2021年中国5G垂直行业应用案例介绍

坑坑是吃货

5G智能电网在南方电网的应用
5G智能电网作为中国移动集团的龙头项目，在技术和商业探索上都取得了重大成果，是5G赋能行业经典案例。5G网络大带宽、低时延、高可靠性、安全切片的特点，完美契合电网业务需求。2020年三方完成了授时终端、切片运营的技术攻关，同时广东移动在向从卖卡向卖切片服务转型上迈出了重要的一步。南方电网的广域切片专网服务模式，是广东移动开拓政企市场实现新业务增长的重要里程碑，更为各行各业提供了5G应用的模范示范。

案例综述：
南方电网成立于2002年12月29日，供电范围包括广东、广西、云南、贵州、海南五省区，并与越南、泰国、缅甸、老挝等国家、地区电网相联。供电面积超100万平方公里，供电人口达2.54亿，占全国人口的18.2%。南方电网、中国移动、华为强强联合，从2018年开始开展了5G+智能电网应用创新，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、高可靠的虚拟专网并实现8项全球第一。
从顶层设计、国际标准、关键技术、现网试点到业务运营，全面打造5G行业应用标杆。提升电网自动化与巡检的效率，节省建设成本，同时为运营商增加行业收入，建立良好的行业生态，并持续孵化商用产品和商业模式。三方在“发-输-变-配-用”五大电力业务应用领域的53个场景持续探索应用，并在广深现网率先开通了全业务示范区，实现小规模试商用。计划2021在中国南方五省规模复制商用。

行业挑战
电力系统的流程并不复杂，从电厂发电，经过主电网大容量高电压输送到用电中心，然后分配到千家万户。未来的智能电网将向海量连接、安全高效、末梢延伸发展，主要应用业务场景为：
输电领域
输电网覆盖面积大，既有城市的地下电缆，又有高压线路，输电领域遇到的最大问题在于其广袤覆盖，监测故障非常困难，以前主要靠人力，工作效率非常低。比如南方电网全网有超过30万公里的线路，11万座以上的铁塔，多年来企业一直尝试如何用高新技术解决长线运维的问题，例如用红外线等方式实现无人机探测，采用通信手段将数据传送回来，无线高速传输可大幅度提高传输效率。5G技术可以实现数据及时高速回传，再通过边缘云AI进行判断，能够大幅度提高问题判断的准确性，大幅度提高运维效率。
变电领域
人们比较常见的变电站需要其具备在线监测和移动巡检功能，5G能够提高其工作效率和实现设备运维状态的准确判断。
配电领域
面向智能电网发展需要实现海量连接、安全高效、向末梢延伸，配网环节面临的挑战最突出。配电网相当于通信网络中的接入和汇聚层，由于成本高企业自己很难实现全域的光纤覆盖。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，光纤全覆盖成本高、时间长、维护难（15万/km）。南方电网共有30万个电房，这些电房感知能力和控制水平主要受制于通信手段，特别是在控制方面，难以实现实时控制。南方电网在这方面做了大量工作，例如PMU和差动保护等，这些技术对通信要求高，采用5G技术（（10毫秒时延和1us精准授时等）就可以极小地控制故障范围，并且快速恢复对用户的供电，大大提高了用户的供电可靠性，降低建网成本。
在用电方面，南方电网有超过9000万用户，需要进行抄表工作。今后的发展需要分布式能源接入具有互动能力，这是4G满足不了的，而5G就可以实现，为用户创造价值打开了一扇门。

解决方案和价值
1.项目价值与影响
5G+AI为电网提供了安全灵活的智能虚拟专网服务，极大的助力了南方电网的数字化转型战略。在配电场景，通过5G高精度授时和低时延，实现配网差动保护，降低建网成本50%；在输变电场景，通过5G+AI实现智能巡检，工作效率提升80倍。通过端到端切片技术和芯片加密技术，保障了电网业务的安全隔离。
目前已经在广州深圳小规模商用，并将在2021年广泛推广至南网五省，规模千万级以上，社会效益、经济效益50亿元以上。未来，将进一步将5G推广至用电等其他综合环节，应用到千万乃至亿级电力终端，有效降低停电时长，全面提升供电效率，降低人民用电成本，避免社会经济损失、节省电网运营成本。
2.商业价值
电网是一张无处不在的网络，需要运营商为其提供一张广域虚拟专网。本项目定义了运营商广域切片服务的标准，目前南方电网、移动和华为已经完成南方五省的切片顶层架构设计，并根据不同的服务等级设计出专有切片和通用切片计费模式。未来将向其他行业复制。
3.创新点
定义应用标准：发布《5G+智能电网白皮书》、《5G+智能电网需求白皮书》；
定义顶层架构：发布《5G+智能电网顶层架构》，实现从技术到业务的跨越，在现网实现电力切片商用。在网络层面，根据电网业务的安全分区，实现切片模型标准化；在运营层面，广东移动在NSMF+,CSMF+实现电网产品上架，南方电网在电力切片管理平台实现自运维；
定义行业技术标准：3GPP提交5G+电网相关提案20余篇，确定授时和切片技术标准；电网要求空口授时精度达到1us。三方从组网到设备、终端针对性研发，经过外场实测，平均时延10毫秒，从基站提取时钟源到终端，现网实现空口授时精度达到300纳秒；
定义安全标准：构建5G智能电网立体化安全防护体系，切片+MEC+终端安全芯片+态势感知，发布《5G网络安全白皮书》;
定义商业模式：首创广域切片专网商业模式框架;
首创电力CPE终端：针对电力授时需求，首创业界5G授时功能CPE，并在广深小规模应用;

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2023-5-19 11:14 上传 202102 【GSMA】中国5G垂直行业应用案例2021.pdf

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