切片 MEC5G网络切片使能智能电网目录 引言 01 1 智能电网发展的趋势与挑战 022 5G切片智能电网典型业务场景 04 2.1 场景1：智能分布式配电自动化 04 2.1.1 业务场景 04 2.1.2 发展趋势及特点 05 2.1.3 对通信网络的关键需求 05 2.2 场景2：毫秒级精准负荷控制 06 2.2.1 业务场景 06 2.2.2 发展趋势及特点 06 2.2.3 对通信网络的关键需求 07 2.3 场景3：低压用电信息采集 07 2.3.1 业务场景 07 2.3.2 发展趋势及特点 072.3.3 对通信网络的关键需求 08 2.4 场景4：分布式电源 08 2.4.1 应用场景 082.4.2 发展趋势及特点 082.4.3 对通信网络的关键需求 09 3 5G网络切片简介 10 3.1 5G网络切片概念与特征 113.2 5G网络切片端到端架构 12 3.3 5G网络切片价值 13 4 智能电网5G切片方案探讨 14 4.1 5G网络切片使能智能电网 15 4.1.1 技术视角 16 4.1.2 业务视角 16 4.1.3 部署视角 164.2 智能电网多切片架构 17 4.3 智能电网全生命周期管理 17 4.3.1 智能电网切片设计 18 4.3.2 智能电网切片部署与使能 18 4.3.3 智能电网切片的运行 184.3.4 智能电网切片的运维监控 184.3.5 智能电网切片的闭环优化 18 4.3.6 智能电网切片的能力开放 19 5 总结与展望 20 图1 智能电网典型代表性业务场景 04 图2 配电自动化发展演进趋势 05 图3 智能分布式配电自动化对网络的关键KPI要求 05 图4 精准负荷控制发展演进趋势 06 图5 毫秒级精准负荷控制对网络的关键KPI要求 07 图6 低压用电信息采集发展演进趋势 07 图7 低压用电信息采集对网络的关键KPI要求 08 图8 分布式电源发展演进趋势 09 图9 分布式电源对网络的关键KPI要求 09 图10 5G网络切片端到端构架 13 图11 5G网络切片使能智能电网 15 表1 5G网络切片匹配智能电网不同业务场景需求 16 图12 智能电网5G网络切片构架 17 图13 5G切片全生命周期管理 17 表2 智能电网5G网络切片的两类运维模式 18 表3 智能电网5G网络切片的两类闭环优化模式 19引言 近年来，国家电网公司积极建设坚强智能电网，提升电 网本质安全水平，通过实施“互联网+ ”战略，全面提升电 网信息化、智能化水平，充分利用现代信息通信技术、控制 技术实现电网安全、清洁、协调和智能发展，为经济社会发展提供可靠电力保障。随着用电信息采集、配电自动化、分布式能源接入、电动汽车服务、用户双向互动等业务快速发展，各类电网设备、电力终端、用电客户的通信需求爆发式增长，迫切需要适用于电力行业应用特点的实时、稳定、可靠、高效的新兴通信技术及系统支撑，实现智能设备状态监测和信息收集，激发电力运行新型的作业方式和用电服务模式。 4G改变生活，5G改变社会。以电网为代表的垂直行业 将在5G时代完成数字化转型，德国提出的工业4.0，中国制造2025都需要借助网络的连接。5G网络不仅能给我们带来 更好的带宽体验， 5G网络另一个重要的使命是使能垂直行 业。5G时代丰富的垂直行业应用将对移动网络带来更加多样 化的需求，超高带宽、超低时延以及超大规模连接将改变垂 直行业核心业务的运营方式和作业模式，全面提升传统垂直行业的运营效率和决策智能化水平等。网络切片正是在这种背景下产生的。以敏捷和可定制的能力，为不同的应用打造一个“专属”网络。 以AI为代表的智能化技术正在掀起第四次工业革命的浪 潮。如果说电力是工业化的血液的话，那么网络连接就是工业化的神经。电网与5G网络的深度结合必将智能化工业革命提供坚实的基础，助力中国制造2025达成既定目标。 智能电网是智慧能源的基本保障，是推动我国经济社 会协调、可持续发展进程的重要物质基础，为“十九大”提出的人民生活更美好、环境更清洁、社会更和谐提供有力支撑。从而推动能源由粗放型管理向精细化转变，真正实现清洁能源替代和电能替代的核心战略的落地。5G网络切片使能智能电网 引言 01 智能电网，就是电网的智能化，它是建立在集成的、高 速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先 进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。 2009年5月，中国国家电网公司发布了以特高压电网为 骨干网架、各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网概念，并明确了公司建设坚强智能电网的战略目标和发展路线。5G网络切片使能智能电网 1 智能电网发展的趋势与挑战 02 1智能电网发展的趋势与挑战5G网络切片使能智能电网 1 智能电网发展的趋势与挑战 随着各领域新技术的快速发展，智能电网在发展建设过 程中也遇到了一些新的挑战和新的机遇，为智能电网建设带 来了新的内涵。 新能源：为应对全球变暖和实现可持续发展，迫切需要 发展可再生能源发电。可再生能源发电的大量并网将给电网运行、管理带来新的挑战：一方面，可再生能源发电的间歇 性、随机性特点，给电网功率平衡、运行控制带来困难；另 一方面，分布式能源（DER）的深度渗透使配电网由功率单向流动的无源网络变为功率双向流动的有源网络。新用户：随着电动车的快速发展，电动车充电容量需求 十分客观，为更好对需求侧进行管理（例如削峰填谷），用电管理可以采用新的模式。比如，充电车充电可以由传统的 在设备接通时用电，变为充电时间可选的互动式用电。 新要求：新设备新场景的出现对用电质量提出更高的要 求。比如，一些高科技数字设备要求供电的“零中断”。另一方面，从电网运营角度对资产利用效率的要求也在逐步提 高，比如提高设备利用率、减低容载比、减少线损等，需要对电网的负荷与供电进行更精确的调整。 03 2 5G切片智能电网典型业务场景5G网络切片使能智能电网 2 5G切片智能电网典型业务场景 2.1 场景1：智能分布式配电自动化 2.1.1 业务场景 配电自动化（Distributed Automation）是一项集计算 机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理于一体的 综合信息管理系统，其目的是提高供电可靠性，改进电能质 量，向用户提供优质服务，降低运行费用，减轻运行人员的 劳动强度。配电自动化的发展大致可以分为三个阶段。 第一阶段是基于自动化开关设备相互配合的配电自动化 阶段，主要设备为重合器和分段器等，不需要建设通信网络和计算机系统。其主要功能是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这一阶段的配电自动化系统局限在自动重合器和备用电源自动投入装置。 自动化程度较低，这些系统目前仍大量应用。第二阶段的配电自动化系统是基于通信网络、馈线终端 单元和后台计算机网络的配电自动化系统，在配电网正常运 行时也能起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作 用，故障时能及时察觉。并由调度员通过遥控隔离故障区域 和恢复健全区域供电。 随着计算机技术的发展，产生了第三阶段的配电自动 化系统。它在第二阶段的配电自动化系统的基础上增加了自动控制功能。形成了集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理(DSM)、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作管理等一体化的综合自动化系统，形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制 和远方抄表等系统于一体的配电网管理系统(DMS)，功能多图1 智能电网典型代表性业务场景智能电网典型业务场景 智能分布式配电自动化 低压用电信息采集 分布式电源 毫秒级精准负荷控制从电流走向视角来看，电网主要包括五大环节：发电、 输电、变电、配电及用电。通过与电力行业伙伴的充分需求 调研、讨论和分析，我们从中识别并筛选出了对于无线通信具有潜在需求、未来5G切片可能使能的、最具典型代表意义的四大智能电网应用场景：智能分布式配电自动化、毫秒级精准负荷控制、低压用电信息采集、分布式电源。 04 5G网络切片使能智能电网 2 5G切片智能电网典型业务场景 达140余种。现阶段的配电自动化以此为目标建设和完善。 2.1.2 发展趋势及特点 当前主流方案采用集中式配电自动化方案，其通信系统 主要传输数据业务，包括终端上传主站 (上行方向 )的遥测、 遥信信息采集业务以及主站下发终端（下行方向）的常规总 召、线路故障定位（定线、定段）隔离、恢复时的遥控命 令，上行流量大、下行流量小，主站为地市集中部署。 随着电力可靠供电要求的逐步提升，要求高可靠性供电区域能够实现电力不间断持续供电，将事故隔离时间缩短 至毫秒级，实现区域不停电服务，则对集中式配电自动化中的主站集中处理能力和时延等提出了更加严峻的挑战，因 此智能分布式配电自动化成为未来配网自动化发展的方向 和趋势之一。其特点在于将原来主站的处理逻辑分布式下沉到智能配电化终端，通过各终端间的对等通信，实现智能判断、分析、故障定位、故障隔离以及非故障区域供电恢复等 操作，从而实现故障处理过程的全自动进行，最大可能地减 少故障停电时间和范围，使配网故障处理时间从分钟级提高到毫秒级。 2.1.3 对通信网络的关键需求 智能分布式配电自动化对通信网络的关键需求： • 超低时延：毫秒级• 高隔离：配电自动化属于电网I/II生产大区业务，要求和其它III/IV管理大区业务完全隔离 • 高可靠性：99.999%配电自动化发展阶段 图2 配电自动化发展演进趋势就地单机