當前,放眼四海,無論是德國的工業(yè)4.0,還是中國制造2025,應對新一輪全球競爭所采取的國家戰(zhàn)略都需要借助網(wǎng)絡來實現(xiàn)。當前,以AI為代表的智能化技術(shù)正在掀起第四次工業(yè)革命浪潮。以5G為代表的移動通信技術(shù)正與AI、大數(shù)據(jù)緊密結(jié)合,開啟一個萬物互聯(lián)的全新時代。
如果說能源是工業(yè)化的血液,則能源網(wǎng)絡就是工業(yè)化的神經(jīng)。5G網(wǎng)絡不僅給我們帶來更好的帶寬體驗,而且還背負著一個更重要的使命——能使垂直行業(yè)以超高帶寬、超低時延以及超大規(guī)模連接改變垂直行業(yè)核心業(yè)務的運營方式和作業(yè)模式,全面提升傳統(tǒng)垂直行業(yè)的運營效率和決策智能化水平。
作為典型垂直行業(yè)的代表,能源電力對通信網(wǎng)絡提出了新的挑戰(zhàn)。能源互聯(lián)網(wǎng)將構(gòu)建一個以電力系統(tǒng)為核心和紐帶、多類型能源綜合利用、能量—信息—經(jīng)濟三元驅(qū)動的能源供用生態(tài)系統(tǒng)。其改革和發(fā)展,對信息通信的泛在性、開放性、可靠性、智能性、可信性提出了新要求。
新的互聯(lián)網(wǎng)要求高速、多樣、實時實現(xiàn)全面感知和全程在線,要求大幅提升信息通信對電網(wǎng)業(yè)務的支撐能力,以實現(xiàn)能源系統(tǒng)的智能自治、平等開放、綠色低碳、安全高效和可持續(xù)發(fā)展。
相比智能電網(wǎng),能源互聯(lián)網(wǎng)更關(guān)注新能源的占比和影響。在能源層面,能源互聯(lián)網(wǎng)試圖把各種能源組合成一個包含智能通信、智能電網(wǎng)、智能交通等眾多智能與綠色概念的超級網(wǎng)絡。
在此背景下,能源互聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡的深度結(jié)合必將推動能源行業(yè)安全、清潔、協(xié)調(diào)和智能發(fā)展,提升能源行業(yè)信息化、智能化水平,真正為經(jīng)濟發(fā)展提供可靠的用能保障,為智能化工業(yè)革命提供堅實的基礎(chǔ)。
1、目前網(wǎng)絡不能匹配能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
能源互聯(lián)網(wǎng)的多樣性需要功能靈活且可編排的網(wǎng)絡:毫秒級超低時延(一般小于20ms)需要極致載荷能力;高可靠性要求需要隔離功能;大幅提升的用電終端需要超大規(guī)模連接。
目前,4G網(wǎng)絡輕載情況下40ms的理想時延無法滿足電網(wǎng)控制類業(yè)務毫秒級時延的要求;4G所有業(yè)務都運行在同一個網(wǎng)絡中,業(yè)務之間相互影響,無法滿足電網(wǎng)關(guān)鍵業(yè)務隔離的要求;4G網(wǎng)絡對所有業(yè)務提供相同的功能無法適應電網(wǎng)多樣化業(yè)務需求。
2、能源互聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)的正向耦合
能源互聯(lián)網(wǎng)是能源和信息雙向流動的對等網(wǎng)絡。開放、對等、互聯(lián)和分享是能源互聯(lián)網(wǎng)的基本特征。能源互聯(lián)網(wǎng)信息采集和數(shù)據(jù)傳輸需要5G網(wǎng)絡高速的數(shù)據(jù)傳輸速率和低時延,以保證電網(wǎng)信息流的雙向傳輸;多元化的數(shù)據(jù)融合與信息展示平臺是數(shù)據(jù)匯聚點和能源互聯(lián)網(wǎng)信息加工后的展示,需要大數(shù)據(jù)技術(shù)對數(shù)據(jù)進行挖掘和分析,對數(shù)據(jù)處理結(jié)果有針對性地輸出和應用;能源互聯(lián)網(wǎng)的高級應用是對網(wǎng)上的各個單元提供服務和應用平臺,需要5G網(wǎng)絡提供相應的用戶體驗質(zhì)量保障和安全保障。
能源互聯(lián)網(wǎng)要適應全球信息通信的大幅擴張,要求信息通信的安全性、實時性以及可靠性必須有更大的創(chuàng)新和突破。
3、5G技術(shù)賦能能源互聯(lián)網(wǎng)
能源互聯(lián)網(wǎng)中,通信技術(shù)充當中樞神經(jīng)系統(tǒng),對能源進行合理調(diào)配,促進未來新應用和服務的產(chǎn)生。分布式能源接入、電動汽車服務、用電信息采集、配電自動化、用戶雙向互動等業(yè)務快速發(fā)展;各類電網(wǎng)設備、電力終端、用電客戶通信爆發(fā)式增長;服務于無處不在的采集、傳輸傳感器組成的無線網(wǎng)絡使能源互聯(lián)網(wǎng)需要實時、穩(wěn)定、可靠、高效的新興通信技術(shù)及系統(tǒng)支撐,新的電力服務和交易平臺更需要優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡。相比4G網(wǎng)絡,5G能力更加突出,有助于能源互聯(lián)網(wǎng)瓶頸的突破。
1)5G是全新一代的無線通信技術(shù),設計之初就考慮了物—物(機器通信)、人—物通信的需求場景。超低時延(1ms)、海量接入(1M連接/km2)的特性可保證電網(wǎng)信息流的雙向高速傳輸,保證大規(guī)模用戶、大量業(yè)務的安全高效運行。
2)5G網(wǎng)絡的切片技術(shù)可達到與“專網(wǎng)”同等級的安全性和可隔離性,能對各個用戶單元提供個性化服務,相比企業(yè)自建光纖專網(wǎng),成本大幅降低;
3)5G邊緣計算技術(shù)通過網(wǎng)關(guān)分布式下沉部署實現(xiàn)本地流量處理和邏輯運算,實現(xiàn)帶寬節(jié)省和時延縮短,進一步滿足電網(wǎng)工控類業(yè)務的超低時延需求。
4、5G+能源互聯(lián)網(wǎng)增加新的商業(yè)模式
能源互聯(lián)網(wǎng)在5G技術(shù)的助力下,依托智能電網(wǎng)、分布式能源、自動售配電等諸多新商業(yè)模式大有可為。能源互聯(lián)網(wǎng)輻射到自動駕駛、遠程醫(yī)療、智慧城市等領(lǐng)域,開創(chuàng)通信運營商與垂直行業(yè)合作多贏,共創(chuàng)智能數(shù)字化的局面。一方面,5G網(wǎng)絡技術(shù)將助力垂直行業(yè)突破其發(fā)展瓶頸,另一方面,垂直行業(yè)也為通信運營商提供5G網(wǎng)絡應用場景和市場空間,實現(xiàn)各方互利共贏。
運營企業(yè)和網(wǎng)絡設備商應深入了解垂直行業(yè),針對其技術(shù)指標要求,進一步量化和完善5G網(wǎng)絡的技術(shù)指標和架構(gòu)設計,并提前探討商業(yè)合作模式,預測分析未來生態(tài)環(huán)境等,為垂直行業(yè)提供多場景差異化的完整解決方案,并對解決方案進行技術(shù)驗證和示范。
5、能源互聯(lián)網(wǎng)下5G技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)
1)網(wǎng)絡復雜化
多網(wǎng)共存業(yè)務連接復雜度按指數(shù)級提高,5G不是一個單獨的網(wǎng)絡,需要和已有的2G、3G、4G網(wǎng)絡共存,業(yè)務本身很復雜。此外,資源調(diào)度、資源管理包括網(wǎng)絡管理等,使5G階段網(wǎng)絡的復雜度也將呈指數(shù)級增加。
2)業(yè)務結(jié)合滯后化
實際上,目前還沒有能源互聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)結(jié)合的真正應用。移動網(wǎng)絡部署的經(jīng)驗一定是網(wǎng)絡先行,業(yè)務隨機開展。5G網(wǎng)絡的推進依賴于業(yè)務的驅(qū)動,而業(yè)務的開展又受到多方面因素的影響,致使5G與業(yè)務結(jié)合存在滯后化。
3)能源互聯(lián)網(wǎng)安全問題
能源互聯(lián)網(wǎng)安全問題也是5G面臨的一個重要挑戰(zhàn)。能源互聯(lián)網(wǎng)的目標是實現(xiàn)能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,能源效率和電力風險是面臨的關(guān)鍵問題。
5G技術(shù)的引入,使無處不在的網(wǎng)絡為能源行業(yè)帶來各種新變革。由于智能設備可能實現(xiàn)遠程監(jiān)控、跟蹤、自動修復以及新的交互模式等新服務功能,5G網(wǎng)絡將大大提升能源互聯(lián)網(wǎng)的價值。
同時,5G為數(shù)據(jù)和內(nèi)容的傳送、管理、響應提供了大量機會??稍偕茉础⒎植际诫娫?、儲能、電動車、電網(wǎng)以及各種能源流動管路等能源硬件,能量管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、交通運維系統(tǒng)等能源軟件,都將提高網(wǎng)絡連接性能,大幅增強運營支持能力,加速實現(xiàn)5G和能源互聯(lián)網(wǎng)的真正融合。
5G技術(shù)與能源行業(yè)的融合將促進能源業(yè)務應用創(chuàng)新、能源終端產(chǎn)品創(chuàng)新,并帶動能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)消費,有效促進可再生能源、電動汽車、電網(wǎng)通信、智能電網(wǎng)等垂直領(lǐng)域應用的發(fā)展。
作為能源行業(yè)智能化升級的關(guān)鍵基礎(chǔ)設施,5G技術(shù)將滲透到能源行業(yè)生產(chǎn)、消費、銷售、服務等各個環(huán)節(jié),推動研發(fā)、設計、營銷、服務等進一步數(shù)字化、智能化、協(xié)同化,實現(xiàn)能源領(lǐng)域全生命周期、線上線下、消費、生產(chǎn)全價值鏈的智能化管理。
如果說能源是工業(yè)化的血液,則能源網(wǎng)絡就是工業(yè)化的神經(jīng)。5G網(wǎng)絡不僅給我們帶來更好的帶寬體驗,而且還背負著一個更重要的使命——能使垂直行業(yè)以超高帶寬、超低時延以及超大規(guī)模連接改變垂直行業(yè)核心業(yè)務的運營方式和作業(yè)模式,全面提升傳統(tǒng)垂直行業(yè)的運營效率和決策智能化水平。
作為典型垂直行業(yè)的代表,能源電力對通信網(wǎng)絡提出了新的挑戰(zhàn)。能源互聯(lián)網(wǎng)將構(gòu)建一個以電力系統(tǒng)為核心和紐帶、多類型能源綜合利用、能量—信息—經(jīng)濟三元驅(qū)動的能源供用生態(tài)系統(tǒng)。其改革和發(fā)展,對信息通信的泛在性、開放性、可靠性、智能性、可信性提出了新要求。
新的互聯(lián)網(wǎng)要求高速、多樣、實時實現(xiàn)全面感知和全程在線,要求大幅提升信息通信對電網(wǎng)業(yè)務的支撐能力,以實現(xiàn)能源系統(tǒng)的智能自治、平等開放、綠色低碳、安全高效和可持續(xù)發(fā)展。
相比智能電網(wǎng),能源互聯(lián)網(wǎng)更關(guān)注新能源的占比和影響。在能源層面,能源互聯(lián)網(wǎng)試圖把各種能源組合成一個包含智能通信、智能電網(wǎng)、智能交通等眾多智能與綠色概念的超級網(wǎng)絡。
在此背景下,能源互聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡的深度結(jié)合必將推動能源行業(yè)安全、清潔、協(xié)調(diào)和智能發(fā)展,提升能源行業(yè)信息化、智能化水平,真正為經(jīng)濟發(fā)展提供可靠的用能保障,為智能化工業(yè)革命提供堅實的基礎(chǔ)。
1、目前網(wǎng)絡不能匹配能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
能源互聯(lián)網(wǎng)的多樣性需要功能靈活且可編排的網(wǎng)絡:毫秒級超低時延(一般小于20ms)需要極致載荷能力;高可靠性要求需要隔離功能;大幅提升的用電終端需要超大規(guī)模連接。
目前,4G網(wǎng)絡輕載情況下40ms的理想時延無法滿足電網(wǎng)控制類業(yè)務毫秒級時延的要求;4G所有業(yè)務都運行在同一個網(wǎng)絡中,業(yè)務之間相互影響,無法滿足電網(wǎng)關(guān)鍵業(yè)務隔離的要求;4G網(wǎng)絡對所有業(yè)務提供相同的功能無法適應電網(wǎng)多樣化業(yè)務需求。
2、能源互聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)的正向耦合
能源互聯(lián)網(wǎng)是能源和信息雙向流動的對等網(wǎng)絡。開放、對等、互聯(lián)和分享是能源互聯(lián)網(wǎng)的基本特征。能源互聯(lián)網(wǎng)信息采集和數(shù)據(jù)傳輸需要5G網(wǎng)絡高速的數(shù)據(jù)傳輸速率和低時延,以保證電網(wǎng)信息流的雙向傳輸;多元化的數(shù)據(jù)融合與信息展示平臺是數(shù)據(jù)匯聚點和能源互聯(lián)網(wǎng)信息加工后的展示,需要大數(shù)據(jù)技術(shù)對數(shù)據(jù)進行挖掘和分析,對數(shù)據(jù)處理結(jié)果有針對性地輸出和應用;能源互聯(lián)網(wǎng)的高級應用是對網(wǎng)上的各個單元提供服務和應用平臺,需要5G網(wǎng)絡提供相應的用戶體驗質(zhì)量保障和安全保障。
能源互聯(lián)網(wǎng)要適應全球信息通信的大幅擴張,要求信息通信的安全性、實時性以及可靠性必須有更大的創(chuàng)新和突破。
3、5G技術(shù)賦能能源互聯(lián)網(wǎng)
能源互聯(lián)網(wǎng)中,通信技術(shù)充當中樞神經(jīng)系統(tǒng),對能源進行合理調(diào)配,促進未來新應用和服務的產(chǎn)生。分布式能源接入、電動汽車服務、用電信息采集、配電自動化、用戶雙向互動等業(yè)務快速發(fā)展;各類電網(wǎng)設備、電力終端、用電客戶通信爆發(fā)式增長;服務于無處不在的采集、傳輸傳感器組成的無線網(wǎng)絡使能源互聯(lián)網(wǎng)需要實時、穩(wěn)定、可靠、高效的新興通信技術(shù)及系統(tǒng)支撐,新的電力服務和交易平臺更需要優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡。相比4G網(wǎng)絡,5G能力更加突出,有助于能源互聯(lián)網(wǎng)瓶頸的突破。
1)5G是全新一代的無線通信技術(shù),設計之初就考慮了物—物(機器通信)、人—物通信的需求場景。超低時延(1ms)、海量接入(1M連接/km2)的特性可保證電網(wǎng)信息流的雙向高速傳輸,保證大規(guī)模用戶、大量業(yè)務的安全高效運行。
2)5G網(wǎng)絡的切片技術(shù)可達到與“專網(wǎng)”同等級的安全性和可隔離性,能對各個用戶單元提供個性化服務,相比企業(yè)自建光纖專網(wǎng),成本大幅降低;
3)5G邊緣計算技術(shù)通過網(wǎng)關(guān)分布式下沉部署實現(xiàn)本地流量處理和邏輯運算,實現(xiàn)帶寬節(jié)省和時延縮短,進一步滿足電網(wǎng)工控類業(yè)務的超低時延需求。
4、5G+能源互聯(lián)網(wǎng)增加新的商業(yè)模式
能源互聯(lián)網(wǎng)在5G技術(shù)的助力下,依托智能電網(wǎng)、分布式能源、自動售配電等諸多新商業(yè)模式大有可為。能源互聯(lián)網(wǎng)輻射到自動駕駛、遠程醫(yī)療、智慧城市等領(lǐng)域,開創(chuàng)通信運營商與垂直行業(yè)合作多贏,共創(chuàng)智能數(shù)字化的局面。一方面,5G網(wǎng)絡技術(shù)將助力垂直行業(yè)突破其發(fā)展瓶頸,另一方面,垂直行業(yè)也為通信運營商提供5G網(wǎng)絡應用場景和市場空間,實現(xiàn)各方互利共贏。
運營企業(yè)和網(wǎng)絡設備商應深入了解垂直行業(yè),針對其技術(shù)指標要求,進一步量化和完善5G網(wǎng)絡的技術(shù)指標和架構(gòu)設計,并提前探討商業(yè)合作模式,預測分析未來生態(tài)環(huán)境等,為垂直行業(yè)提供多場景差異化的完整解決方案,并對解決方案進行技術(shù)驗證和示范。
5、能源互聯(lián)網(wǎng)下5G技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)
1)網(wǎng)絡復雜化
多網(wǎng)共存業(yè)務連接復雜度按指數(shù)級提高,5G不是一個單獨的網(wǎng)絡,需要和已有的2G、3G、4G網(wǎng)絡共存,業(yè)務本身很復雜。此外,資源調(diào)度、資源管理包括網(wǎng)絡管理等,使5G階段網(wǎng)絡的復雜度也將呈指數(shù)級增加。
2)業(yè)務結(jié)合滯后化
實際上,目前還沒有能源互聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)結(jié)合的真正應用。移動網(wǎng)絡部署的經(jīng)驗一定是網(wǎng)絡先行,業(yè)務隨機開展。5G網(wǎng)絡的推進依賴于業(yè)務的驅(qū)動,而業(yè)務的開展又受到多方面因素的影響,致使5G與業(yè)務結(jié)合存在滯后化。
3)能源互聯(lián)網(wǎng)安全問題
能源互聯(lián)網(wǎng)安全問題也是5G面臨的一個重要挑戰(zhàn)。能源互聯(lián)網(wǎng)的目標是實現(xiàn)能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,能源效率和電力風險是面臨的關(guān)鍵問題。
5G技術(shù)的引入,使無處不在的網(wǎng)絡為能源行業(yè)帶來各種新變革。由于智能設備可能實現(xiàn)遠程監(jiān)控、跟蹤、自動修復以及新的交互模式等新服務功能,5G網(wǎng)絡將大大提升能源互聯(lián)網(wǎng)的價值。
同時,5G為數(shù)據(jù)和內(nèi)容的傳送、管理、響應提供了大量機會??稍偕茉础⒎植际诫娫?、儲能、電動車、電網(wǎng)以及各種能源流動管路等能源硬件,能量管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、交通運維系統(tǒng)等能源軟件,都將提高網(wǎng)絡連接性能,大幅增強運營支持能力,加速實現(xiàn)5G和能源互聯(lián)網(wǎng)的真正融合。
5G技術(shù)與能源行業(yè)的融合將促進能源業(yè)務應用創(chuàng)新、能源終端產(chǎn)品創(chuàng)新,并帶動能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)消費,有效促進可再生能源、電動汽車、電網(wǎng)通信、智能電網(wǎng)等垂直領(lǐng)域應用的發(fā)展。
作為能源行業(yè)智能化升級的關(guān)鍵基礎(chǔ)設施,5G技術(shù)將滲透到能源行業(yè)生產(chǎn)、消費、銷售、服務等各個環(huán)節(jié),推動研發(fā)、設計、營銷、服務等進一步數(shù)字化、智能化、協(xié)同化,實現(xiàn)能源領(lǐng)域全生命周期、線上線下、消費、生產(chǎn)全價值鏈的智能化管理。