隨著工信部5G拍照的發(fā)放，移動運營商開始建設5G網(wǎng)絡。5G的未來方向，除了消費端以外，在行業(yè)領域的應用也是重點。而能源行業(yè)又是5G行業(yè)應用的一個重要方向，在國網(wǎng)公司提出建設泛在電力物聯(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主要分為三種應用場景，分別是：

eMBB（增強移動寬帶），主要針對個人消費者的消費使用體驗提升，大帶寬看視頻不卡了；

mMTC（海量機器類通信），個人理解就是NB的升級版，針對海量物聯(lián)設備的無縫接入；

uRLLC（超可靠低時延），面向于實時測控類的高精度物聯(lián)需求，比如遠程手術(shù)、無人機駕駛等。

一。 基于uRLLC的實時控制應用

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

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智能分布式配網(wǎng)自動化是配網(wǎng)自動化的高級階段，是在集成型配電自動化系統(tǒng)的基礎上，為了適應分布式電源、儲能等系統(tǒng)接入，面向主動式配電網(wǎng)的應用，實現(xiàn)智能自愈、協(xié)同調(diào)度、多層次能量管理等高級功能，主要面向A+類配電網(wǎng)。5G通過網(wǎng)絡切片，實現(xiàn)低時延的配網(wǎng)差動保護功能，是目前可見的基于uRLLC場景的主要應用。

需要看到的，目前基于5G的uRLLC場景在電力行業(yè)應用，主要還是“錦上添花”，比如配電網(wǎng)自動化差動保護，或者遠程遙控操作、實時切除負荷等，這些面向中高級配電網(wǎng)自動化的應用需求，一般都是面向等級較高的配電網(wǎng)，根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求，在配電網(wǎng)建設中就會配套光纖通信工程，真正沒有光纖網(wǎng)絡到達，而又必須要實現(xiàn)高等級配電自動化的場景是非常少的。

同時，雖然5G在技術(shù)方案上充分考慮了uRLLC場景下的高可靠性通信需求，以及低時延通信需求，但是在目前5G網(wǎng)絡建設初期，是否真正能完全滿足配電自動化的通道需求，這些技術(shù)目標還需要經(jīng)過各種環(huán)境的測試考驗。

未來類似的低時延場景，還有實時遠程遙控無人機（無人車）作業(yè)，面向園區(qū)微電網(wǎng)的負荷控制與多能協(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，都是類似的低時延需求，這些需求也值得進一步探索，一旦電力現(xiàn)貨市場進入成熟階段，這些需求將會有爆發(fā)性增長，而這些應用往往是在較為末端的低電壓等級配電網(wǎng)，或者用戶側(cè)微電網(wǎng)環(huán)節(jié)，這些需求的場景往往是光纖無法完全覆蓋的，5G的uRLLC場景將會得到淋漓盡致的發(fā)揮。

二。 mMTC的應用

面向海量機器類通信需求，個人認為可能是更有希望的5G應用方向，主要有兩個方面的原因：

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、企業(yè)能耗的監(jiān)測、設備運行能效的監(jiān)測、用電安全監(jiān)測的?，F(xiàn)有的通信技術(shù)往往存在各種制約，比如NB目前可能存在信號盲區(qū)或者通信帶寬不足的弱點，4G通信終端無法承載大規(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、小型化和廉價化，未來在很多場景下就能實線物聯(lián)設備直接到主站而不需要在本地進行一次匯聚。

2.D2D的新通信模式可能。5G的另一個重要的技術(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，5G能夠支持在一個區(qū)域內(nèi)的各種5G終端相互進行通信，甚至相互進行協(xié)調(diào)協(xié)作。這就給能源互聯(lián)網(wǎng)的邊緣計算模式帶來創(chuàng)新。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，本地無線通信（藍牙、433等）不是特別可靠，只能用于量測，無法用于協(xié)調(diào)更無法控制。本地有線通信始終無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會的。

舉個例子，云端下達一個需求響應的調(diào)度指令，邊緣側(cè)把這個指令進行分解，形成最優(yōu)解算，并下發(fā)到某個分布式儲能和多個負荷設備，如果分布式儲能的智能終端和負荷設備的智能模塊能夠?qū)崟r的進行D2D水平通信，儲能裝置和波動的負荷設備，以極小的時間顆粒度進行協(xié)作式控制，確保需量的消減始終是最精確的。這種應用場景，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（包括通信時延要求），以及網(wǎng)關(guān)的計算能力要求。而把這種需求分解成為分布式計算+水平D2D通信，使得分布式儲能+各種智能負荷變成一個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，是一個系統(tǒng)工程。需要市場、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“超低時延”為賣點的uRLLC應用，一方面需要經(jīng)過大規(guī)模部署，測試在各種組網(wǎng)和壓力條件下，網(wǎng)絡切片技術(shù)是否能真的保證實現(xiàn)時延承諾，因為對類似差動保護這種需求而言，時延必須是可精確控制的；另一方面，現(xiàn)有的5G網(wǎng)絡切片面向，配電自動化差動保護是一種高業(yè)務等級的高級應用，而未來大量的微電網(wǎng)領域應用，需要測量+控制，但是控制的時延要求又沒有到幾個~幾十個毫秒這么低，可能幾百毫秒也夠了（因為不是高精度的暫態(tài)穩(wěn)定控制，而是一種穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)控制），uRLLC和mMTC有可能會有重疊的需求，測量和控制的邊界沒有那么清晰化。

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快速解決信號覆蓋、終端成本、通信成本等問題，必須展現(xiàn)出比現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)更有競爭力的一面，否則NB或者Lora能干，而且很便宜就能實現(xiàn)的，要5G干啥？

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

所以面對“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)真的需要5G么？”這個問題，不是簡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、電力市場化帶來的新機會、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)服務這個水平，更重要的是業(yè)務驅(qū)動需求，而不是技術(shù)試點推動項目。