電力行業(yè)該如何應(yīng)用5G

9月19日，能源產(chǎn)業(yè)獻(xiàn)禮“新中國(guó)70華誕”主題活動(dòng)——第三屆（2019）中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展年會(huì)暨首屆“能源文化節(jié)”在京舉行。

在年會(huì)同期舉辦的“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”圓桌論壇上，來(lái)自企業(yè)和行業(yè)智庫(kù)的專(zhuān)家學(xué)者就5G技術(shù)在城市能源轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用，以及5G能夠給能源行業(yè)帶來(lái)什么影響等主題展開(kāi)了討論。

以下為發(fā)言摘編

華為中國(guó)區(qū)5G創(chuàng)新部負(fù)責(zé)人楊奔：

5G能夠給能源行業(yè)帶來(lái)什么好處？

5G能夠給能源行業(yè)帶來(lái)什么作用或者好處？

5G是中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的一個(gè)底座，以前更多聚焦在通信行業(yè)，目前來(lái)看，5G能夠進(jìn)入千行百業(yè)，其是在3G、4G基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了通信技術(shù)的升級(jí)，不僅為個(gè)人通信領(lǐng)域，同時(shí)也為制造業(yè)、傳媒、交通、能源等各行業(yè)的數(shù)字化帶來(lái)了極大好處。通過(guò)基礎(chǔ)理論研究的突破，5G能夠?qū)崿F(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

根據(jù)中國(guó)信息通信研究院測(cè)算，預(yù)計(jì)5G技術(shù)在2020—2025年，將拉動(dòng)中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)15.2萬(wàn)億元。

5G第一階段的發(fā)展將帶來(lái)大帶寬、高清視頻的體驗(yàn)，包括無(wú)人機(jī)都會(huì)率先實(shí)現(xiàn)商用；第二階段則是在智能電網(wǎng)，包括智能制造、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字醫(yī)療等行業(yè)里進(jìn)行深化和應(yīng)用，同時(shí)需要5G切片技術(shù)提供專(zhuān)網(wǎng)需要；第三階段是基于萬(wàn)物互聯(lián)的持續(xù)深化應(yīng)用，相關(guān)方面的標(biāo)準(zhǔn)還正在制定當(dāng)中。產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為NB-IoT（基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)）和eMTC（增強(qiáng)型機(jī)器類(lèi)型通信）其實(shí)就是5G mMTC（海量機(jī)器類(lèi)通信，即大連接物聯(lián)網(wǎng)）的一部分，是5G探索垂直行業(yè)的第一步。

目前第一階段已經(jīng)非常成熟，去年年中也已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，今年在韓國(guó)、日本、美國(guó)、中國(guó)都會(huì)發(fā)布5G商用，有望給人們的日常生活帶來(lái)非常大的變化。3G、4G的時(shí)候大家想不到5G能做什么，從現(xiàn)在看未來(lái)更多是AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù))、VR(虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))，那么未來(lái)五年誰(shuí)需要5G？看行業(yè)需求或者痛點(diǎn)，工業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)需求會(huì)更為迫切。

在城市能源領(lǐng)域，工業(yè)領(lǐng)域用能占到百分之六七十，其次是交通。在工業(yè)制造領(lǐng)域，通過(guò)5G應(yīng)用，可以替代傳統(tǒng)的光線，實(shí)現(xiàn)工業(yè)柔性制造。同時(shí)，通過(guò)定位傳輸，可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。去年我們與南方電網(wǎng)開(kāi)展5G智能電網(wǎng)聯(lián)合創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了首批面向商用的5G智慧電網(wǎng)應(yīng)用，并發(fā)布了《5G電力應(yīng)用白皮書(shū)》。5G技術(shù)在無(wú)人機(jī)電網(wǎng)巡檢場(chǎng)景也是非常典型的應(yīng)用。此外，低壓用電信的信息采集方式，如抄表、計(jì)量等在未來(lái)都是非常好的應(yīng)用模式。

在交通領(lǐng)域，5G在自動(dòng)駕駛方面已有相關(guān)研究和探索，未來(lái)可通過(guò)全自動(dòng)駕駛方式，包括信息共享服務(wù)的方式，實(shí)現(xiàn)更多公共交通共享。

國(guó)網(wǎng)南瑞集團(tuán)通信公司副總經(jīng)理趙高峰：

通信能力提升將極大促進(jìn)電網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展

所謂泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，是在電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)充分應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬(wàn)物互聯(lián)，人機(jī)交互，打造一個(gè)以信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活為特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。

加快建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)主要是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，從全息感知、泛在連接、開(kāi)放共享、融合創(chuàng)新四個(gè)方面進(jìn)行提升，即將人與設(shè)備互聯(lián)、實(shí)現(xiàn)跨專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)共享、各環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)貫通，并通過(guò)對(duì)外開(kāi)放，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)數(shù)據(jù)創(chuàng)新。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)需要源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)各類(lèi)設(shè)備及人員實(shí)現(xiàn)全面感知、泛在接入、全程在線，這樣必然需要一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)的電力通信網(wǎng)作為支撐。這樣的支撐平臺(tái)必然是有線加無(wú)線，地面加衛(wèi)星，包括骨干加介入的通信網(wǎng)。5G技術(shù)有低時(shí)延、高可靠、海量連接的特征，與國(guó)網(wǎng)公司電網(wǎng)狀態(tài)全息感知、數(shù)據(jù)全面連接、業(yè)務(wù)全程在線、服務(wù)全新體驗(yàn)的“三型兩網(wǎng)”建設(shè)目標(biāo)高度吻合。通信能力的提升可極大促進(jìn)電網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展。比如配電自動(dòng)化、精準(zhǔn)控制等業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延的要求非常高，比較適合URLLC（超高可靠超低時(shí)延通信）應(yīng)用場(chǎng)景。而高清視頻監(jiān)控、無(wú)人機(jī)巡檢、維修培訓(xùn)等，對(duì)帶寬的需求非常高，則比較適合eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）場(chǎng)景。其他信息的采集、狀態(tài)檢測(cè)等都適合海量連接的場(chǎng)景。這些都是5G對(duì)應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景。

從2018年開(kāi)始國(guó)家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)都開(kāi)展了相應(yīng)的5G試點(diǎn)應(yīng)用工作。那么電力行業(yè)如何應(yīng)用5G？我們認(rèn)為，一是標(biāo)準(zhǔn)切片，即服務(wù)租賃模式；二是基于專(zhuān)用資源的增強(qiáng)版5G切片模式；三是混合切片模式；四是自建網(wǎng)絡(luò)模式。

我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，電力行業(yè)應(yīng)用5G技術(shù)仍面臨諸多問(wèn)題。比如目前設(shè)備廠商主要精力還是集中在手機(jī)終端的研發(fā)，對(duì)于工業(yè)控制終端的開(kāi)發(fā)以及運(yùn)行模式的研究相對(duì)滯后。再有電力行業(yè)的安全規(guī)定對(duì)5G的安全隔離技術(shù)是否認(rèn)可？5G運(yùn)營(yíng)商如何分配電力應(yīng)用的業(yè)務(wù)等級(jí)？以及電力如何獲得專(zhuān)用的5G頻譜等問(wèn)題都需要解決。

華南理工大學(xué)電力學(xué)院教授余濤：

電力指紋技術(shù)可解決智能用電的瓶頸

如何用新一代人工智能解決能源轉(zhuǎn)型帶來(lái)的電力系統(tǒng)特別是電力市場(chǎng)現(xiàn)貨交易與輔助市場(chǎng)加入后的自動(dòng)化復(fù)雜性增加的難題，是我們正致力于解決的一個(gè)核心問(wèn)題。

這里包括，第一，如何進(jìn)行人工智能體系建模；第二，如何研究相應(yīng)基礎(chǔ)算法解決復(fù)雜的電力系統(tǒng)調(diào)配任務(wù)；第三，產(chǎn)品研發(fā)。

我們提出了基于人工智能的自動(dòng)化云端管理系統(tǒng)，嵌入了電力指紋識(shí)別裝置。目前，這些系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)了嚴(yán)苛的電力調(diào)度系統(tǒng)安全性和可靠性的接入測(cè)試，并得到了應(yīng)用和驗(yàn)證。

電力系統(tǒng)感知在電網(wǎng)側(cè)主要是智能調(diào)控技術(shù)，電力市場(chǎng)改革希望深入到用戶(hù)側(cè)，這就需要解決智能用電的問(wèn)題。電網(wǎng)與用戶(hù)實(shí)現(xiàn)雙向友好互動(dòng)關(guān)鍵在于能夠精準(zhǔn)感知負(fù)荷的身份和特性。電力指紋技術(shù)可解決其中非常重要的瓶頸問(wèn)題。

電力指紋技術(shù)是指對(duì)用電或者發(fā)電設(shè)備的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)等特征，利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)用戶(hù)設(shè)備進(jìn)行識(shí)別。電力指紋技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)用電和新能源設(shè)備的監(jiān)測(cè)、控制、管理和友好互動(dòng)，通過(guò)設(shè)置一些參數(shù)，可以知道電壓、電流、功率因素等指標(biāo)，以及用戶(hù)開(kāi)啟停的用電行為特征。這些特征有穩(wěn)態(tài)的，也有暫態(tài)的，通過(guò)這些特征可以對(duì)用戶(hù)用電行為進(jìn)行深度劃分，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的識(shí)別像人的指紋識(shí)別、人臉識(shí)別一樣。

隨著電力指紋技術(shù)的完善，通過(guò)各種各樣的用電設(shè)備、發(fā)電設(shè)備，特別是用戶(hù)側(cè)的設(shè)備進(jìn)行識(shí)別與特征提取，可形成電力指紋庫(kù)。這項(xiàng)工作做好了，其可催生的商業(yè)模式將非常多。

江蘇神馬電力股份有限公司副總經(jīng)理吳晶：

新材料發(fā)展保障電網(wǎng)本體安全、提升工業(yè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

隨著可再生能源越來(lái)越多接入電網(wǎng)，電網(wǎng)運(yùn)行將面臨一系列挑戰(zhàn)。電網(wǎng)運(yùn)行模式將采用直流電網(wǎng)和交直流混合兩種模式并行。無(wú)論是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)還是智能電網(wǎng)，在所有的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行模式確定下來(lái)之后，最核心的是保證電網(wǎng)本體的安全穩(wěn)定性。

那么，如何能提升電網(wǎng)的安全可靠性？很大程度上取決于電氣設(shè)備的安全可靠和質(zhì)量穩(wěn)定。如何提升裝備的可靠性？更多是在于新材料和新技術(shù)的應(yīng)用。

在過(guò)去一百多年，電網(wǎng)新材料新技術(shù)在應(yīng)用方面取得長(zhǎng)足發(fā)展的，應(yīng)該是在電子元器件上。

未來(lái)新材料應(yīng)用上將會(huì)面臨哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)？電力系統(tǒng)安全運(yùn)行過(guò)程中，一直以來(lái)還是將非常傳統(tǒng)的材料，如大量常見(jiàn)的金屬材料、以及水泥材料等，應(yīng)用在上百年的電網(wǎng)體系中。人類(lèi)的發(fā)展史也是學(xué)習(xí)利用材料、制造材料或者創(chuàng)新材料的歷史?，F(xiàn)如今，復(fù)合材料在人們生活中變得越來(lái)越重要，甚至占據(jù)主導(dǎo)地位，其可使金屬或者非金屬材料發(fā)揮更加優(yōu)越的性能。

目前包括神馬在內(nèi)的國(guó)內(nèi)企業(yè)圍繞傳統(tǒng)材料電力設(shè)備上的先進(jìn)性缺陷問(wèn)題，研發(fā)了七大類(lèi)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)國(guó)際空白的產(chǎn)品，涉及包括變電、配電、輸電等在內(nèi)的整個(gè)電網(wǎng)體系。有些解決方案，如全生命周期電網(wǎng)售配電解決方案，已被全球廣為接受。同時(shí)我們一直致力于用創(chuàng)新的新材料與新技術(shù)推動(dòng)電力行業(yè)進(jìn)步，并參與制定了相應(yīng)國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。

此外，我們也一直在致力于推動(dòng)構(gòu)建新的電力系統(tǒng)。但無(wú)論是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，還是智慧電網(wǎng)，最核心是要保證其安全穩(wěn)定性，這是電網(wǎng)的本體，核心還在于電氣裝備的安全可靠和質(zhì)量穩(wěn)定。截至目前圍繞新材料、新技術(shù)的應(yīng)用已提出了三代電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)想。隨著電網(wǎng)技術(shù)的更新?lián)Q代，行業(yè)都比較關(guān)注未來(lái)材料的發(fā)展，比如儲(chǔ)能材料、高性能的超導(dǎo)材料，以及云計(jì)算物理網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，大容量低架空輸電混合輸電的新材料緊湊型變電站與低空混合輸電的架空輸電線路，以及防災(zāi)減災(zāi)型電網(wǎng)、直流輸電以及局域電網(wǎng)系統(tǒng)等。

我們希望更多通過(guò)自主創(chuàng)新，用新材料、新技術(shù)構(gòu)建新的電力系統(tǒng)，從而降低電力系統(tǒng)的整體運(yùn)維成本，繼而在能源轉(zhuǎn)型，包括在電力體制改革的情況下，降低工商業(yè)電價(jià)，進(jìn)而提升大型能耗企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

比如國(guó)內(nèi)打破國(guó)際壟斷的復(fù)合外絕緣材料，在今年中美貿(mào)易摩擦的市場(chǎng)環(huán)境下，即便增加30%關(guān)稅，美洲市場(chǎng)對(duì)其需求量的增長(zhǎng)也是達(dá)到翻番。

包頭易博能源服務(wù)有限公司副總經(jīng)理薛聰穎：

園區(qū)智能用電管理潛力巨大

工業(yè)園區(qū)的特色是產(chǎn)業(yè)比較集中，布局比較優(yōu)化，是推動(dòng)我國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要力量。目前工業(yè)領(lǐng)域的用電量占到全社會(huì)用電量2/3。因此，對(duì)高載能生產(chǎn)型園區(qū)進(jìn)行智能用電管理，有利于推動(dòng)園區(qū)的能源系統(tǒng)高效清潔發(fā)展，減輕園區(qū)企業(yè)用電用能負(fù)擔(dān)，對(duì)于促進(jìn)能源變革和園區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。

內(nèi)蒙古自治區(qū)本身屬于高耗能地區(qū)，而包頭則是典型的高能耗工業(yè)城市。地處包頭的石拐工業(yè)園區(qū)目前已初步形成硅鎂、特種鋼、煤炭資源綜合利用為主導(dǎo)的三個(gè)主要產(chǎn)業(yè)鏈條，園區(qū)內(nèi)現(xiàn)有企業(yè)89戶(hù)，規(guī)模以上企業(yè)53戶(hù)。今年截至8月園區(qū)用電量達(dá)到18億度，同比增長(zhǎng)40%，占到包頭市的1/10。

圍繞這個(gè)園區(qū)的用電管理，我們目前正在建設(shè)工業(yè)園區(qū)監(jiān)控調(diào)度一體化電力需求側(cè)管理平臺(tái)系統(tǒng)，目的就是要對(duì)園區(qū)各用戶(hù)統(tǒng)一進(jìn)行需求側(cè)運(yùn)行管理，提升工業(yè)園區(qū)的電力信息化、標(biāo)準(zhǔn)化水平，轉(zhuǎn)變工業(yè)電能利用方式，提高電能利用效率，降低企業(yè)用電成本,為現(xiàn)貨市場(chǎng)、增量配電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)展，提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

目前已經(jīng)建成了實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)，同時(shí)我們也根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)開(kāi)展了電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的預(yù)測(cè)分析。現(xiàn)在全區(qū)89家企業(yè)中已納入監(jiān)測(cè)的有20家。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的數(shù)據(jù)積累，我們對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，園區(qū)內(nèi)同質(zhì)化的企業(yè)如包頭云海金屬有限公司與包頭歐碼金屬合金有限公司生產(chǎn)工藝完全相同，但兩家企業(yè)每生產(chǎn)一噸鐵合金產(chǎn)品的電耗相差將近100度。目前，內(nèi)蒙古的電價(jià)是度電3毛多，這意味著不同企業(yè)每生產(chǎn)一噸鐵合金產(chǎn)品就有30多元的電耗成本差額，而該行業(yè)的平均噸利潤(rùn)也只有60元。因此對(duì)高能耗企業(yè)而言，節(jié)約用電具有非常重要的意義，甚至關(guān)系企業(yè)生死。

剛剛公布的新版名單顯示，全國(guó)開(kāi)發(fā)區(qū)（含工業(yè)園區(qū)）數(shù)量增至2543家，其中國(guó)家級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)552家，省級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)1991家。工業(yè)園區(qū)監(jiān)控調(diào)度一體化平臺(tái)具有非常廣泛的推廣價(jià)值。

我們希望通過(guò)工業(yè)園區(qū)監(jiān)控調(diào)度一體化平臺(tái)對(duì)園區(qū)企業(yè)進(jìn)行電力需求側(cè)管理，一方面可以幫助企業(yè)科學(xué)節(jié)能降耗，用好電，另一方面可實(shí)時(shí)對(duì)接電力市場(chǎng)中長(zhǎng)期及現(xiàn)貨市場(chǎng)交易負(fù)荷預(yù)測(cè)，讓企業(yè)在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)上獲得收益。同時(shí)也能夠幫助園區(qū)綜合能源服務(wù)商為用電企業(yè)做好服務(wù)，同時(shí)拓展盈利模式。
來(lái)源:中國(guó)能源報(bào)