能源互聯(lián)網(wǎng)遇上5G的技術(shù)和商業(yè)前景分析

　　當(dāng)前，放眼四海，無(wú)論是德國(guó)的工業(yè)4.0，還是中國(guó)制造2025，應(yīng)對(duì)新一輪全球競(jìng)爭(zhēng)所采取的國(guó)家戰(zhàn)略都需要借助網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)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(dòng)通信技術(shù)正與AI、大數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，開啟一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的全新時(shí)代。如果說能源是工業(yè)化的血液，則能源網(wǎng)絡(luò)就是工業(yè)化的神經(jīng)。5G網(wǎng)絡(luò)不僅給我們帶來更好的帶寬體驗(yàn)，而且還背負(fù)著一個(gè)更重要的使命——能使垂直行業(yè)以超高帶寬、超低時(shí)延以及超大規(guī)模連接改變垂直行業(yè)核心業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)方式和作業(yè)模式，全面提升傳統(tǒng)垂直行業(yè)的運(yùn)營(yíng)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(duì)通信網(wǎng)絡(luò)提出了新的挑戰(zhàn)。能源互聯(lián)網(wǎng)將構(gòu)建一個(gè)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(jì)三元驅(qū)動(dòng)的能源供用生態(tài)系統(tǒng)。其改革和發(fā)展，對(duì)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(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)全面感知和全程在線，要求大幅提升信息通信對(duì)電網(wǎng)業(yè)務(wù)的支撐能力,以實(shí)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(gè)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(jí)網(wǎng)絡(luò)。

　　在此背景下，能源互聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡(luò)的深度結(jié)合必將推動(dòng)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(jì)發(fā)展提供可靠的用能保障，為智能化工業(yè)革命提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　1目前網(wǎng)絡(luò)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(luò)：毫秒級(jí)超低時(shí)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(luò)輕載情況下40ms的理想時(shí)延無(wú)法滿足電網(wǎng)控制類業(yè)務(wù)毫秒級(jí)時(shí)延的要求；4G所有業(yè)務(wù)都運(yùn)行在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)之間相互影響，無(wú)法滿足電網(wǎng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)隔離的要求；4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)所有業(yè)務(wù)提供相同的功能無(wú)法適應(yīng)電網(wǎng)多樣化業(yè)務(wù)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(dòng)的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)。開放、對(duì)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(luò)高速的數(shù)據(jù)傳輸速率和低時(shí)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(tái)是數(shù)據(jù)匯聚點(diǎn)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，對(duì)數(shù)據(jù)處理結(jié)果有針對(duì)性地輸出和應(yīng)用;能源互聯(lián)網(wǎng)的高級(jí)應(yīng)用是對(duì)網(wǎng)上的各個(gè)單元提供服務(wù)和應(yīng)用平臺(tái)，需要5G網(wǎng)絡(luò)提供相應(yīng)的用戶體驗(yàn)質(zhì)量保障和安全保障。

　　能源互聯(lián)網(wǎng)要適應(yīng)全球信息通信的大幅擴(kuò)張，要求信息通信的安全性、實(shí)時(shí)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(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)能源進(jìn)行合理調(diào)配，促進(jìn)未來新應(yīng)用和服務(wù)的產(chǎn)生。分布式能源接入、電動(dòng)汽車服務(wù)、用電信息采集、配電自動(dòng)化、用戶雙向互動(dòng)等業(yè)務(wù)快速發(fā)展；各類電網(wǎng)設(shè)備、電力終端、用電客戶通信爆發(fā)式增長(zhǎng)；服務(wù)于無(wú)處不在的采集、傳輸傳感器組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使能源互聯(lián)網(wǎng)需要實(shí)時(shí)、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(wù)和交易平臺(tái)更需要優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。相比4G網(wǎng)絡(luò)，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(wú)線通信技術(shù)，設(shè)計(jì)之初就考慮了物—物（機(jī)器通信）、人—物通信的需求場(chǎng)景。超低時(shí)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(wù)的安全高效運(yùn)行。

　　2）5G網(wǎng)絡(luò)的切片技術(shù)可達(dá)到與“專網(wǎng)”同等級(jí)的安全性和可隔離性，能對(duì)各個(gè)用戶單元提供個(gè)性化服務(wù)，相比企業(yè)自建光纖專網(wǎng)，成本大幅降低；

　　3）5G邊緣計(jì)算技術(shù)通過網(wǎng)關(guān)分布式下沉部署實(shí)現(xiàn)本地流量處理和邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)帶寬節(jié)省和時(shí)延縮短，進(jìn)一步滿足電網(wǎng)工控類業(yè)務(wù)的超低時(shí)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(dòng)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(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智慧城市等領(lǐng)域，開創(chuàng)通信運(yùn)營(yíng)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(luò)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(yùn)營(yíng)商提供5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)空間，實(shí)現(xiàn)各方互利共贏。

　　運(yùn)營(yíng)企業(yè)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商應(yīng)深入了解垂直行業(yè)，針對(duì)其技術(shù)指標(biāo)要求，進(jìn)一步量化和完善5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)指標(biāo)和架構(gòu)設(shè)計(jì)，并提前探討商業(yè)合作模式，預(yù)測(cè)分析未來生態(tài)環(huán)境等，為垂直行業(yè)提供多場(chǎng)景差異化的完整解決方案，并對(duì)解決方案進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)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(luò)復(fù)雜化

　　多網(wǎng)共存業(yè)務(wù)連接復(fù)雜度按指數(shù)級(jí)提高，5G不是一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)，需要和已有的2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)共存，業(yè)務(wù)本身很復(fù)雜。此外，資源調(diào)度、資源管理包括網(wǎng)絡(luò)管理等，使5G階段網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度也將呈指數(shù)級(jí)增加。

　　2)業(yè)務(wù)結(jié)合滯后化

　　實(shí)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(yīng)用。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)部署的經(jīng)驗(yàn)一定是網(wǎng)絡(luò)先行，業(yè)務(wù)隨機(jī)開展。5G網(wǎng)絡(luò)的推進(jìn)依賴于業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)，而業(yè)務(wù)的開展又受到多方面因素的影響，致使5G與業(yè)務(wù)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(gè)重要挑戰(zhàn)。能源互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，能源效率和電力風(fēng)險(xiǎn)是面臨的關(guān)鍵問題。

　　5G技術(shù)的引入，使無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)為能源行業(yè)帶來各種新變革。由于智能設(shè)備可能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、跟蹤、自動(dòng)修復(fù)以及新的交互模式等新服務(wù)功能，5G網(wǎng)絡(luò)將大大提升能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值。同時(shí)，5G為數(shù)據(jù)和內(nèi)容的傳送、管理、響應(yīng)提供了大量機(jī)會(huì)。可再生能源、分布式電源、儲(chǔ)能、電動(dòng)車、電網(wǎng)以及各種能源流動(dòng)管路等能源硬件，能量管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、交通運(yùn)維系統(tǒng)等能源軟件，都將提高網(wǎng)絡(luò)連接性能，大幅增強(qiáng)運(yùn)營(yíng)支持能力，加速實(shí)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(jìn)能源業(yè)務(wù)應(yīng)用創(chuàng)新、能源終端產(chǎn)品創(chuàng)新，并帶動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)消費(fèi)，有效促進(jìn)可再生能源、電動(dòng)汽車、電網(wǎng)通信、智能電網(wǎng)等垂直領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展。作為能源行業(yè)智能化升級(jí)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，5G技術(shù)將滲透到能源行業(yè)生產(chǎn)、消費(fèi)、銷售、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，推動(dòng)研發(fā)、設(shè)計(jì)、營(yíng)銷、服務(wù)等進(jìn)一步數(shù)字化、智能化、協(xié)同化，實(shí)現(xiàn)能源領(lǐng)域全生命周期、線上線下、消費(fèi)、生產(chǎn)全價(jià)值鏈的智能化管理。（文/張蓓 上海新能源科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心，上海節(jié)能）