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5G在智能电网中的应用_

已绑定手机
发表于 2020-4-18 10:54:49 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
经两年多探索,南方电网、中国移动和华为三方在 5G+ 智能电网领域的联合创新已进入深水区。电网“发输变配用”全业务类型丰富,可实现 5G 三大类场景全覆盖,5G 网络切片好比一张“虚拟无线专网”,可提供高强度安全隔离和定制化资源保障。相比于以往移动通信技术,5G 有望解决电网末端海量终端接入的通信“卡脖子”问题,能更好地满足电网业务的安全性、可靠性和灵活性需求。期待 2020 年电力定制化 5G 通信终端及模组的问世,我们将继续金诚合作并在南方五省规模试点。

案例综述
南方电网、中国移动和华为从 2018 年开始开展 5G+ 智能电网战略合作,从技术到业务等方面取得重大突破,5G 为智能电网带来安全隔离、高可靠的虚拟专网。从顶层设计、国际标准、关键技术、现网试点、终端模组到业务运营方面,
实现 6 项全球第一:
2018年上海 MWC 发布《5G+ 智能电网白皮书》
3GPP提交 5G+ 电网相关提案数量全球第一
深圳现网试点 5G+ 差动保护
深圳现网试点 5G+PMU
深圳现网试点端到端切片,首款电力 CPE 设计
持续向商用孵化产品和商业模式,计划 2020-2021 在中国南方五省试商用。
QQ截图20200418104747.png
行业挑战
智能电网将向海量连接、安全高效、末梢延伸发展,面临如下挑战:
配网急需提升供电可靠性,实现配网故障精准定位:传统配网采用过流保护,停电影响范围大,无法精准排查。
光纤在配网铺设难度大:目前主网已经实现光纤覆盖,但是电网末梢神经的配网,目前属于“盲调”状态,因为数量大,光纤很难全覆盖,成本高时间长维护难(15 万 /km)。
智能分布式配网差动保护、配电网同步相量测量 PMU,对 5G 通信要求非常高:时延平均 15ms 以内,授时小于1μs,可靠性 99.99%。

解决方案
利用 5G 技术,为电网提供了一张灵活调度的虚拟专网,提供安全隔离的切片,以及高精度授时和低时延的网络能力,为电力行业提供了新的无线接入方式,同时为运营商开启了 2B 业务探索。
首先从顶层设计开始,2018 年在上海发布了全球第一个 5G+ 智能电网白皮书,并向 3GPP 提交 5G+ 电网相关提案,其中 15 篇被采纳,顶层设计包括了面向行业特点的端到端切片方案,以及授时、时延方案。
在技术创新方面,实现了国内首个切片端到端网络与运营管理的打通,制定了授时标准提案等,并在深圳外场试点:

1.切片网络端到端创新
从核心网(UPF 隔离、虚机隔离)、传输(Flex 硬切片、VPN)、无线(QCI 与 ARP)端到端网络打通,实现物理 + 逻辑隔离,并创新切片运营平台 CSMF/ 切片管理平台 NSMF/ 电网切片管理平台。在深圳已经实现流程打通,
实现了现网切片可运营:
电力管理平台:电力的切片管理端,购买切片,以及针对已经购买的切片查看业务运行状态。
切片运营平台(CSMF):运营商切片运营,为政企部 /市场部设计开发,设置切片模板,为大客户定制切片,并管理切片商品资源。
切片管理平台(NSMF):运营商切片管理,为网络部 /规划部设计开发,跨域的配置下发,状态管理,SLA 规划。
自研传输转发芯片,为电力业务提供专用转发通道,实现可确定的转发时延。

2 授时创新
电网要求在一个电流周期内,也就是 20 毫秒内对相邻节点的相同时刻的波形和相位进行比对。由此要求端到端通信时延小于 15 毫秒,空口授时精度达到 10 微秒。从组网到设备、终端开展针对性研发,经过外场实测,平均时延 10 毫秒,从 R16 标准提案,从基站提取时钟源到终端,当前版本空口授时精度达到 300 纳秒。

3 时延解决方案
针对时延进行优化,传输部分采用华为自研芯片 NP转发时延低于行业值。核心网采用MEC下沉降低时延,并面向确定性时延优化核心网处理能力,无线增强了5G RAN可靠性功能。

4 电力CPE终端
针对电力授时需求设计带授时功能的 CPE。

5 现网测试
面向商用,在深圳开展了 5G 小规模网络部署。
2019 年 5 月完成深圳外场测试差动保护与 PMU 测试。

2019 年 6 月上海 MWC 期间 SA 切片端到端打通:
在公众切片出现大量误码丢包的情况下,电力切片仍然保持上述性能表现。充分验证 5G 商用组网能力能够满足智能电网的需求。
2019 年 9 月面向业务运营,实现了全球首个 5G SA切片端到端流程,全力打造虚拟专用网产品,网络切片从技术实现走向业务实现,实现切片可管、可控、可运营。


经验总结与后续计划
电力行业安全要求高,需要进一步得到国家安全标准的认同,也需要下游产业链的电力终端厂家匹配最新的建设标准。为此,南网已经开展规模试点的计划,即将在南网各省规模试点,制定行业网络、终端、应用的标准。
截至目前,已梳理 52 个电网应用场景,遍历电网“发 - 输 - 变 - 配 - 用”生产流程,并在深圳开展了配电自动化、输变电视频巡检、计量集抄等 5G 应用试点,计划在 2020 年在中国南方五省(广东、广西、海南、云南、贵州)开展现
网试点,特别是未来将打造广州南沙示范区。
预计未来用户规模可达千万级以上,社会效益、经济效益可达 50 亿元以上。



已绑定手机
发表于 2020-4-18 17:49:29 | 显示全部楼层 来自 广东省东莞市

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5G垂直应用是促进5G发展的重要环节
发表于 2021-4-19 08:52:47 | 显示全部楼层 来自 台湾省
謝謝樓主的分享
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