隨著工信部5G拍照的發(fā)放，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商開始建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)。5G的未來(lái)方向，除了消費(fèi)端以外，在行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也是重點(diǎn)。而能源行業(yè)又是5G行業(yè)應(yīng)用的一個(gè)重要方向，在國(guó)網(wǎng)公司提出建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的大背景下，5G與泛在物聯(lián)的結(jié)合方式是什么？泛在物聯(lián)是否真的需要5G大規(guī)模的技術(shù)支撐？

5G主要分為三種應(yīng)用場(chǎng)景，分別是：

eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶），主要針對(duì)個(gè)人消費(fèi)者的消費(fèi)使用體驗(yàn)提升，大帶寬看視頻不卡了；

mMTC（海量機(jī)器類通信），個(gè)人理解就是NB的升級(jí)版，針對(duì)海量物聯(lián)設(shè)備的無(wú)縫接入；

uRLLC（超可靠低時(shí)延），面向于實(shí)時(shí)測(cè)控類的高精度物聯(lián)需求，比如遠(yuǎn)程手術(shù)、無(wú)人機(jī)駕駛等。

一。 基于uRLLC的實(shí)時(shí)控制應(yīng)用

電力行業(yè)首先應(yīng)用的試點(diǎn)是基于uRLLC的智能分布式配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)。比如以下這則新聞。

643c0a821caf47569bd89fd5ea688c75.JPG

智能分布式配網(wǎng)自動(dòng)化是配網(wǎng)自動(dòng)化的高級(jí)階段，是在集成型配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了適應(yīng)分布式電源、儲(chǔ)能等系統(tǒng)接入，面向主動(dòng)式配電網(wǎng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能自愈、協(xié)同調(diào)度、多層次能量管理等高級(jí)功能，主要面向A+類配電網(wǎng)。5G通過(guò)網(wǎng)絡(luò)切片，實(shí)現(xiàn)低時(shí)延的配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)功能，是目前可見的基于uRLLC場(chǎng)景的主要應(yīng)用。

需要看到的，目前基于5G的uRLLC場(chǎng)景在電力行業(yè)應(yīng)用，主要還是“錦上添花”，比如配電網(wǎng)自動(dòng)化差動(dòng)保護(hù)，或者遠(yuǎn)程遙控操作、實(shí)時(shí)切除負(fù)荷等，這些面向中高級(jí)配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用需求，一般都是面向等級(jí)較高的配電網(wǎng)，根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求，在配電網(wǎng)建設(shè)中就會(huì)配套光纖通信工程，真正沒(méi)有光纖網(wǎng)絡(luò)到達(dá)，而又必須要實(shí)現(xiàn)高等級(jí)配電自動(dòng)化的場(chǎng)景是非常少的。

同時(shí)，雖然5G在技術(shù)方案上充分考慮了uRLLC場(chǎng)景下的高可靠性通信需求，以及低時(shí)延通信需求，但是在目前5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，是否真正能完全滿足配電自動(dòng)化的通道需求，這些技術(shù)目標(biāo)還需要經(jīng)過(guò)各種環(huán)境的測(cè)試考驗(yàn)。

未來(lái)類似的低時(shí)延場(chǎng)景，還有實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程遙控?zé)o人機(jī)（無(wú)人車）作業(yè)，面向園區(qū)微電網(wǎng)的負(fù)荷控制與多能協(xié)調(diào)控制，面向虛擬電廠的分布式發(fā)電并網(wǎng)調(diào)度等，都是類似的低時(shí)延需求，這些需求也值得進(jìn)一步探索，一旦電力現(xiàn)貨市場(chǎng)進(jìn)入成熟階段，這些需求將會(huì)有爆發(fā)性增長(zhǎng)，而這些應(yīng)用往往是在較為末端的低電壓等級(jí)配電網(wǎng)，或者用戶側(cè)微電網(wǎng)環(huán)節(jié)，這些需求的場(chǎng)景往往是光纖無(wú)法完全覆蓋的，5G的uRLLC場(chǎng)景將會(huì)得到淋漓盡致的發(fā)揮。

二。 mMTC的應(yīng)用

面向海量機(jī)器類通信需求，個(gè)人認(rèn)為可能是更有希望的5G應(yīng)用方向，主要有兩個(gè)方面的原因：

1.泛在物聯(lián)技術(shù)在用電側(cè)的大量通信需求。在用電側(cè)存在著大量的數(shù)字化空白，比如用戶變電站的數(shù)字化監(jiān)測(cè)、企業(yè)能耗的監(jiān)測(cè)、設(shè)備運(yùn)行能效的監(jiān)測(cè)、用電安全監(jiān)測(cè)的?，F(xiàn)有的通信技術(shù)往往存在各種制約，比如NB目前可能存在信號(hào)盲區(qū)或者通信帶寬不足的弱點(diǎn)，4G通信終端無(wú)法承載大規(guī)模海量終端并發(fā)式的數(shù)據(jù)通信（一般采用現(xiàn)場(chǎng)通信總線匯總數(shù)據(jù)+4G終端集中上送）。如果5G技術(shù)能真正通過(guò)密集部署的小小區(qū)，并且面向mMTC優(yōu)化并發(fā)接入數(shù)量，并且5G的物聯(lián)網(wǎng)終端模塊能夠大幅度低功耗化、小型化和廉價(jià)化，未來(lái)在很多場(chǎng)景下就能實(shí)線物聯(lián)設(shè)備直接到主站而不需要在本地進(jìn)行一次匯聚。

2.D2D的新通信模式可能。5G的另一個(gè)重要的技術(shù)研發(fā)方向就是D2D本地水平通信，而且支持Mesh多跳自組織路由。也就是說(shuō)，5G能夠支持在一個(gè)區(qū)域內(nèi)的各種5G終端相互進(jìn)行通信，甚至相互進(jìn)行協(xié)調(diào)協(xié)作。這就給能源互聯(lián)網(wǎng)的邊緣計(jì)算模式帶來(lái)創(chuàng)新。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，本地無(wú)線通信（藍(lán)牙、433等）不是特別可靠，只能用于量測(cè)，無(wú)法用于協(xié)調(diào)更無(wú)法控制。本地有線通信始終無(wú)法解決通信便捷性的需求。真正意義的“即插即用”的，基于水平協(xié)調(diào)的能源管理模式，以5G的D2D通信模式下是最有機(jī)會(huì)的。

舉個(gè)例子，云端下達(dá)一個(gè)需求響應(yīng)的調(diào)度指令，邊緣側(cè)把這個(gè)指令進(jìn)行分解，形成最優(yōu)解算，并下發(fā)到某個(gè)分布式儲(chǔ)能和多個(gè)負(fù)荷設(shè)備，如果分布式儲(chǔ)能的智能終端和負(fù)荷設(shè)備的智能模塊能夠?qū)崟r(shí)的進(jìn)行D2D水平通信，儲(chǔ)能裝置和波動(dòng)的負(fù)荷設(shè)備，以極小的時(shí)間顆粒度進(jìn)行協(xié)作式控制，確保需量的消減始終是最精確的。這種應(yīng)用場(chǎng)景，如果把所有的協(xié)調(diào)控制策略都堆積到邊緣網(wǎng)關(guān)側(cè)，大大增加了終端-網(wǎng)關(guān)的通信壓力（包括通信時(shí)延要求），以及網(wǎng)關(guān)的計(jì)算能力要求。而把這種需求分解成為分布式計(jì)算+水平D2D通信，使得分布式儲(chǔ)能+各種智能負(fù)荷變成一個(gè)自組織能源小局域網(wǎng)。

總結(jié)

1.5G在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的需求，是一個(gè)系統(tǒng)工程。需要市場(chǎng)、政策、用戶、商業(yè)模式、配套技術(shù)的各方面配合，不是僅有一個(gè)5G就能解決的，否則容易陷入“為做作業(yè)而做作業(yè)”的僵局。

2.現(xiàn)有的以“超低時(shí)延”為賣點(diǎn)的uRLLC應(yīng)用，一方面需要經(jīng)過(guò)大規(guī)模部署，測(cè)試在各種組網(wǎng)和壓力條件下，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是否能真的保證實(shí)現(xiàn)時(shí)延承諾，因?yàn)閷?duì)類似差動(dòng)保護(hù)這種需求而言，時(shí)延必須是可精確控制的；另一方面，現(xiàn)有的5G網(wǎng)絡(luò)切片面向，配電自動(dòng)化差動(dòng)保護(hù)是一種高業(yè)務(wù)等級(jí)的高級(jí)應(yīng)用，而未來(lái)大量的微電網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用，需要測(cè)量+控制，但是控制的時(shí)延要求又沒(méi)有到幾個(gè)~幾十個(gè)毫秒這么低，可能幾百毫秒也夠了（因?yàn)椴皇歉呔鹊臅簯B(tài)穩(wěn)定控制，而是一種穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)控制），uRLLC和mMTC有可能會(huì)有重疊的需求，測(cè)量和控制的邊界沒(méi)有那么清晰化。

3.面向大規(guī)模mMTC的北向接入（終端到主站）的需求，只是現(xiàn)有的4G+物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的延伸需求，需要5G快速解決信號(hào)覆蓋、終端成本、通信成本等問(wèn)題，必須展現(xiàn)出比現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)更有競(jìng)爭(zhēng)力的一面，否則NB或者Lora能干，而且很便宜就能實(shí)現(xiàn)的，要5G干啥？

4.D2D的水平測(cè)控+南北向通信混合模式，可能是未來(lái)微電網(wǎng)+現(xiàn)貨調(diào)度模式下的某種實(shí)際需求，但是仰賴于D2D協(xié)議的成熟與技術(shù)實(shí)現(xiàn)。并且也面臨著Lora或者其他技術(shù)方案的競(jìng)爭(zhēng)。

所以面對(duì)“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)真的需要5G么？”這個(gè)問(wèn)題，不是簡(jiǎn)單的回答需要或者不需要，而是要站在產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)、電力市場(chǎng)化帶來(lái)的新機(jī)會(huì)、泛在物聯(lián)技術(shù)生態(tài)配套等不同角度去理解和思考，而不能僅僅停留在如何為現(xiàn)有的電力系統(tǒng)服務(wù)這個(gè)水平，更重要的是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)需求，而不是技術(shù)試點(diǎn)推動(dòng)項(xiàng)目。