 個/百 強安

20、全需求，要負荷 量電力用戶可中斷負荷，實現電網與電源、負延50mskm求資源獨享，物控制 荷互動，達到電力供需瞬時平衡理隔離2 配網 收集終端采樣數據和運行信息，通過差動保 99.999%1000 個/百 強安全需求，要差動 護算法對故障進行快速響應，若判定為故障發15ms，通信系統km求資源獨享，物保護 生，斷開其中的開關，精確定位和隔離配電網端到端10ms理隔離業務 故障。特點是速度快、可動態適應、故障判別可靠采集類業務3 用電 實現用電信息的自動采集、計量異常監測、 上行99.99%10000 個高安全需求，安信息 電能質量監測、用電分析和管理等功能，用電 下行1Mbps低壓集抄3 秒，

21、/km全加密認證，安采集 信息采集系統由主站、遠程及本地通道、集中精準費控200ms全接入區認證，器和采集器/電表組成，移動式現場施工作業物聯網切片，邏管控輯隔離移動應用類業務4 移動 包含變電站巡檢機器人、移動式現場施工作 根據場景不同， 多媒體信息時延要 多媒體信息可靠性 集中在局部巡檢 業管控、應急現場自組網綜合應用三大場景。 要求可持續穩定 求小于 200ms。控 要求 99.9%，控制 區域 210 個類業 監控機房整體環境， 預防安全事故和環境污的保障 4100Mbps 制信息時延遲小于 信息可靠性要求不等務染，減少人工巡檢工作量，提高運維效率，針100ms99.999%對低速率移

22、動場景，監控整體環境電網新型業務5 多站 提供變電站數據的本地存儲與邊緣計算能傳輸帶寬集中在局部融合 力，網絡邊緣計算作為云計算的延伸，對內支 100Mbps 1G，區域業務 撐堅強智能電網業務，對外拓展能源服務渠時延 5ms 20ms101000 個道，助力電力物聯網發展，向社會提供資源共不等享服務來源：全球能源互聯網研究院、德勤研究75G 賦能未來電力 | 二、5G 電力行業主要應用場景控制類業務電網控制類對通信需求的典型特征是低時延、高可靠、安全性要求高，適合 5G 技術體制下的uRRLC 應用場景，典型的業務有精準切負荷控制業務和配網差動保護業務。精準負荷控制應用場景精準負荷控制技術是

23、指當多直流饋入電網發生多直流連續換相失敗和故障導致直流閉鎖、受端電網有功大幅缺額、頻率急劇下降時，根據直流損失功率的大小通過精準控制分散性海量電力用戶可中斷負荷，實現電網與電源、負荷友好互動，達到電力供需瞬時平衡，支撐能源大范圍優化配置，避免了大面積停電的發生，將電網損失降至最小，對企業和居民用電的影響降至最低。基于 5G 通信網絡的精準負荷控制系統由業務終端、需求響應終端、通信網絡和主站系統構成。其中，業務終端通過本地網絡接入樓宇需求響應終端，需求響應終端通過 5G 通信網絡接入需求響應系統主站，具體應用場景如下圖所示。圖表 5：基于 5G 通信網絡的精準負荷控制業務應用場景來源：全球能源互

24、聯網研究院85G 賦能未來電力 | 二、5G 電力行業主要應用場景（2）通信需求精準負荷控制系統需快速恢復大電網供需平衡、確保電網頻率在直流閉鎖故障發生后約 650 毫秒內恢復至正常值（50Hz），因此主站至終端的切負荷指令通信通道傳輸時延不能超過 50 毫秒。精準負荷控制系統整組動作時延越少，恢復電網故障就越快。因此，對通信的時延是越低越好。對通信的需求中，重點強調時延、可用性、安全性、可靠性。具體通信需求如下：帶寬：256kbps時延：控制主（子）站到終端時延50ms通信可靠性：99.999%連接密度：1000 個/百 km網絡切片：端到端硬切片，獨享切片資源安全：強安全需求，要求資源獨享

25、，物理隔離授時精度：10us通信方式：主從方式，永久在線，連續高頻通信；配網差動保護業務（1）應用場景配網差動保護技術作為一種在高壓輸電網中成熟應用的電網技術，可以很好地解決分布電源接入對配電網帶來的諸多困擾。其原理是配電差動保護終端比較兩端或多端同時刻電流值（矢量），當電流差值超過整定值時判定為故障發生，斷開其中的斷路器或開關，執行差動保護動作，從而實現了配電網故障的精確定位和隔離。隨著大規模分布式新能源接入配電網，電動汽車充電負荷出現快速增長，用戶供需互動日益頻 繁，配電網的源、網、荷因其更強的時空不確定性呈現出常態化的隨機波動和間歇性，配電網的雙向潮流、多源故障等諸多問題日益凸顯。針對配

26、電網多諧波、強噪聲的系統特征，采用高精 度、微型化同步相量測量裝置（PMU），滿足于配電網實時動態數據的在線監測應用。配網自動化系統一般由下列層次組成：配電主站、配電子站（常設在變電站內，可選配）、配電遠方終端（FTU、DTU、TTU 等）和通信網絡。配電主站負責對整個配電系統建模、實時監控和時鐘同步；配電管理系統負責對整個配電網絡進行拓撲動態分析，將拓撲變化數據傳遞給各個 DTU或 FTU 終端，同時對各終端的差動保護功能動態分析，并決定其保護功能投入/退出狀態。而配網差動保護作為配網自動化系統的一個子系統，DTU 和 FTU 負責將各自采樣數據和跳閘信息傳遞給相鄰的終端，并收集相鄰終端的采

27、樣數據和運行信息，通過差動保護算法對故障進行快速響應。其特點就是速度快、可動態適應、故障判別可靠等，具體應用場景如下圖所示。95G 賦能未來電力 | 二、5G 電力行業主要應用場景圖表 6：基于 5G 的差動保護系統架構來源：全球能源互聯網研究院通信需求差動保護對電流差值的判斷需基于同一時刻的電流值，要求相互關聯的兩個或多個差動保護終端必須保證時間同步，其時間同步精度10s，交互信息的傳輸時延最大不超過 12ms(peer to peer 的最大時延)，對通信的需求中，重點強調時延、可用性、可靠性。具體通信需求如下：帶寬：10Mbps時延：業務系統端到端15ms，通信系統端到端10ms通信可靠

28、性99.999%連接密度：1000 個/百 km網絡切片：端到端硬切片，獨享切片資源安全：強安全需求，要求資源獨享，物理隔離授時精度：10us通信方式：多方通信，主從(自動化業務)、設備到設備；永久在線，連續高頻通信105G 賦能未來電力 | 二、5G 電力行業主要應用場景采集類業務電網采集類業務對通信需求的典型特征是點多面廣，有線通信方式覆蓋難度大，對通信時延要求不高，適合 5G 技術體制下的 mMTC 應用場景，典型的業務有用電信息采集等。用電信息采集業務（1）應用場景用電信息采集業務可實現用電信息的自動采集、計量異常監測、電能質量監測、用電分析和管理等功能，用電信息采集系統由主站、遠程及

29、本地通道、集中器和采集器/電表組成，用電信息采集的數據流向包括上行和下行兩類。上行數據流是指低壓工商業、居民用戶和公配變用戶的電能表數據經過采集器（可選）上傳到集中器，集中器經上行通信通道傳到用電信息采集系統主站；專變用戶電能表的數據上傳到專變終端，專變終端經上行通道傳到用電信息采集系統主站。終端多部署于樓道、屋檐及小區配電房等，部分位于地下室。用電信息采集系統在邏輯上分為主站層、通信信道層、采集設備層三個層次。主站層又分為營銷采集業務應用、前置采集平臺、數據庫管理三大部分。業務應用實現系統的各種應用業務邏輯；數據采集負責采集終端的用電信息，并負責協議解析；控制執行是業務終端執行控制操作；前置

30、機用于實現對終端進行通信管理和調度。通信信道層是主站和采集設備的紐帶，提供有線和無線通信信道，為主站和終端的信息交互提供鏈路基礎。主要有：光纖專網、無線公網、無線專網、中壓電力線載波等通信方式。采集設備層是用電信息采集系統的信息底層，負責收集和提供整個系統的原始用電信息。具體應用場景如下圖所示。115G 賦能未來電力 | 二、5G 電力行業主要應用場景圖表 7：用電信息采集系統框架圖來源：全球能源互聯網研究院（2）通信需求用電數據采集業務根據不同用戶的通信速率不低于 1.05kbps，對于負荷控制指令，傳輸速率不低于 2.5kbps。具體通信需求如下：帶寬：上行2Mbps，下行1Mbps時延：

31、公變/專變檢測、低壓集抄3 秒，精準費控200ms通信可靠性：99.99%連接密度：10000 個/km安全：高安全需求，安全加密認證，安全接入區認證，物聯網切片，邏輯隔離通信方式：永久在線，頻次5 分鐘/次；125G 賦能未來電力 | 二、5G 電力行業主要應用場景移動應用類業務移動應用類業務對通信需求的典型特征是通信帶寬要求高，安全性要求高，適合 5G 技術體制下的 eMBB 應用場景，典型的業務有移動巡檢類業務。移動巡檢類業務（1）應用場景移動巡檢類業務主要包含變電站巡檢機器人、移動式現場施工作業管控、應急現場自組網綜合應用三大場景。主要針對電力生產管理中的中低速率移動場景，對配電柜、開

32、關柜的圖片、視頻進行采集、識別，提取其運行狀態、開關資源狀態等信息，監控機房整體環境， 預防安全事故和環境污染，減少人工巡檢工作量，避免了人工現場作業帶來的不確定性，同時減少人工成本，極大提高運維效率。未來可進行簡單的帶電操作。變電站巡檢機器人業務主要針對場景為 110kV 及以上變電站范圍內的電力一次設備狀態綜合監控、安防巡視等需求，目前巡檢機器人主要使用 WIFI 接入，所巡視的視頻信息大多保留在站內本地，并未能實時地回傳至遠程監控中心。主要應用場景如下圖所示：圖表 8：移動巡檢類業務應用場景來源：全球能源互聯網研究院135G 賦能未來電力 | 二、5G 電力行業主要應用場景（2）通信需求

33、未來變電站巡檢機器人主要搭載多路高清視頻攝像頭或環境監控傳感器，回傳相關檢測數據，數據需具備實時回傳至遠程監控中心的能力。在部分情況下，巡檢機器人甚至可以進行簡單的帶電操作，如道閘開關控制等。對通信的需求主要體現在多路的高清視頻回傳（Mbps 級），巡檢機器人低時延遲的遠程控制（毫秒級）。移動巡檢業務對未來的通信需求包括：帶寬：根據場景不同，要求可持續穩定的保障 4100Mbps。時延：多媒體信息時延要求小于 200ms。控制信息時延遲小于 100ms。可靠性：多媒體信息可靠性要求 99.9%，控制信息可靠性要求 99.999%隔離要求：基本屬于電網 III 區業務，安全性要求低于 I/II

34、區。少量控制功能如巡檢機器人需遠程操作的控制信息屬于 I/II 區。連接數量：集中在局部區域 210 個不等。移動性：移動速率相對較低，在 10120km/h 范圍內。電網新型業務電網新型業務是隨著智能電網和電力物聯網的深入建設而出現的一類業務，這類個性化通信需求較多，缺乏存量業務前期的通信積累，而 5G 技術的出現，能更好地與傳統通信方式結合，滿足各種電網新型業務的個性化通信需求。典型的業務有多站融合業務等。多站融合業務應用場景多站融合業務充分利用變電站、新能源場站、儲能站、電動汽車充電站、供電營業廳所、抽水蓄能電站等場地環境建設不同等級和應用場景的數據中心站。數據中心站提供變電站數據的本地

35、存儲與邊緣計算能力，網絡邊緣計算作為云計算的延伸，通過把云計算平臺及其能力遷移到變電 站、新能源場站等網絡邊緣，具備對高帶寬、低時延、本地化業務的更強支撐功能，向社會提供資源共享服務。多站融合是探索利用變電站資源建設運營數據中心站、5G 基站、北斗地基增強站、充電樁、儲能站等，對內支撐堅強智能電網業務，對外拓展能源服務渠道，助力電力物聯網發展，推進電力企業搭建共享平臺，更好的為社會創造價值。典型應用場景如下圖所示：145G 賦能未來電力 | 二、5G 電力行業主要應用場景圖表 9：基于 5G 網絡的多站融合應用場景架構圖來源：全球能源互聯網研究院（2）通信需求基于多站融合和邊緣計算技術可以開展

36、的相關業務有車聯網、高清視頻、AR/VR、智慧安防等業務，對未來的通信需求包括：車聯網和高清視頻類業務：傳輸帶寬 100Mbps 以上，時延 10ms 以下。AR/VR 類業務：傳輸帶寬 100Mbps-1G 之間，時延 5ms 以下。智慧安防類業務：傳輸帶寬 20Mbps 以上，時延 20ms 以下。連接數量：集中在局部區域 101000 個不等。155G 賦能未來電力 | 三、5G 電力行業應用挑戰165G 賦能未來電力 | 三、5G 電力行業應用挑戰三、5G 電力行業應用挑戰安全性與電力業務適配性仍需驗證現階段 5G 垂直行業應用普遍面臨 5G 網絡覆蓋尚不全面、技術成熟度有待提升、應用

37、配套產業處于培育期等問題，電力行業也不例外。5G 網絡與 4G 網絡相比，可根據業務需求針對切片定制安全保護機制，可基于切片實現用戶所需安全分級服務、切片之間的安全隔離，也可實現基于用戶虛擬網絡的安全部署和安全管理，在網絡設計上強化了安全性。但電力系統對于通信網絡的可靠性和安全性有著特殊的要求，且 5G 網絡切片、核心網下沉、超低延時業務承載、海量連接等網絡特征對現有電力安全防護架構及網絡管理提出了新的要求。目前，在尚不成熟的 5G 技術和 5G 商用環境下，5G 技術如何滿足能源互聯網下的電力業務安全需求仍有待驗證。不同主體需要協同配合，明確安全責任邊界，同步推進 5G 發展與安全防護。電力

38、企業、網絡運營商和設備供應商需要進一步量化網絡的技術指標和架構設 計，包括 5G 網絡切片安全性、業務隔離、端到端業務時延，協商網絡能力開放、網絡管理界面等要求，以提供滿足電力行業多場景差異化的解決方案，并進行技術驗證和示范。同時，發揮政府部門、標準化組織、企業、研究機構等各方的能動性，打造多方參與的 5G 安全治理體系。175G 賦能未來電力 | 三、5G 電力行業應用挑戰圖表 10：5G 電力行業應用安全風險安全風險挑戰終端安全海量終端接入認證安全海量設備連接到網絡帶來風險即使設備認證標準嚴格，設備廠商出于降成本的考慮，可能僅滿足最低限度的終端安全要求網絡安全 差異化安全保護需求：空口側加

39、密認證與隔離安全5G 網絡切片安全需求：如果沒有采用適當隔離機制，當某個低防護能力的網絡切片受到攻擊，攻擊者可以此為跳板攻擊其他切片，進而影響電力系統正常運行網絡邊界安全防護需求：核心網下沉帶來的網絡邊界模糊，難以對邊界實施細粒度、高強度防控帶來的安全隱患新型商業模式安全需求應用安全現階段 5G 切片并非為電力業務設計，使用過程中資源匹配度不高，難以滿足電力業務差異化安全保護需求5G 邊緣計算可部署多個應用，共享相關資源，一旦某個應用防護被攻破，將會影響在 5G邊緣計算平臺上其他應用安全運行，邊緣計算部分附加功能并非電力行業所需，導致電網資源浪費和效率降低應用的產業鏈不成熟，特別是在終端和模組

40、方面，廠家少、價格高、形式單一、業務適配差，無法滿足電力業務應用需求5G 與電力業務的適配性測試場景較為局限，需要在更大范圍內開展測試驗證數據安全 數據安全用戶隱私需求來源：德勤研究整理找到商用價值與成本的平衡點5G 的建設和運營成本仍是行業面臨的挑戰。運營商曾公開表示，5G 的高成本來自“三個 3”：5G 基站數量比 4G 多 3 倍 2；單座 5G 基站耗電量是 4G 基站的 3 倍；單座 5G 基站的價格可能是4G 基站的 3 倍。5G 基站功率更大、能耗更高使得建設成本和維護成本大幅增加據測算一座宏基站的建設成本（包括主設備、動力配套設施、土建施工、軟件費用等）約為 40 萬元人民幣，

41、單個基站租戶年綜合電費約為 2-3 萬元 3。一邊是快速擴張 5G 基站的需求，一邊是尚不明朗的投資回報和商業模式，企業面臨 5G 帶來的建設和運維成本壓力。對運營商而言，2C 用戶飽和，市場增長放緩；2B 將成為潛在收入增長點和主要賽道。對電力企業而言，5G 通信的高速率、高容量、高可靠性、低延時、低能耗與智能電網電力系統可靠性、靈活響應與協同控制、海量數據傳輸以及電池壽命與保障的基本需求相匹配。5G 能夠助力電網智能化，并創造新的商業價值。185G 賦能未來電力 | 三、5G 電力行業應用挑戰在國家推動 5G 超預期提速的背景下，企業找到商用價值與成本的平衡點尤為重要。企業需要選擇最有潛力

42、的應用場景，探索共建共享模式降本增效，從而逐步實現從單點突破到多點突破再到行業推廣。業務模式尚不清晰“5G+電力”的業務模式尚未成形，企業仍在摸索自身定位以及不同定位下的核心業務模式。以 5G 網絡切片服務為例。電網業務主要分為安全生產類、客戶服務類、經營治理類和提質增效類等四個類型。每個類別都有很多不同的具體業務，比如在安全生產中，就包含輸電線路在線監測、無人機巡檢、智慧變電、配電物聯網、配電網保護、短路電流計算分析等多種應用場景。不同業務在時延、帶寬、連接密度、同步性要求以及可靠性、安全隔離方面都有不同的指標要求 。 5G 網絡切片在隔離性和安全性上可以滿足電網不同的業務安全分區隔離需求：

43、電力控制切片可實現毫秒級低時延， 保證配電控制數據和命令的可靠傳輸；電力監測切片，可實現海量電表數據的采集和無人機等智能設備巡檢數據的上傳；電力通信切片，可滿足電力行業專網的安全通話 需求。4目前網絡切片的相關研究和落地仍在發展階段，電力行業應用有三種潛在業務模式。不同模式 下，電力企業的角色不同，對其資源和能力的要求也不同。相關企業需要共同探索哪種模式更為可行或找到新的模式（圖表 11）。圖表 11：5G 網絡切片電力行業應用潛在業務模式通信運營商電力企業標準模式 鋪設基礎設施提供增值服務混合租賃模式 統一建設端到端 5G 網絡提供增值服務根據業務需求租用其中的一片或是多片向運營商租用最復雜

44、、投入最大、維護最困難的運營商基礎設網絡，包含基站和核心網自建對管理面，滿足對網絡切片資源的可視化透明管理需求盡可能利用現有的傳輸專網資源托管模式 提供運維管理服務 電力企業拿到 5G 頻譜資源自建獨立專用、資源專享的 5G 專網利用運營商在網絡運營方面的經驗和優勢，把 5G 專網切片托管給運營商進行運維管理來源：德勤根據公開資料整理195G 賦能未來電力 | 四、從技術到商業205G 賦能未來電力 | 四、從技術到商業四、從技術到商業深度參與標準制定5G 行業標準化是規模化發展的基礎。中國企業牽頭提交的5G 智能電網研究項目在 3GPP R18 中成功立項，為 5G+智能電網端到端標準系體架

45、構奠定基礎。中國電科院（國網能源互聯網技術研究院）加入國際標準化組織 3GPP，參與標準制定，這將使 5G 技術能夠更好地服務于垂直行業。未來，電力企業可以從標準來源、利益相關者、關鍵考量因素和后續跟進幾個方面思考如何進一步深度參與 5G 技術標準制定，推動 5G 在電力行業應用的標準化。標準來源： 企業可通過多種方式開發新標準，最常見的來源包括：修訂先前標準、現有實現編篡和滿足新興需求。為滿足新興需求開發標準要求各參與方達成共識，明確優先滿足哪些需求，再圍繞這些需求開發解決方案。技術標準利益相關者：在標準開發工作中嘗試包含代表各種最終用戶、供應商、技術解決方案專家和標準專家的參與者。標準制定

46、考量因素：成為標準機構參與者后，標準開發工作便開始了。 這包括：從工作小組那里收集需求，確定一套可以相互接受的統一實踐，并設計出將成為技術標準基礎的技術解決方案，在這個過程中，還應考慮以下因素，以增加成功機率 5。工程實踐：同意并確保在制定技術標準時遵守合理的工程實踐市場敏銳：了解標準目標市場的價值，并根據這些價值調整設計決策和權衡細節與多樣性：避免嘗試編纂高度詳細的內容以支持高度多樣化的應用，標準中的細節應與服務實踐中的多樣性相平衡。功能性：將標準支持的落地應用和功能（必需或可選）的數量限制在合理范圍延展性：了解標準如何支持廠商和用戶的自定義使用，盡可能通過定義明確的擴展點和過程來支持自定義

47、。快速落地：與大型的，由多個部分組成的標準相比，規模較小，范圍狹窄的標準成功完成和采用的機會更大。后續跟進：許多企業錯誤地認為，一旦制定并發布了某項標準，采用和遵守該標準便會自成體 系。事實上，發布后采取的行動在很大程度上影響該標準是否能被廣泛采用。企業應積極進行市場宣傳、支持互操作性，開發工具幫助供應商的測試開發工作。215G 賦能未來電力 | 四、從技術到商業圖表 12：推動行業標準化關鍵因素來源：德勤研究選擇最具潛力應用場景5G 在電力行業應用場景多樣，我們需要以發展的眼光看待 5G 在不同場景的應用。目前 5G 標準還未完成，網絡建設優化需要時間，不同時期的 5G 網絡將驅動對不同網絡

48、成熟度需求的應用場景。現階段準確聚焦最有潛力的應用場景成為應用落地成功的基礎。德勤從戰略意義和市場角度提出以下五個維度評估 5G 電力行業應用場景潛力。戰略意義價值創造潛力：有助于填補能源互聯網演進過程中電力行業面臨的技術或創新差距，可使企業成為未來價值創造者。政策規劃契合度：該應用的發展有相關政策支持，行業可借助政府扶持加速發展。市場潛力電力需求規模：評估該應用場景的市場規模及增速，可以為 5G 在該行業發展提供廣闊的商業化空間。商業可行性：具備數字化基礎，對 5G 解決方案需求迫切，且對 5G 網絡成熟度的要求符合技術發展現狀，適應“以建促用，以用促建”的發展邏輯。顛覆性：該應用具有顛覆性

49、影響，可以滿足當前未被滿足的需求，或使用戶消費習慣產生變革。225G 賦能未來電力 | 四、從技術到商業圖表 13：以控制類和采集類典型應用為例評估應用潛力精準負荷控制傳統方式為切除整條線路，未來需優先切除可中斷非重要負荷，通過細粒度控制降低業務影響，提升用戶體驗用電信息采集實現用電信息自動采集、計量易場監測、電能質量監測、用電分析和管理、信息發布、智能用電信息交互等價值創 支撐能源大范圍優化配置，優化網絡造潛力以提升電力傳輸和供應可靠性價值創造潛力高，有助于填補智能政策規 國家層面推進新基建及“互聯網+”智劃發展慧能源發展國家層面推進新基建及“互聯 網+”智慧能源發展 化電力消費環節的技術和

50、創新短板契合度電力需求規模商業可行性配網自動化覆蓋率 90%，配電通信網覆蓋率 95%；戶用光伏和電動車接入對配電自動化系統要求提高具備數字化基礎，需求較為迫切對網絡要求為隔離性、延時低、可靠性高，已經開展測試和應用示范由于市場取決于連接終端數量級，短期內規模有限長期來看，一旦終端數量級達到規模，新業務將大量涌現 短期內快速落地潛力較低，對連接終端量級要求高，要求網絡帶寬 高、可靠性高顛覆性 優化傳統電力業務，可避免大面積停電，對用戶用電的影響降至最低可利用信息提供增值服務（如節 能、能源交易）并帶來用戶能源消費習慣變革來源：德勤研究商業模式創新在由 4G 向 5G 的革新過程中，最重要的變化

51、與其說來自技術層面，不如說在于商業模式。5G 時代的商業模式將由 B2X 模式 (B2B/B2C/B2G)向 B2B2X 模式轉變即通信運營商在其所構建的 5G環境中，將某項具有附加價值的服務提供給電力企業，電力行企業發揮中內心作用并向最終用戶提供以前無法做到的新服務。5G 應用將打通電力行業三條價值創造途徑，包括傳統電力業務優化，以數據驅動的價值創造，和以用戶需求為中心的能源消費升級。235G 賦能未來電力 | 四、從技術到商業圖表 14：5G 打通電力行業三條創造途徑傳統電力業務優化數據驅動服務能源消費升級價值 新能源及儲能并網來源 供電可靠性和安全性提高資產運營效率提升電力大數據 滿足多

52、樣化的用能需求引導用戶消費模式改變5G uRRLC 和 mMTC 場景下，賦能實現清潔能源資源評估、分布式儲能調節能力評估、發電預測和協調eMBB 場景下無人機巡檢等mMTC 場景下可為電力運營企業或設備企業源源不斷提供數據mMTC 場景下用戶節能減排智慧城市、智慧家居、智慧交通商業 傳統商業模式為主 出售用能數據、設備運行模式狀態等數據搭建數據管理平臺數據驅動創新服務SaaS 能效管理平臺能源交易平臺綜合能源供應多站融合來源：德勤研究傳統電力業務優化5G 賦能傳統電力業務優化主要體現在新能源及儲能并網、供電可靠性和資產運營效率三方面。可再生能源發電的大量并網將給電網的運行、管理帶來新的挑戰。

53、可再生能源本身間歇性、隨機性的特點，給電網功率平衡和運行控制帶來困難，其分布式的滲透使配電網由功率單向流動的無源網絡變為功率雙向流動的有源網絡 6。隨著電網設備、電力終端、用電客戶通信需求的爆發式增長，5G 技術將支持能源領域基礎設施的智能化，并支持雙向能源分配，并發展新的商業模式以提高生產、交付、使用和協調有限能源資源的效率。可靠性方面，5G 獨特的可定制化的網絡切片技術，可端到端保障電網的高隔離性應用，更好地滿足電力網絡對“行業專網”的訴求，為智能電網不同業務提供差異化的網絡服務能力。比如上述三大類場景應用，就可以在 5G 網絡下并行不悖，滿足用戶對安全性、可靠性和靈活性的多重需求。資產運

54、營效率提升方面，在變電站機器人巡檢等電力生產管理中的中低速率移動場景中，具備大帶寬特性的 5G 網絡一方面可以對巡檢機器人進行移動/飛行控制，在降低人工成本和安全風險的同時大幅提升巡檢效率，另一方面還能把高清視頻圖像及時回傳到指揮中心做分析處理，提升運維效率。數據驅動的價值創造5G 應用采集類業務場景下，電網企業或電表制造商可以源源不斷獲取用戶的各種能源數據（如用電功率）和與能源系統運行狀態相關的數據（如電網電壓）。這些一手數據蘊含解釋用戶消費習慣、生活方式等重要信息，可以為政府部門提供宏觀經濟預測風向標或在其他跨行業領域產生巨大商業價值。245G 賦能未來電力 | 四、從技術到商業在充分考慮

55、個人隱私安全的前提下，如果進一步對上述一手用能數據、設備運行狀態數據等進行加工與分析，建立大型的數據中心或云平臺，可以實現對海量數據的高效管理，并為深度挖掘用戶洞察提供基礎。以數據驅動創新服務備受期待。為用能用戶、售電企業、新能源開發企業提供創新服務是 5G 采集類業務的重要價值體現，可以在用能特性與潛力的挖掘、能源用量預測分析、能源市場交易等創新服務等方面得到充分應用 7。例如，國網大數據中心利用電力大數據打造電力經濟指數。電力經濟指數利用電力大數據客觀、高頻的特點，從電力使用的視角反映區域、產業、行業等不同層面的宏觀經濟發展狀況。依托電力大數據分析業務，可以實現跨省市和跨行業電力數據的共享，提升區域產業、行業發展態勢的洞悉能力，為政府部門的決策提供數據服務，為行業發展提供支持，為投資提供數據依據 8。又如 Google 旗下的 Deepmind 團隊預測風機功率，提前 36 小時精準預測風力發電量，幫助風電場