當(dang)前(qian),放(fang)眼四(si)海,無論是(shi)德國(guo)的(de)工業4.0,還是(shi)中國(guo)制造2025,應(ying)對新一(yi)輪全球競爭所采取的(de)國(guo)家戰(zhan)略都需要借助網絡來(lai)實現。當(dang)前(qian),以AI為(wei)代(dai)表(biao)的(de)智能化(hua)技術(shu)正(zheng)在掀起(qi)第(di)四(si)次(ci)工業革命浪潮。以5G為(wei)代(dai)表(biao)的(de)移(yi)動通信技術(shu)正(zheng)與AI、大數據(ju)緊密結合,開啟一(yi)個萬物(wu)互聯的(de)全新時代(dai)。
如果說能(neng)源(yuan)是(shi)工(gong)業(ye)(ye)化(hua)的(de)(de)血液,則能(neng)源(yuan)網絡(luo)就是(shi)工(gong)業(ye)(ye)化(hua)的(de)(de)神經。5G網絡(luo)不僅給我們帶來更(geng)好的(de)(de)帶寬體驗,而且(qie)還背負著一個更(geng)重(zhong)要的(de)(de)使(shi)命——能(neng)使(shi)垂(chui)(chui)直(zhi)行(xing)業(ye)(ye)以超高(gao)帶寬、超低(di)時(shi)延以及超大(da)規模(mo)連接改變垂(chui)(chui)直(zhi)行(xing)業(ye)(ye)核心業(ye)(ye)務(wu)的(de)(de)運(yun)營方式(shi)和作業(ye)(ye)模(mo)式(shi),全面提升(sheng)傳統垂(chui)(chui)直(zhi)行(xing)業(ye)(ye)的(de)(de)運(yun)營效率和決(jue)策智能(neng)化(hua)水平。
作為(wei)典型垂直行業的(de)(de)代(dai)表,能(neng)源電(dian)力(li)對通信網(wang)絡提出了(le)新(xin)的(de)(de)挑戰。能(neng)源互聯網(wang)將構建一個以電(dian)力(li)系(xi)統(tong)為(wei)核心和紐帶、多類型能(neng)源綜(zong)合(he)利用、能(neng)量—信息(xi)—經濟三元驅動的(de)(de)能(neng)源供用生態系(xi)統(tong)。其改革和發(fa)展,對信息(xi)通信的(de)(de)泛(fan)在性、開(kai)放性、可(ke)靠(kao)性、智能(neng)性、可(ke)信性提出了(le)新(xin)要求。
新的互聯網要求高速、多樣、實時實現全面感知和全程在線,要求大幅提升信息通信對電網業務的支撐能力,以實現能源系統的智能自治、平等開放、綠色低碳、安全高效和可持續發展。
相(xiang)比(bi)智(zhi)(zhi)能(neng)電(dian)(dian)網,能(neng)源(yuan)(yuan)互聯網更(geng)關注新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)的占(zhan)比(bi)和(he)影響(xiang)。在能(neng)源(yuan)(yuan)層面,能(neng)源(yuan)(yuan)互聯網試圖把各種能(neng)源(yuan)(yuan)組合成一個包含(han)智(zhi)(zhi)能(neng)通信、智(zhi)(zhi)能(neng)電(dian)(dian)網、智(zhi)(zhi)能(neng)交通等眾(zhong)多智(zhi)(zhi)能(neng)與綠色概(gai)念的超(chao)級網絡。
在(zai)此(ci)背景(jing)下,能(neng)源(yuan)(yuan)互聯網與5G網絡(luo)的(de)深度(du)結(jie)合必將推(tui)動能(neng)源(yuan)(yuan)行(xing)業安全(quan)、清潔、協調和(he)智能(neng)發(fa)展,提(ti)升能(neng)源(yuan)(yuan)行(xing)業信息化(hua)、智能(neng)化(hua)水平,真正為經濟發(fa)展提(ti)供(gong)可靠的(de)用能(neng)保障,為智能(neng)化(hua)工業革命提(ti)供(gong)堅(jian)實的(de)基礎。
1、目前網絡不能匹配能源互聯網的發展
能(neng)(neng)源互聯網(wang)的多樣(yang)性需(xu)要(yao)功(gong)能(neng)(neng)靈(ling)活且(qie)可編排的網(wang)絡:毫秒級超(chao)低(di)時(shi)延(一般小于(yu)20ms)需(xu)要(yao)極(ji)致載荷能(neng)(neng)力(li);高可靠(kao)性要(yao)求(qiu)需(xu)要(yao)隔離功(gong)能(neng)(neng);大幅提(ti)升的用電終端需(xu)要(yao)超(chao)大規模連接。
目前,4G網(wang)(wang)(wang)絡(luo)(luo)輕(qing)載情況下40ms的理想(xiang)時(shi)延無法滿足(zu)電(dian)網(wang)(wang)(wang)控(kong)制類業務(wu)(wu)毫(hao)秒級時(shi)延的要求;4G所(suo)有業務(wu)(wu)都(dou)運行在同(tong)一個網(wang)(wang)(wang)絡(luo)(luo)中(zhong),業務(wu)(wu)之間(jian)相互影響(xiang),無法滿足(zu)電(dian)網(wang)(wang)(wang)關(guan)鍵(jian)業務(wu)(wu)隔離的要求;4G網(wang)(wang)(wang)絡(luo)(luo)對所(suo)有業務(wu)(wu)提供相同(tong)的功能無法適應電(dian)網(wang)(wang)(wang)多樣(yang)化業務(wu)(wu)需求。
2、能源互聯網與5G技術的正向耦合
能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)(hu)(hu)聯(lian)網是(shi)(shi)能(neng)(neng)源(yuan)和(he)信(xin)息(xi)(xi)(xi)雙(shuang)向(xiang)流(liu)動的(de)(de)對(dui)(dui)等網絡。開放、對(dui)(dui)等、互(hu)(hu)(hu)聯(lian)和(he)分享是(shi)(shi)能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)(hu)(hu)聯(lian)網的(de)(de)基(ji)本特征。能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)(hu)(hu)聯(lian)網信(xin)息(xi)(xi)(xi)采集和(he)數(shu)據(ju)傳輸需要5G網絡高(gao)速的(de)(de)數(shu)據(ju)傳輸速率和(he)低(di)時(shi)延,以保(bao)證電網信(xin)息(xi)(xi)(xi)流(liu)的(de)(de)雙(shuang)向(xiang)傳輸;多(duo)元化的(de)(de)數(shu)據(ju)融合與信(xin)息(xi)(xi)(xi)展示平(ping)臺(tai)是(shi)(shi)數(shu)據(ju)匯聚(ju)點和(he)能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)(hu)(hu)聯(lian)網信(xin)息(xi)(xi)(xi)加(jia)工(gong)后的(de)(de)展示,需要大(da)數(shu)據(ju)技術對(dui)(dui)數(shu)據(ju)進行挖掘和(he)分析,對(dui)(dui)數(shu)據(ju)處理結果(guo)有(you)針對(dui)(dui)性地輸出和(he)應(ying)(ying)用(yong);能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)(hu)(hu)聯(lian)網的(de)(de)高(gao)級(ji)應(ying)(ying)用(yong)是(shi)(shi)對(dui)(dui)網上的(de)(de)各(ge)個單元提供服務和(he)應(ying)(ying)用(yong)平(ping)臺(tai),需要5G網絡提供相應(ying)(ying)的(de)(de)用(yong)戶體驗質量保(bao)障(zhang)和(he)安全保(bao)障(zhang)。
能(neng)源(yuan)互聯(lian)網要適應全球信(xin)(xin)息通信(xin)(xin)的(de)大幅(fu)擴張,要求(qiu)信(xin)(xin)息通信(xin)(xin)的(de)安(an)全性、實(shi)時性以(yi)及可靠(kao)性必須有更(geng)大的(de)創新和突破(po)。
3、5G技術賦能能源互聯網
能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)中(zhong),通(tong)信(xin)技術充當中(zhong)樞神經系統(tong),對(dui)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)進行合理(li)調(diao)配,促進未來(lai)新應用和(he)服務(wu)(wu)的(de)(de)(de)產生。分布式能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)接入、電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車服務(wu)(wu)、用電(dian)(dian)(dian)信(xin)息(xi)采集(ji)、配電(dian)(dian)(dian)自動(dong)(dong)化、用戶雙向互(hu)動(dong)(dong)等(deng)業務(wu)(wu)快(kuai)速發(fa)展;各類電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)設備、電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)終端、用電(dian)(dian)(dian)客(ke)戶通(tong)信(xin)爆發(fa)式增長;服務(wu)(wu)于無處(chu)不在的(de)(de)(de)采集(ji)、傳輸傳感器組成的(de)(de)(de)無線網(wang)(wang)絡(luo)使(shi)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)需要實時、穩定、可靠、高效的(de)(de)(de)新興通(tong)信(xin)技術及系統(tong)支(zhi)撐,新的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)服務(wu)(wu)和(he)交易平臺更需要優(you)質網(wang)(wang)絡(luo)。相比4G網(wang)(wang)絡(luo),5G能(neng)(neng)力(li)(li)更加突出,有助于能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)瓶頸的(de)(de)(de)突破(po)。
1)5G是全(quan)新一(yi)代的(de)無線通(tong)信(xin)技術(shu),設計之初就考慮了物—物(機器(qi)通(tong)信(xin))、人—物通(tong)信(xin)的(de)需(xu)求場景。超低時延(1ms)、海量接(jie)入(ru)(1M連(lian)接(jie)/km2)的(de)特性(xing)可保證電網信(xin)息流(liu)的(de)雙向高速傳輸,保證大規模用戶(hu)、大量業(ye)務的(de)安全(quan)高效(xiao)運行。
2)5G網(wang)絡的(de)切片技(ji)術可(ke)(ke)達(da)到(dao)與“專網(wang)”同等(deng)級的(de)安(an)全(quan)性和可(ke)(ke)隔離性,能對各(ge)個用戶單元提供個性化服(fu)務,相(xiang)比企業自建光纖專網(wang),成本大幅降低;
3)5G邊(bian)緣計算(suan)技術通過網關分布式下沉(chen)部署(shu)實現(xian)本地(di)流量處(chu)理和(he)邏輯運算(suan),實現(xian)帶寬節省和(he)時(shi)(shi)延(yan)縮短,進一步滿足電(dian)網工控類(lei)業務的(de)超低(di)時(shi)(shi)延(yan)需求(qiu)。
4、5G+能源互聯網增加新的商業模式
能源(yuan)互(hu)(hu)聯網(wang)在(zai)5G技(ji)術(shu)的助力下,依托智(zhi)(zhi)能電網(wang)、分布式能源(yuan)、自(zi)動售(shou)配電等諸多新(xin)商(shang)業(ye)模式大有可為。能源(yuan)互(hu)(hu)聯網(wang)輻射到自(zi)動駕駛、遠程醫療、智(zhi)(zhi)慧城市等領域(yu),開創(chuang)通(tong)信運營商(shang)與垂(chui)直(zhi)行業(ye)合作(zuo)多贏(ying),共創(chuang)智(zhi)(zhi)能數字化的局面(mian)。一方面(mian),5G網(wang)絡技(ji)術(shu)將(jiang)助力垂(chui)直(zhi)行業(ye)突破其發展瓶頸(jing),另一方面(mian),垂(chui)直(zhi)行業(ye)也(ye)為通(tong)信運營商(shang)提供5G網(wang)絡應(ying)用場(chang)景和市場(chang)空間,實現各方互(hu)(hu)利共贏(ying)。
運營企(qi)業和(he)(he)網絡(luo)設備商(shang)應深入了解垂直(zhi)行業,針對其技術指標要求,進(jin)一(yi)步量(liang)化(hua)(hua)和(he)(he)完(wan)善5G網絡(luo)的(de)技術指標和(he)(he)架構設計,并提前探討商(shang)業合作模式,預測(ce)分析未(wei)來生態環(huan)境等,為垂直(zhi)行業提供多場景差(cha)異化(hua)(hua)的(de)完(wan)整解決方(fang)案,并對解決方(fang)案進(jin)行技術驗(yan)證和(he)(he)示范。
5、能源互聯網下5G技術面臨的挑戰
1)網絡復雜化
多(duo)網(wang)(wang)共(gong)存(cun)業務連接復雜(za)度按指(zhi)數級(ji)(ji)提高(gao),5G不(bu)是一個(ge)單獨的(de)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo),需要(yao)和已有的(de)2G、3G、4G網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)共(gong)存(cun),業務本身很復雜(za)。此外,資源(yuan)調度、資源(yuan)管(guan)理(li)包(bao)括(kuo)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)管(guan)理(li)等,使5G階段(duan)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)的(de)復雜(za)度也將呈指(zhi)數級(ji)(ji)增加。
2)業務結合滯后化
實際上,目前還沒有(you)能源(yuan)互聯網(wang)(wang)與5G技術(shu)結(jie)合的(de)真正(zheng)應用。移動網(wang)(wang)絡部署的(de)經驗一(yi)定是網(wang)(wang)絡先(xian)行,業(ye)務隨機開展。5G網(wang)(wang)絡的(de)推進依賴于(yu)業(ye)務的(de)驅動,而業(ye)務的(de)開展又(you)受到多方面因素的(de)影響,致(zhi)使5G與業(ye)務結(jie)合存在滯后化。
3)能源互聯網安全問題
能(neng)(neng)源(yuan)互聯網(wang)安全問(wen)題也是5G面臨的(de)(de)一(yi)個重要挑戰。能(neng)(neng)源(yuan)互聯網(wang)的(de)(de)目標是實現能(neng)(neng)源(yuan)和環境的(de)(de)可(ke)持續(xu)發展,能(neng)(neng)源(yuan)效率和電力風險是面臨的(de)(de)關鍵(jian)問(wen)題。
5G技術的(de)引入,使無處不在的(de)網絡(luo)為能(neng)(neng)源行業(ye)帶來各種(zhong)新(xin)(xin)變革。由(you)于智能(neng)(neng)設備(bei)可能(neng)(neng)實現遠程監控、跟蹤、自動修復以及新(xin)(xin)的(de)交互(hu)模式等新(xin)(xin)服務功能(neng)(neng),5G網絡(luo)將大(da)大(da)提升能(neng)(neng)源互(hu)聯(lian)網的(de)價(jia)值。
同時,5G為數據和內容的(de)(de)傳送、管(guan)理(li)、響應提供了大量機會。可再生能源、分布式電源、儲能、電動車、電網以及(ji)各種(zhong)能源流(liu)動管(guan)路等(deng)能源硬(ying)件,能量管(guan)理(li)系統、監控系統、交通運維系統等(deng)能源軟件,都(dou)將提高(gao)網絡連接性能,大幅增強運營支持能力,加(jia)速實現(xian)5G和能源互聯(lian)網的(de)(de)真正融(rong)合。
5G技(ji)術與能(neng)(neng)源(yuan)行業(ye)的(de)融(rong)合將促進能(neng)(neng)源(yuan)業(ye)務應(ying)用創新(xin)(xin)、能(neng)(neng)源(yuan)終端產品創新(xin)(xin),并帶動(dong)能(neng)(neng)源(yuan)互聯網相關消費,有效促進可再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)、電(dian)動(dong)汽車(che)、電(dian)網通信、智能(neng)(neng)電(dian)網等(deng)垂直領域應(ying)用的(de)發展。
作為(wei)能(neng)源行(xing)(xing)業智能(neng)化升級的關鍵基(ji)礎設(she)施,5G技術將滲透到能(neng)源行(xing)(xing)業生(sheng)產(chan)、消(xiao)費(fei)、銷(xiao)售、服務等各個環節,推動研發(fa)、設(she)計、營(ying)銷(xiao)、服務等進一步數(shu)字化、智能(neng)化、協同化,實現能(neng)源領域全(quan)生(sheng)命周(zhou)期、線上線下、消(xiao)費(fei)、生(sheng)產(chan)全(quan)價值(zhi)鏈的智能(neng)化管理。