1、2018.06白皮書排版15.indd 12018/6/23 上午11:36近年來，南方電網努力踐行“創新、協調、綠色、開放、共享”新發展理念和能源發展“四個革命、一個合作”戰略思想，全力打造安全、可靠、綠色、高效的智能電網，積極服務清潔低碳、安全高效的能源體系構建，推動電網實現高質量發展，提升電網優質服務水平，為全面建成小康社會提供了堅強電力保障。電力通信網作為支撐智能電網發展的重要基礎設施，保證了各類電力業務的安全性、實時性、準確性和可靠性要求。經過多年建設，35kV 以上的骨干通信網已具備完善的全光骨干網絡和可靠高效數據網絡，光纖資源已實現 35kV 及以上廠站、自有物業辦公場所/營業所

2、全覆蓋。在配電通信網側，由于點多面廣，海量設備需實時監測或控制，信息雙向交互頻繁，且現有光纖覆蓋建設成本高、運維難度大，公網承載能力有限，難以有效支撐配電網各類終端可觀可測可控。隨著大規模配電網自動化、低壓集抄、分布式能源接入、用戶雙向互動等業務快速發展，各類電網設備、電力終端、用電客戶的通信需求爆發式增長，迫切需要構建安全可信、接入靈活、雙向實時互動的“泛在化、全覆蓋”配電通信接入網，并采用先進、可靠、穩定、高效的新興通信技術予以支撐，實現智能電網業務接入、承載、安全及端到端的自主管控。“4G 改變生活，5G 改變社會”。作為新一輪移動通信技術發展方向，5G 把人與人的連接拓展到萬物互聯，為

3、智能電網發展提供了一種更優的無線解決方案。5G 時代不僅能給我們帶來超高帶寬、超低時延以及超大規模連接的用戶體驗，其豐富的垂直行業應用將為移動網絡帶來更多樣化的業務需求，尤其是網絡切片、能力開放兩大創新功能的應用，將改變傳統業務運營方式和作業模式，為電力行業用戶打造定制化的“行業專網”服務，可更好地滿足電網業務差異化需求，進一步提升了電網企業對自身業務的自主可控能力和運營效率。經過南方電網、中國移動和華為前期的技術探討，本白皮書基于智能電網的發展趨勢給出了 5G 網絡在智能電網的方案建議，未來我們將繼續深耕電力行業，使 5G 能更好地在泛在接入、安全可靠、可管可控等方面助力智能電網典型業務應用

4、，推動能源由粗放型管理向精細化轉變，實現清潔能源替代和電能替代的核心戰略落地。引 言5G 助力智能電網應用白皮書白皮書排版15.indd 2-32018/6/23 上午11:36目 錄123智能電網發展、趨勢及新挑戰0202020305080809091320212122255G+智能電網典型業務場景5G 概述及其對智能電網的價值1.1 智能電網定義 1.2 智能電網發展現狀 1.3 智能電網發展趨勢 1.4 智能電網對電力通信網的新挑戰 5G 助力智能電網應用白皮書2.1 5G+智能電網應用概述2.2 典型業務場景分析 2.2.1 控制類業務 2.2.2 采集類業務2.3 業務指標小結3.1

5、 5G 的概念與特征 3.2 5G 網絡切片關鍵技術3.3 5G 對智能電網的價值 目 錄455G 智能電網端到端網絡切片解決方案272728282830303031323434353636363738總結與展望4.1 總體體系 4.2 終端部分 4.2.1 業務類型與網絡切片間映射關系 4.2.2 5G 電力通信終端形態展望 4.3 網絡部分 4.3.1 電力業務網絡切片概述 4.3.2 電力業務網絡切片隔離方案 4.3.3 電力業務網絡切片可靠性保障方案 4.3.4 電力業務網絡切片能力開放方案 4.4 電力業務通信管理支撐平臺 4.4.1 電力業務通信管理支撐平臺總體架構 4.4.2 電

6、力業務通信管理支撐平臺功能模塊 4.5 安全體系 4.5.1 智能電網安全體系整體要求 4.5.2 管側安全方案 4.5.3 端側安全方案5G 助力智能電網應用白皮書白皮書排版15.indd 4-52018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書020355GG1.1 智能電網定義國家發展改革委、國家能源局聯合印發關于促進智能電網發展的指導意見（發改運行20151518 號），明確指出“智能電網是在傳統電力系統基礎上，通過集成新能源、新材料、新設備和先進傳感技術、信息技術、控制技術、儲能技術等新技術，形成的新一代電力系統，具有高度信息化、自動化、互動化等特

7、征，可以更好地實現電網安全、可靠、經濟、高效運行。”智能電網的概念涵蓋了提高電網科技含量，提高能源綜合利用效率，提高電網供電可靠性，促進節能減排，促進新能源利用，促進資源優化配置等內容，是一項社會聯動的系統工程，最終實現電網效益和社會效益的最大化，代表著未來發展方向。智能電網以包括發電、輸電、配電、儲能和用電的電力系統為對象，應用數字信息技術和自動控制技術，實現從發電到用電所有環節信息的雙向交流，系統地優化電力的生產、輸送和使用。總體來看，未來的智能電網應該是一個自愈、安全、經濟、清潔的并且能夠提供適應數字時代的優質電力網絡。圖 1-1 智能電網基本環節1.2 智能電網發展現狀智能電網概念自

8、2001 年較為明確地提出以來，得到世界范圍的廣泛認同。十幾年來，世界各國政府、電力企業、科研機構結合各自經濟社會發展水平、能源資源稟賦特點和電力工業發展階段，進行了深入研究和實踐探索，智能電網的概念和特征、內涵與外延不斷得到豐富發展。特別是隨著全球新一輪科技革命和產業變革的興起，先進信息技術、互聯網理念與能源產業深度融合，推動著能源新技術、新模式和新業態的興起，發展智能電網成為保障能源安全、應對氣候變化、保護自然環境、實現可持續發展的重要共識。(1)國外智能電網發展概況美國、歐洲、日本、韓國等國家和地區開展了大量智能電網的研究工作。歐美智能電網主要關注點在用電側電能分析與管理，配網主要著重點

9、在于分布式能源接入、微網運行管理，根據各自的國情，確定了不同的發展愿景和計劃方案，啟動一系列的研究、示范和平臺項目。日韓等亞洲發達國家主要關注新能源的研究及使用，加大對光伏、風能和可燃冰、儲能、電動汽車方面的研發應用，通過政府的頂層設計及立法保障，保障智能電網基礎設施的有序建設。(2)國內智能電網發展概況南方電網公司：公司以促進電網向更加智能、高效、可靠、綠色的方向轉變為目標，以應用先進計算機、通信和控制技術升級改造電網為發展主線，在大電網安全穩定運行、分布式能源耦合系統、新能源并網、輸變電智能化、配電智能化、智能用電等領域開展了廣泛技術研究和諸多示范工程建設，建成了世界首個 800 千伏特高

10、壓直流輸電示范工程，建成了世界上容量最大、電壓等級最高的 20 萬千瓦 STATCOM 工程，建設了世界第一條多端柔性直流輸電工程，通過永富直流、魯西背靠背實現云南電網與南方主網異步互聯等；在廣東佛山、貴州貴陽等地區開展集成分布式可再生能源的主動配電網示范，試點應用智能配電網自愈控制技術，實現了智能配電網的“自我感知、自我診斷、自我決策、自我恢復”；在廣西南寧開展了靈活互動的智能用電關鍵技術研究示范，實現電力用戶與供電系統的信息交互、智能家庭能效評測、客戶用電優化調度、節能潛力優化分析、充放電與儲能接入管理以及分布式電源接入管理等功能建設；建成國內首個兆瓦級電池儲能電站，開展大規模間歇式新能源

11、消納示范。國內電網公司：公司于 2009 年 5 月提出了立足自主創新，加快建設特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，具有信息化、自動化、互動化特征的統一的堅強智能電網的發展目標，力圖打造“堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的現代電網”，2009-2010 年為規劃試點階段，2011-2015 年為全面建設階段，2016-2020 年為引領提升階段。公司在特高壓電網、輸電設備運行監測、智能變電站推廣、配電自動化、信息化平臺、電動汽車充換電網絡、大規模可再生能源接納等方面開展了相關建設，已建成充換站超過 1500 座，充電樁 3 萬個，建立了風電研究檢測中心和太陽能發電研究檢測中

12、心，建成了世界上規模最大的張北風光儲輸聯合示范工程，完成了大規模風電功率預測及運行控制系統的全面推廣建設。1.3 智能電網發展趨勢根據國家能源發展“十三五”規劃、電力發展“十三五”規劃、關于促進智能電網發展的指導意見、關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見等指導文件，1.智能電網發展、趨勢及新挑戰清潔友好發電安全高效輸電靈活可靠配電多樣互動用電辦公樓大學城風力發電燃料電池智能小區調峰電廠光伏發電并 網工 廠主電廠商業區逆變器微型燃機小型燃機小型燃機可見光攝像頭紅外攝像頭照明裝置通道林木監控山火監控外力破壞預警檢測覆冰監控白皮書排版15.indd 2-32018/6/23 上午11:365G

13、助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書040555GG為實現“安全、可靠、綠色、高效”的總體目標，圍繞智能電網發輸配用全環節，未來發展趨勢包括五大重點領域，分別為清潔友好的發電、安全高效的輸變電、靈活可靠的配電、多樣互動的用電、智慧能源與能源互聯網。圖 1-2 智能電網發展目標及重點方向(1)清潔友好的發電關鍵特征為“清潔低碳、網源協同、靈活高效”。核心作用是增強系統靈活性，提升非化石能源消費比重，推動能源結構轉型升級。以風能、太陽能為主的可再生能源開發利用技術日益成熟，成本不斷降低，逐漸成為替代傳統化石能源的重要選擇，未來可再生能源逐步替代化石能源。另一方面，隨著儲能、分布式能源、

14、微網等技術發展，能源供給形態將從集中式、一體化的能源供給向集中與分布協同、供需雙向互動的能源供給轉變。(2)安全高效的輸變電關鍵特征為“安全高效、態勢感知、柔性可控、協調優化”。核心作用是提升輸變電設備的智能化水平，構建全生命周期管理體系，提升電網安全防御能力、資源配置能力和資產利用效率。隨著電力一次設備與在線監測傳感器及過程層智能設備的有機整合，輸變電環節將趨于測量數字化、控制網絡化、狀態可視化、功能一體化和信息互動化等，進而輸電智能化水平、智能變電站智能運維水平將全面提升。同時，為保障城市在臺風、低溫、雨雪、凝凍等嚴重自然災情下的基本運轉，需構建縱深防御、安全可靠的城市保底電網為保障建設城

15、市防災保底電網。(3)靈活可靠的配電關鍵特征為“靈活可靠、可觀可控、開放兼容、經濟適用”；核心作用是加強配電網自動化、柔性化建設，實現配電網可觀可控，滿足多元負荷“即插即用”的接入需求，提升電網供電可靠性、電能質量和服務水平。城市內電動汽車、充電樁等新能源業務及農村更多的光伏扶貧、農光互補、漁光互補等新能源需保障接入和消納將逐步普及，配電網需適配更多元負荷的“泛在接入”、“即插即用”的需求。同時，隨著智能分層分布式控制體系逐步建立，配電網自動化水平將全面提升，其精準控制的能力將進一步加強。(4)多樣互動的用電關鍵特征為“多元友好、雙向互動、靈活多樣、節約高效”；核心作用是打造全方位客戶服務互動

16、平臺，全方位加強客戶互動，滿足智慧用能的需求，提高終端能源利用效率，推動能源消費革命。電動汽車、電供暖（冷）、港口岸電等終端將逐步普及，電能占終端能源消費比重將不斷上升；隨著未來高級量測體系將被廣泛部署，智能家居與智能小區業務將進一步豐富，隨著階梯電價、實時電價、用電負荷需求側響應等業務將逐步滲透，用戶將可更多地參與到自身的用電管理中。(5)智慧能源與能源互聯網關鍵特征為“多能互補、高效協同、開放共享、價值創新”；核心作用是打造具有獨特競爭力的新型綜合能源服務商，創新企業價值，促進互聯網技術與能源系統深度融合，促進能源耦合系統基礎設施建設，推動能源市場開放和產業升級，支撐低碳、清潔、高效的社會

17、發展。隨著傳感、信息、通信、控制技術與能源系統的深入融合，傳統單一能源網絡向多能互補、能源與信息通信技術深度融合的智能化方向發展，電、熱（冷）、氣等各領域的能源需求將逐步統籌，從而實現多能協同供應和能源綜合梯級利用。同時，隨著綜合能源服務業務、智慧能源的發展、及互聯網技術的深入應用，能源耦合系統基礎設施將逐步完善，能源市場將逐步開放，能源產業將進一步轉型升級。1.4 智能電網對電力通信網的新挑戰電力通信網作為支撐智能電網發展的重要基礎設施，保證了各類電力業務的安全性、實時性、準確性和可靠性要求。構建大容量、安全可靠的光纖骨干通信網，以及泛在多業務靈活可信接入的配電通信網，這是通信網絡建設的兩個

18、重要組成部分。在骨干通信網側，經過多年建設，35kV 以上的主網通信網已具備完善的全光骨干網絡和可靠高效數據網絡，光纖資源已實現 35kV 及以上廠站、自有物業辦公場所/營業所全覆蓋。在配電通信網側，由于點多面廣，海量設備需要實時監測或控制，信息雙向交互頻繁，且現有光纖覆蓋建設成本高、運維難度大，公網承載能力有限，難以有效支撐配電網各類終端可觀可測可控。隨著大規模配電網自動化、高級計量、分布式能源接入、用戶雙向互動等業務快速發展，各類電網設備、電力終端、用電客戶的通信需求爆發式增長，迫切需要構建安全可信、接入靈活、雙向實時互動的“泛在化、全覆蓋”配電通信接入網，并采用先進、可靠、穩定、高效的新

19、興通信技術及系統予以支撐，這是智能電網發展對配電網通信提出的新需求。清潔友好的發電安全高效的輸變電智慧能源與能源互聯網多樣互動的用電靈活可靠的配電安全、可靠綠色、高效白皮書排版15.indd 4-52018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書060755GG因此，從發展趨勢看，未來智能電網的大量應用將集中在配電網側，應采用先進、可靠、穩定、高效的新興通信技術及系統，豐富配電網側的通信接入方式，從簡單的業務需求被動滿足轉變為業務需求主動引領，提供更泛在的終端接入能力、面向多樣化業務的強大承載能力、差異化安全隔離能力及更高效靈活的運營管理能力。(1)電力通

20、信網絡是支撐智能電網發展的基礎平臺智能電網的發展強調多種能源、信息的互連，通信網絡將作為網絡信息總線，承擔著智能電網源、網、荷、儲各個環節的信息采集、網絡控制的承載，為智能電網基礎設施與各類能源服務平臺提供，安全、可靠、高效的信息傳送通道，實現電力生產、輸送、消費各環節的信息流、能量流及業務流的貫通，促進電力系統整體高效協調運行。圖 1-3 電力通信網絡在智能電網中的定位(2)通信網絡需要從被動的需求滿足，轉變為主動的需求引領目前業務系統通信需求均基于設備的生產控制為主，未兼顧人、車、物等綜合的管理場景需求。隨著智能電網的發展，通信的需求及業務類型具有多樣性、復雜性及未知性等特點，通信網絡需適

21、度超前，提前儲備，提前滿足未來多元化的業務承載需求，如智能化移動作業、巡檢機器人、數字化倉儲物流、綜合用能優化服務、電能質量在線監測、能源間協調、源網荷儲互動、雙向互動充電樁等。(3)通信網絡需具備更強大的承載能力，差異化的安全隔離能力及更高效靈活的運營管理能力為滿足智能電網的五大發展重點，通信網絡需具備更強大的承載能力（如百萬 千萬級的連接能力、單站具備 n*10Mbps 的帶寬承載能力，具備毫秒級的時延能力）、對電力不同生產區業務能提供差異化的安全隔離能力，同時能針對不同終端，提供終端、連接甚至網絡資源的靈活開放的運營管理能力。圖 1-4 面向智能電網的通信網整體功能需求(4)通信網作為統

22、一的通信平臺，實現業務的集約化承載，進一步促進智能電網的數據共享及業務發展通信網絡需盡可能多地解決各類業務的接入需求，最大限度地利用電網自身資源，通過統一的通信平臺，提供可靠、安全的通信通道，提高網絡效率。同時，通過通信網提供的靈活便捷的接入方式，進一步促進能源互動、數據共享或有償服務等能源互聯網業務的發展提供幫助。清潔友好的發電安全高效的輸變電智慧能源與能源互聯網多樣互動的用電靈活可靠的配電更大的通信寬帶(n*10Mbp s級)更多的連接數量(百萬、千萬級別)更可靠及更低的網絡時延(時延ms級)更高效的網絡運營(終端連接管理、網絡運行管理、資源管理等)更安全的隔離承載(細分業務差異化安全保護

23、及隔離)智能變電站通信配電智能樓宇智能家居智能電表分布式光伏電動汽車充電用電變電儲能電力通信網支撐配電流電力流信總流火電輸電光伏風電發電核電水電白皮書排版15.indd 6-72018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書080955GG2.1 5G+智能電網應用概述智能電網無線通信應用場景總體上可分為控制、采集兩大類。其中，控制類包含智能分布式配電自動化、用電負荷需求側響應、分布式能源調控等；采集類主要包括高級計量、智能電網大視頻應用。控制類業務場景：當前整體通信特點為采用子站/主站的連接模式，星型連接拓撲，主站相對集中，一般控制的時延要求為秒級。未來

24、隨著智能分布式配網終端的廣泛應用，連接模式將出現更多的分布式點到點連接，隨著用電負荷需求側響應、分布式能源調控等應用，主站系統將逐步下沉，出現更多的本地就近控制，且與主網控制聯動的需求，時延需求將達到毫秒級。采集類業務場景：未來采集頻次、內容、雙向互動方面將有較大變化。采集頻次：當前基本按照月、天、小時為單位采集，未來為滿足負荷精確控制，用戶實時定價等應用的發展，采集頻次將趨于分鐘級，達到準實時能力。采集內容：當前主要以基礎數據、圖像為主，碼率為 100kbps 級。隨著智能電網、物聯網的迅速發展，采集對象將擴展至電力二次設備及各類環境、溫濕度、物聯網、多媒體場景，連接數量預計至少翻一倍；中遠

25、期若在產業驅動下，集抄方式下沉至用戶，采集內容將深入到戶內用電設備的信息，連接數預計翻 50-100 倍；另外，采集內容亦從原有的簡單數據化趨于視頻化、高清化，尤其在無人巡檢、視頻監控、應急現場自組網綜合應用等場景將出現大量高清視頻的回傳需求，局部帶寬需求在 4-100Mbps 級。雙向互動：隨著家庭能源管理應用的推廣，通過智能電表實現家電用電信息采集；通過智能交互終端，以 APP 的方式，給用戶提供實時電價和用電信息，實現對用戶室內用電裝置的負荷控制等各類互動服務與電力增值服務功能，達到需求側管理的目的。表 2-1 智能電網應用場景及整體發展趨勢2.2 典型業務場景分析2.2.1 控制類業務

26、2.2.1.1 智能分布式配電自動化智能分布式配電自動化終端，主要實現對配電網的保護控制，通過繼電保護自動裝置檢測配電網線路或設備狀態信息，快速實現配網線路區段或配網設備的故障判斷及準確定位，快速隔離配網線路故障區段或故障設備，隨后恢復正常區域供電。該終端后續集成三遙、配網差動保護等功能。(1)業務現狀及發展趨勢當前現狀及未來的發展趨勢早期的配網保護多采用簡單的過流、過壓邏輯，不依賴通信，其不足之處在于不能實現分段隔離，停電影響范圍擴大。為實現故障的精準隔離，需要獲取相鄰元件的運行信息，可采用集中式或分布式原理。集中控制型，中心邏輯單元負責主要保護邏輯運算及發出保護跳閘指令，就地邏輯單元負責就

27、地的信息采集并處理、執行就地保護跳閘指令，將處理后的就地信息傳送給中心邏輯單元。圖 2-1 集中控制型保護典型拓撲分布式控制型，根據網架結構劃分設備組，分組內的每臺終端都可以起到中心邏輯單元的作用，就地執行跳閘操作。各終端處理后的就地信息傳送給運維中心。在配網領域推廣應用差動保護，可以進一步縮短故障持續時間，提高供電可靠性。2.5G+智能電網典型業務場景業務類型典型場景當前通信特點未來通信趨勢控制類智能分布式配電自動化、用電負荷需求側響應、分布式能源1、連接模式：子站/主站模式，主站集中，星型連接為主2、時延要求：秒級1、連接模式：分布式點對點連接與子站主站模式并存，主站下沉，本地就近控制2、

28、時延要求：毫秒級采集類高級計量、智能電網大視頻應用（包括變電站巡檢機器人、輸電線路無人機巡檢、配電房視頻綜合監控、移動式現場施工作業管控、應急現場自組網綜合應用等）1、采集頻次：月、天、小時級2、采集內容：基礎數據、圖像為主，單終端碼率為100kbps 級3、采集范圍：電力一次設備，配網計量一般采用集抄方式，連接數量百個/km21、采集頻次：分鐘級，準實時2、采集內容：視頻化、高清化，帶寬 在 4-100Mbps 不等3、采集范圍：近期擴展到電力二次設備及各類環控、物聯網、多媒體場景，連接數量預計至少翻一倍；中遠期若產業驅動將下沉至用戶，并深入到戶內，連接數預計翻 50-100 倍配網保護（就

29、地邏輯單元）保護通信關聯保護通信關聯保護通信關聯保護通信關聯配網保護（就地邏輯單元）配網保護（就地邏輯單元）配網保護（就地邏輯單元）配網保護中心邏輯單元配網保護（就地邏輯單元）配網保護（就地邏輯單元）白皮書排版15.indd 8-92018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書101155GG圖 2-2 分布式控制型保護典型拓撲(2)未來的通信需求 帶寬：差動保護帶寬要求 2Mbps。時延：差動保護要求延時小于 10ms，時間同步精度為 10us,電流差動保護裝置所在變電站距離 40km 主備用通道時延抖動在 50us。同時，為達到精準控制，相鄰智能分布

30、式配電自動化終端間在信息交互時必須攜帶高精度時間戳。可靠性：要求高，99.999%隔離要求：配電自動化屬于電網 I/II 生產大區業務，要求和其它 III/IV 管理大區業務完全隔離 連接數量：X*10 個/km2。2.2.1.2 用電負荷需求側響應需求響應即電力需求響應的簡稱，是指當電力批發市場價格升高或系統可靠性受威脅時，電力用戶接收到供電方發出的誘導性減少負荷的直接補償通知或者電力價格上升信號后，改變其固有的習慣用電模式，達到減少或者推移某時段的用電負荷而響應電力供應，從而保障電網穩定，并抑制電價上升的短期行為。用電負荷需求側響應主要是引導非生產性空調負荷、工業負荷等柔性負荷主動參與需求

31、側響應，實現對用電負荷的精準負荷控制，解決電網故障初期頻率快速跌落、主干通道潮流越限、省際聯絡線功率超用、電網旋轉備用不足等問題。未來快速負荷控制系統將達到毫秒級時延標準。圖 2-3 用電負荷需求側響應示意圖(1)業務現狀及發展趨勢 當前現狀傳統需求側響應對負荷的控制指令在終端與主站之間交互，終端橫向之間無數據交互。對負荷的控制，通常只能切除整條配電線路。以直流雙極閉鎖故障為例，若采用傳統方式，以 110KV 負荷線路為對象，集中切除負荷，將達到一定的電力事故等級，造成較大社會影響。后續發展趨勢未來用電負荷需求側響應將是用戶、售電商、增量配電運營商、儲能及微網運營商等多方參與，通過靈活多樣的市

32、場化需求側響應交易模式，實現對客戶負荷進行更精細化的控制，控制對象可精準到企業內部的可中斷負荷，如工廠內部非連續生產的電源、電動汽車充電樁等。在負荷過載時，可有線切斷非重要負荷，將盡量減少經濟損失，降低社會影響。(2)未來的通信需求 帶寬：負荷管理控制終端 50kbps 2Mpbs。時延：毫秒級負荷管理控制時延小于 50ms。可靠性：要求高，99.999%隔離要求：屬于電網 I/II 生產大區業務，要求和其它 III/IV 管理大區業務完全隔離。連接數量：X*10 個/km2。數據交互核 定核 定購 買購 買市電力需求側管理平臺自動需求響應統計模塊供電局需求響應管理系統負荷產品生成模塊負荷產品

33、交易模塊需求響應集成服務公司負荷控制服務平臺企業1企業2企業n企業1企業2企業n反 饋分 配集團企業或工業園區配網保護配網保護配網保護配網保護配網保護配網保護保護通信關聯保護通信關聯保護通信關聯保護通信關聯保護通信關聯白皮書排版15.indd 10-112018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書121355GG2.2.1.3 分布式能源調控分布式能源包括太陽能利用、風能利用、燃料電池和燃氣冷熱電三聯供等多種形式。其一般分散布置在用戶/負荷現場、或鄰近地點，一般接入 35kV 及以下電壓等級配用電網，實現發電供能。分布式發電具有位置靈活、分散的特點，極

34、好地適應了分散電力需求和資源分布，延緩了輸配電網升級換代所需的巨額投資；與大電網互為備用，也使供電可靠性得以改善。分布式能源調控系統主要具備數據采集處理、有功功率調節、電壓無功功率控制、孤島檢測、調度與協調控制等功能，主要由分布式電源監控主站、分布式電源監控子站、分布式電源監控終端和通信系統等部分組成。圖 2-4 分布式能源構成及并網結構圖(1)業務現狀及發展趨勢在風暴和冰雪天氣下，當大電網遭到嚴重破壞時，分布式電源可自行形成孤島或微網向醫院、交通樞紐和廣播電視等重要用戶提供應急供電。同時，分布式電源并網給配電網的安全穩定運行帶來了新的技術問題和挑戰。分布式電源接入配電網后，網絡結構將從原來的

35、單電源輻射狀網絡變為雙電源甚至多電源網絡，配網側的潮流方式更加復雜。用戶既是用電方，又是發電方，電流呈現出雙向流動、實時動態變化。未來需增加配電網的可靠性、靈活性及效率。(2)未來的通信需求 帶寬：帶寬綜合在 2Mbps 以上 時延：采集類小于 3s，控制類小于 1s 可靠性：采集類要求 99.9%,控制信息要求 99.999%隔離要求：同時有 I/II/III 區的業務。安全 I 區包括分布式電源 SCADA 監控信號和配網繼電保護信號是生產控制信號。安全 II 區包括電源站計量業務、保護信息管理與故障錄播業務，安全 III 區包括電源站運行管理業務、發電負荷預測、視頻監控業務。連接數量：海

36、量接入，隨著屋頂分布式光伏、電動汽車充換電站、風力發電、分布式儲能站的發展，連接數量將達到百萬甚至千萬級。2.2.2 采集類業務2.2.2.1 高級計量高級計量將以智能電表為基礎，開展用電信息深度采集，滿足智能用電和個性化客戶服務需求。對于工商業用戶，主要通過企業用能服務系統建設，采集客戶數據并智能分析，為企業能效管理服務提供支撐。對于家庭用戶，重點通過居民側“互聯網+”家庭能源管理系統，實現關鍵用電信息、電價信息與居民共享，促進優化用電。(1)業務現狀及發展趨勢 當前現狀當前主要通過低壓集抄方式進行計量采集。目前多以配變臺區為基本單元進行集中抄表，集中器通過運營商無線公網回傳至電力計量主站系

37、統。目前一般以天、小時為頻次采集上報用戶基本用電數據，數據以上行為主，單集中器帶寬為 10kbps 級，月流量35MB。后續發展趨勢未來在現有遠程抄表、負荷監測、線損分析、電能質量監測、停電時間統計、需求側管理等基礎上，將擴展更多新的應用需求，例如支持階梯電價等多種電價政策、用戶雙向互動營銷模式、多元互動的增值服務、分布式電源監測及計量等。近期主要呈現出采集頻次提升，采集內容豐富、雙向互動三大趨勢。采集頻次提升，為更有效地實現用電削峰填谷，支撐更靈活的階梯定價，計量間隔將從現在的小時級提升到分鐘級，達到準實時的數據信息反饋。采集內容豐富，對于家庭用戶，未來除用電家庭為單位的整體用電信息，采集內

38、容將延伸至用戶住宅內的室內網絡（HAN），實現戶內用電設備的信息計量。此外，隨著以雙向方式將分布式電源、電動汽車、儲能裝置等用戶側設備接入電網，電網計量觀測范圍將進一步加大。雙向互動，通過推廣部署家庭能源管理系統，通過智能交互終端，輔助用戶實現對家用電器的控制，包括家電用電信息采集、與電網互動、家電控制、故障反饋、家電聯動、負荷敏感程度分類等，同時，給用戶提供實時電價和用電信息，并通過 APP 的方式，實白皮書排版15.indd 12-132018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書141555GG現對用戶室內用電裝置的負荷控制，達到需求側管理的目的。

39、中遠期，為了減少集中器對所轄大量電表輪詢采集而產生的時延，避免集中器單點故障導致的大面積采集癱瘓，提升網絡集約化水平，在技術產業推動下，智能電表、智能插座等直采的方式將逐步推廣。這種情況下，網絡連接數量將有 50-100 倍的提升。圖 2-5 未來高級計量場景(2)未來的通信需求 帶寬：上行 2Mbps，下行不小于 1Mbps 時延：一般的大客戶管理、配變檢測、低壓集抄、智能電表為在 3 秒以內，需要精準費控的場景，時延要求小于 200ms。可靠性：要求高，99.9%隔離要求：屬于電網 II 區業務，安全性要求低于 I 區，但須與 I 區實現邏輯隔離，與 III 區實現物理隔離。連接數量：集抄

40、模式 X*100 個/km2；下沉到用戶后翻 50100 倍，可達千級/km2，甚至萬級/km2。2.2.2.2 智能電網大視頻應用主要包含變電站巡檢機器人、輸電線路無人機在線監測、配電房視頻監控、移動式現場施工作業管控、應急現場自組網綜合應用五大場景。主要針對電力生產管理中的中低速率移動場景，通過現場可移動的視頻回傳替代人工巡檢，避免了人工現場作業帶來的不確定性，同時減少人工成本，極大提高運維效率。(1)業務現狀及發展趨勢 變電站巡檢機器人該場景主要針對 110kV 及以上變電站范圍內的電力一次設備狀態綜合監控、安防巡視等需求，目前巡檢機器人主要使用 WIFI 接入，所巡視的視頻信息大多保留

41、在站內本地，并未能實時地回傳至遠程監控中心。未來變電站巡檢機器人主要搭載多路高清視頻攝像頭或環境監控傳感器，回傳相關檢測數據，數據需具備實時回傳至遠程監控中心的能力。在部分情況下，巡檢機器人甚至可以進行簡單的帶電操作，如道閘開關控制等。對通信的需求主要體現在多路的高清視頻回傳（Mbps 級），巡檢機器人低時延遲的遠程控制（毫秒級）。圖 2-6 智能巡檢機器人應用場景 輸電線路無人機巡檢該場景主要針對網架之間的輸電線路物理特性檢查，如彎曲形變、物理損壞等特征，該場景一般用于高壓輸電的野外空曠場景，距離較遠。一般兩個桿塔之間的線路長度在200-500米范圍，巡檢范圍包括若干個桿塔，延綿數公里長。典

42、型應用包括通道林木檢測、覆冰監控、山火監控、外力破壞預警檢測等。目前主要是通過輸電線路兩端檢測裝置，通過復雜的電纜特性監測數據計算判斷，輔助以人工現場確認。目前亦有通過無人機巡檢，控制臺與無人機之間主要采用 2.4G 公共頻段的 WIFI 或廠家私有協議通信，有效控制半徑一般小于 2Km。可見光攝像頭紅外攝像頭照明裝置變壓器智能 電表智能 電表智能 電表低壓集 抄終端非侵入式負荷識別95598.網上營業廳微信.APP多渠道服務體系掌上電力APP互動智能家具APP充電樁太陽能板智能 插座冰箱空調熱水器電飯煲洗衣機智能 插座智能 插座智能 插座智能 插座寬帶接入 IP電話電視智能交互機頂盒紅外探測

43、器煙霧探測器燃氣泄漏探測器智能交 互終端電力流無線通信信息流戶外光纖10KV380V電力通信變壓器用戶家庭電動汽車充電樁分布式電源白皮書排版15.indd 14-152018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書161755GG圖 2-7 無人機巡檢及應用場景未來隨著無人機續航能力的增強，及 5G 通信模組的成熟，結合邊緣計算（MEC）的應用，5G 綜合承載無人機飛控、圖像、視頻等信息將成為可能。無人機與控制臺均與就近的 5G 基站連接，在 5G 基站側部署邊緣計算服務，實現視頻、圖片、控制信息的本地卸載，直接回傳至控制臺，保障通信時延遲在毫秒級，通信帶

44、寬在 Mbps 以上。同時還可利用 5G 高速移動切換的特性，使無人機在相鄰基站快速切換時保障業務的連續性，從而擴大巡線范圍到數公里范圍以外，極大提升巡線效率。圖 2-8 5G 無人機巡檢新模式 配電房視頻綜合監視該場景主要針對配電網重要節點（開閉站）的運行狀態、資源情況進行監視。該類業務一般在配電房內或相對隱蔽的公共場所，是集中型實時業務，業務流向為各配電房視頻采集終端集中到配網視頻監控平臺。當前，配電房內大量配電柜等設備，其各路開關的運行信息多采用模擬指針式，其運行狀態及各開關閉合狀態仍需人工勘察巡檢，手抄記錄。同時大量的配電房仍缺乏視頻安防及環境監控。光纖覆蓋難度大。未來，重要配電房節點

45、（開閉站）內可配備智能的視頻監視系統，按照配電房內配電柜的布局，部署可靈活移動的視頻綜合監視裝備，對配電柜、開關柜等設備進行視頻、圖像回傳，云端同步采用先進的 AI 技術，對配電柜、開關柜的圖片、視頻進行識別，提取其運行狀態數據、開關資源狀態等信息，進而避免了人工巡檢的繁瑣工作。在滿足智能巡檢的基礎上，該系統還可完成機房整體視頻監視，溫濕度環境等傳感器的綜合監控功能。考慮到該智能巡檢裝備至少需搭載 2 路攝像頭，圖像格式質量達到 4 CIF 要求，視頻為高清以上，單節點帶寬需 410Mbit/s 以上，且帶寬流量需連續穩定。為保障視頻傳送不卡頓，時延小于 200ms，且需要考慮配電房或隱蔽公共

46、場所的弱覆蓋問題。圖 2-9 配電房視頻綜合監控應用場景 移動式現場施工作業管控在電力行業，涉及強電作業，施工安全要求極高，該場景主要針對電力施工現場的人員、工序、質量等全放位進行監管，并針對方案變更、突發事故處理等緊急情況提供遠程實時決策依據，并提供事故溯源排查等功能。目前施工現場的監管主要依靠現場監理，并通過手機、平板等智能終端進行關鍵信息的圖片、視頻回傳。由于施工現場具有隨機、臨時的特征，不適合采用光纖有線接入的方案。若采用 4G 網絡回傳，在密集城區的施工場地，4G 網絡的容量受限，往往無法提供持續穩定的多路視頻同時回傳，在郊外空曠區域，4G 網絡覆蓋難以滿足業務接入需求。目前民用使用

47、2.4G頻段，軍方使用自有頻段，一般民用在500米2公里，軍用在5公里以上。目前無人機跨5G基站切換未來5G5G控制臺MEC本地視頻流量卸載及飛控信息處理通道林木監控山火監控外力破壞預警檢測覆冰監控白皮書排版15.indd 16-172018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書181955GG未來利用 5G 提供穩定持續的視頻回傳功能，在現場根據需求，臨時部署多個移動攝像頭對施工現場進行實時監控，在緊急情況下，可移動攝像頭聚焦局部區域，提供實時決策，施工完畢后，移動的攝像頭可以復用到其他施工現場。預計局部施工現場需提供 5-8 個移動攝像頭，每個攝像頭

48、提供長期穩定的高清視頻回傳，帶寬需求在 2050Mbps，為避免視頻卡頓，時延遲在 200ms 以內。圖 2-10 移動式現場施工作業管控應用場景 應急現場自組網綜合應用主要針對地震、雨雪、洪水、故障搶修等災害環境下的電力搶險救災場景，通過應急通信車進行現場支援，5G 可為應急通信現場多種大帶寬多媒體裝備提供自組網及大帶寬回傳能力，與移動邊緣計算等技術像結合，支撐現場高清視頻集群通信、指揮決策。目前應急通信車主要采用衛星作為回傳通道，配備了衛星電話、移動作業等裝備，現場集群通信以語音、圖像為主，通過衛星回傳至遠端的指揮中心進行統一調度和指揮決策。未來應急通信車將作為現場搶險的重要信息樞紐及指揮

49、中心，需具備自組網能力，配備各種大帶寬多媒體裝備，如無人機、單兵作業終端、車載攝像頭、移動終端等。應急通信車可配備搭載 5G 基站的無人機主站，通過該無人機在災害區域迅速形成半徑在2-6km 的 5G 網絡覆蓋，其余無人機、單兵作業終端等設備可通過接入該無人機主站，回傳高清視頻信息或進行多媒體集群通信。應急通信車一方面作為現場的信息集中點，結合邊緣計算技術（MEC），實現基于現場視頻監控、調度指揮、綜合決策等豐富的本地應用。另一方面，可為無人機主站提供充足的動力，使其達到 24 小時以上的續航能力。圖 2-11 應急現場自組網綜合應用場景預計 v 單個應急通信車需提供 4-10 路穩定持續的高

50、清視頻回傳通道，帶寬需求在50100Mbps，為避免視頻卡頓，時延遲在 200ms 以內。(2)未來的通信需求 帶寬：根據場景不同，要求可持續穩定的保障 4100Mbps。時延：多媒體信息時延要求小于 200ms。控制信息時延遲小于 100ms。可靠性：多媒體信息可靠性要求 99.9%，控制信息可靠性要求 99.999%隔離要求：基本屬于電網 III 區業務，安全性要求低于 I/II 區。少量控制功能如巡檢機器人需遠程操作的控制信息屬于 I/II 區。連接數量：集中在局部區域 210 個不等。移動性：移動速率相對較低，在 10120km/h 范圍內。應急通信車應急通信車遠程指揮中心遠程指揮中心

51、單兵作業視頻回傳衛星衛星衛星衛星衛星主站無人機1無人機主站（搭載5G基站）未來電力應急應用目前電力應急應用5G5G白皮書排版15.indd 18-192018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書202155GG3.1 5G 的概念與特征隨著 4G 進入規模商用，面向 2020 年及未來的第五代移動通信（5G）已成為全球通信發展熱點。相對 4G，5G 將以一種全新的網絡架構，提供 10Gbps 以上的帶寬、毫秒級時延，及超高密度連接，實現網絡性能新的躍升。ITU 定義了 5G 三大場景：增強移動帶寬（eMBB）、超高可靠低時延通信（uRLLC）、大規模機

52、器類通信（mMTC）。相對應 ITU 的三大場景，我國 IMT2020 提出了連續廣域覆蓋、熱點高容量、低時延高可靠和低功耗大連接四大場景。(1)行業趨勢：5G 是新一輪移動通信的演進方向自 20 世紀 80 年代以來，移動通信每十年出現新一代革命性技術，推動著信息通信技術、產業和應用的革新，為全球經濟社會發展注入源源不斷的強勁動力。截至目前，移動通信技術已經歷了1G 至4G 四個時代，正朝著第五代移動通信技術（5G）闊步前行，由此引發的新一輪技術創新浪潮正在蓄積。(2)5G 實現“萬物互聯”，滿足更多垂直行業需求相比于 4G 以人為中心的移動寬帶網絡，5G 網絡將實現真正的“萬物互聯”，并締

53、造出規模空前的新興產業，為移動通信帶來無限生機。物聯網擴展了移動通信的服務范圍，從人與人通信延伸到物與物、人與物智能互聯，使移動通信技術滲透至更加廣闊的行業和領域。垂直行業是 5G 時代重要的業務場景，從傳統以人為中心的服務拓展至以物為中心的服務。能源、車聯網、工業控制等物聯網行業的業務特征和對網絡的需求差異巨大，傳統網絡一種架構滿足所有場景的設計模式難以滿足 5G 時代新業務新能力的要求。(3)5G 提供定制化的端到端網絡切片服務，更好滿足“行業專網”的需求網絡切片四大特征包括定制性、隔離和專用性、分級 SLA 保障以及可基于統一平臺靈活構建、自動化運維。定制性：網絡能力可定制、網絡性能可定

54、制、接入方式可定制、服務范圍和部署策略可定制，有助于行業分步驟、按需、快速地開通新業務所需要的網絡新特性。隔離和專用性：為不同的切片提供服務于特定的應用場景的差異化資源使用策略、數據訪問安全、高可用性等保障，使得不同切片之間相互隔離，互不影響。按需連接服務：為垂直行業提供按需采購、穩定可靠的連接服務。統一平臺：5G 引入了如 SDN（軟件定義網絡）和 NFV（網絡功能虛擬化）。實現2.3 業務指標小結表 2-2 智能電網典型應用場景關鍵通信需求指標匯總 3.5G 概述及其對智能電網的價值業務類別業務名稱通信需求時延帶寬可靠性安全隔離連接數控制類智能分布式配電自動化 10ms 2Mbps99.9

55、99%安全生產 I 區X*10 個/km2用電負荷需求側響應 50ms10kbps2Mbps99.999%安全生產 I 區分布式能源調控采集類 3s控制類 1s 2Mbps99.999%綜合包含 I、II、III 區業務百萬 千萬級采集類高級計量 3s12Mbps 99.9%管理信息大區III集抄模式 X*100個/km2下沉到用戶后翻50100 倍變電站巡檢機器人 200ms410Mbps99.9%管理信息大區III集中在局部區域12 個輸電線路無人機巡檢配電房視頻綜合監控20100Mbps局部區域內 510個移動現場施工作業管控應急現場自組網綜合應用白皮書排版15.indd 20-2120

56、18/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書222355GG軟件與硬件的解耦，網絡功能以虛擬網元的形式部署在統一基礎設施上，提升切片的管理效率，提供更為高效的行業服務。圖 3-1 網絡切片示意圖3.2 5G 網絡切片關鍵技術網絡切片整體包括接入、傳輸、核心網域切片使能技術，網絡切片標識及接入技術，網絡切片端到端管理技術，網絡切片端到端 SLA 保障技術 4 項關鍵技術。其中，接入、傳輸、核心網域切片使能技術作為基礎支撐技術，實現接入、傳輸、核心網的網絡切片實例；網絡切片標識及接入技術實現網絡切片實例與終端業務類型的映射，并將終端注冊至正確的網絡切片實例；網

57、絡切片端到端管理技術實現端到端網絡切片的編排與管理；網絡切片端到端 SLA 保障技術可以對各域網絡性能指標進行采集分析和準實時處理，保證系統的性能滿足用戶的 SLA 需求。圖 3-2 5G 端到端網絡切片總體架構關鍵技術 1：接入、傳輸、核心網域切片使能技術3GPP 標準定義了切片總體架構，其滿足資源保障、安全性、可靠性/可用性等多方面的隔離訴求。具體到各技術域，可以支持多種不同的資源隔離與共享方式，以適配不同等級的性能、功能以及隔離訴求。核心網：未來核心網是基于虛擬化部署，核心網功能設計及架構是基于服務化架構，因而相比于無線接入網和承載傳輸網來說，核心網可更加靈活地支持網絡功能定制化、切片隔

58、離、基于切片的資源分配。核心網管理可以對終端可接入的切片標識進行分配與更新，完成切片接入流程與安全校驗的主要功能。接入網：接入網自身技術特征所產生的關聯需求決定了其對網絡切片的支持方式，比如接入網使用的稀缺資源（空口頻譜資源），因而在網絡切片技術中要考慮其資源使用效率需求。接入網側主要是支持對切片的感知、基于切片的路由、資源隔離，并支持基于切片的靈活資源調度。傳輸網：承載傳輸網對于網絡切片的支持立足于解決各種垂直行業的 QoS 差異，隔離性，以靈活性需求。對于承載傳輸，天生就是基于網絡資源層面切片實現的。比如，針對切片網絡的時延和抖動要求有一定彈性，不是嚴格的要求如 10ms 以內，則可以考慮

59、使用 VLAN 及 QoS 的調度軟隔離方式來支持；針對有時延和可靠性要求的網絡切片，關鍵技術3-網絡切片端到端管理技術關鍵技術4-網絡切片端到端SLA保障技術關鍵技術2-網絡切片標識及接入技術關鍵技術1-接入、傳輸、核心網域切片使用技術接入網管理傳輸網管理核心網管理通信業務管理端到端資源管理及編排端到端切片管理切片選擇功能統一物理基礎設施（計算、網絡、存儲）切片二切片一數據分析數據采集可視運維核心網低時延時會話控制低時延用戶面高帶寬會話控制高帶寬用戶面核心網接入網（支持切片）傳輸網（支持切片）終端一終端二物聯網大連接業務物聯網大連接場景增強寬帶場景因特網增強寬帶業務超低時延超高可靠性業務統一

60、基礎設施平臺超低時延超高可靠場景傳輸用戶面功能1會話管理1接入管理1用戶面功能1會話管理2接入管理2用戶面功能2會話管理3接入管理3傳輸用戶面功能2傳輸mMTC切片eMBB切片uRLLC切片用戶面功能3NFVI中心DC NFVI邊緣DC IP網 共享的網絡基礎設施傳輸白皮書排版15.indd 22-232018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書242555GG可采用硬隔離的承載傳輸技術，如基于 FlexE 交叉或是 OTN 等。關鍵技術 2：網絡切片標識及接入技術網絡切片標識由兩部分組成：1）切片類型，即 3GPP 中定義的 Slice type（S

61、ST），用于描述切片的主要特征與網絡表現 2）切片差異化標識符，即 Slice Differentiator（SD），用于進一步細化差異切片標識是從標識行業客戶對切片需求的重要標識。執行網絡切片選擇時，終端支持在 RRC 和 NAS 攜帶網絡切片標識的能力。基站支持基于網絡切片標識選擇核心網網絡功能的能力。核心網中引入新的網絡切片選擇功能（NSSF）并支持接入管理功能（AMF）重定向及選擇其他網絡功能（SMF 等）能力，當執行完網絡切片選擇后，核心網隨之更新終端攜帶的網絡切片標識。關鍵技術 3：網絡切片端到端管理技術網絡切片端到端管理技術可以采集網絡切片各技術域的通信狀態信息與過程信息，從而對

62、網絡切片的功能與資源進行按需調配，使得整個網絡的運行更加高效，并對進行端到端的管理。具體功能包括：1）負責端到端網絡切片實例的生命周期管理。切片實例可以區分地域來管理，根據行業的不同需求，每個切片標識可以對應多個實例。2）負責切片的端到端跨域資源調配3）負責切片的整體策略配置關鍵技術 4：網絡切片端到端 SLA 保障技術SLA 的保障在通信網絡里一直是非常挑戰的問題，在 5G 網絡切片基礎上，區別于過去的電信網絡，移動運營商通過以下幾方面的協作，實現 SLA 保障：1）網絡資源的SLA保證：在網絡切片的創建過程中，通過各域的質量保證技術協同，實現網絡資源合理分配，基于一定概率提供承諾的 SLA

63、 保證；2）SLA 的監控及可視化：在網絡切片的運行過程中，管理面提供基于租戶粒度的SLA 監控、統計、上報等特性；支持 SLA 可視化管理；3）端到端 SLA 的閉環：現有網絡運維基礎上引入閉環業務保障機制，網絡基于可預測的 QoS 及實時上報的性能指標，與應用層配合，及時根據當前業務性能指標對于網絡進行調整。3.3 5G 對智能電網的價值從宏觀層面，全球各國已達成共識，5G 已成為全球各國數字化戰略的先導領域，是國家數字化、信息化發展的基礎設施。同時，如電力、汽車、工業制造等更多的垂直行業深度參與了 5G 標準，引導了各自領域的標準制定，使 5G 技術能夠更好地服務于各垂直行業。聚焦到智能

64、電網領域，尤其在智能配用電環節，5G 技術為配電通信網“最后一公里”無線接入通信覆蓋提供了一種更優的解決方案，智能分布式配電自動化、高級計量、分布式能源接入等業務未來可借力 5G 取得更大技術突破。5G 網絡可發揮其超高帶寬、超低時延、超大規模連接的優勢，承載垂直行業更多樣化的業務需求，尤其是其網絡切片、能力開放兩大創新功能的應用，將改變傳統業務運營方式和作業模式，為電力行業用戶打造定制化的“行業專網”服務，相比于以往的移動通信技術，可以更好地滿足電網業務的安全性、可靠性和靈活性需求，實現差異化服務保障，進一步提升了電網企業對自身業務的自主可控能力。(1)全球各國均將 5G 作為數字化戰略的先

65、導領域全球各國的數字經濟戰略均將 5G 作為優先發展的領域，力圖超前研發和部署 5G，普及 5G 應用。歐盟于 2016 年發布歐盟 5G 宣言-促進歐洲及時部署第五代移動通信網絡，將發展 5G 作為構建“單一數字市場”的關鍵舉措。韓國在 2018 年平昌冬奧會期間開展 5G NSA 預商用試驗。我國自 2014 年便開始 5G 場景需求的制定、技術研發和測試驗證工作，2018 年將全面開展 5G 規模試驗，在 2019 年實現 5G 試商用，2020年實現全面商用。(2)各垂直行業充分參與 5G 標準制定，使 5G 更好服務垂直領域3GPP 在 5G 的標準制定中，廣泛征求各垂直行業應用場景

66、及需求。除運營商、傳統通信設備廠商意外，各垂直行業代表（如德國大眾、西門子、博世、阿里巴巴、南方電網等）白皮書排版15.indd 24-252018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書262755GG紛紛加入 3GPP 標準組織，充分發表各自領域對標準的要求。其中，南方電網首次參加3GPP 標準制定，提出切片管理信息開放、5G 公網授時等電力行業需求相關的標準提案10 余項，其中 7 項被采納。這也意味著南方電網公司將更深度參與到 5G 電力需求及技術實現方案的標準制定中，助力 5G 基礎設施更廣泛地服務于電力行業用戶。(3)5G 網絡切片技術，可為智

67、能電網不同業務提供差異化的網絡服務能力智能電網業務需求廣泛，同時包含了 eMBB（如巡檢機器人、無人機巡檢、應急通信等智能電網大視頻應用）、uRLLC（智能分布式配電自動化）、mMTC（高級計量、分布式能源等）三大場景。不同網絡的切片服務可更有針對性地解決智能電網的通信傳輸需求。(4)5G 網絡切片技術，可為電網不同分區業務提供高可靠安全隔離在不同生產、管理大區的電力業務有不同的安全隔離要求。5G 網絡切片技術可為電網不同分區業務提供物理資源、虛擬邏輯資源等不同層次的安全隔離能力，為智能電網的業務承載提供更好的安全保障。(5)5G 網絡具備能力開放，實現電力終端通信的可管可控電力企業可利用公網

68、運營商提供的各種能力開放（包括網絡切片定制、規劃部署、運行監控能力，公網運營商開放給用戶的各類數據，以及通信終端或模組采集的各類數據），實現電力通信終端的連接管理、設備管理、業務管理、專用網絡切片管理、認證和授權管理等創新業務，更好地支撐智能電網運維管理。4.1 總體體系5G 智能電網整體解決方案總體分為端、管、云、安全體系 4 個部分。端的層面，主要包括智能分布式配電自動化終端、集中器、電表、無人機、巡檢機器人、高清攝像頭等不同電力終端，分別對應 5G 三大網絡切片場景。管的層面，主要包括基站、傳輸承載、核心網等網絡，共同為智能電網提供網絡切片服務。并可根據電力業務的不同分區，在三大網絡切片

69、基礎上，進一步為電力企業不同的業務提供不同的子切片服務，保證電力業務的安全隔離要求，通過與電力各類業務平臺對接，實現電力終端至主站系統的可靠承載。同時運營商網絡通過能力開放平臺，實現終端與網絡信息的開放共享，進而為電力行業提供網絡切片二次運營的可能。云的層面，5G 基于 NFV/SDN 的網絡實現方式，為電力行業客戶提供更開放、更便捷的終端業務自主管理、自主可控能力。基于此，電力領域的業務平臺總體上可分為兩大類。第一類是傳統的電力業務平臺，如配網自動化、計量自動化等主站系統。第二類是電力業務通信管理支撐平臺，主要包括通信終端管理、業務管理、切片管理、統計分析及高級應用等 5 大類應用。此平臺對

70、電力內部，作為通信管理的能力開放平臺，為第一類業務平臺提供切片管理服務以及終端狀態、流量狀態等信息，實現電力終端通信的可管可控；對外，將作為與運營商網絡的接口，通過對接運營商網絡能力開放平臺或終端應用層交互的方式，獲取終端、業務、網絡等信息，并在此基礎上提供基于大數據的更多高級應用。安全體系方面，涵蓋了端、管、云三個層次，云層面將根據電力行業及國家相關要求，電力生產控制類業務通過 5G 公網進入電力業務平臺前，將接入安全接入區，進行必要的網閘隔離。5G 智能電網安全手段，重點聚焦在管、端兩側，主要通過利用 5G 提供的統一認證框架、多層次網絡切片安全管理、靈活的二次認證和密鑰能力及安全能力開放

71、等新屬性，進一步提升安全性。4.5G 智能電網端到端網絡切片解決方案白皮書排版15.indd 26-272018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書282955GG圖 4-1 5G 端到端網絡切片總體體系4.2 終端部分4.2.1 業務類型與網絡切片間映射關系5G 系統中 eMBB、uRLLC、mMTC 三大場景將為智能電網各類典型業務提供能力。其中，eMBB 場景主要為智能電網的大視頻應用，包括了變電站巡檢機器人、輸電線路無人機巡檢、配電房視頻綜合監控、移動現場施工作業管控、應急現場綜合自主網應用。uRLLC 場景主要包括智能分布式配電自動化、用電負

72、荷需求側響應業務。mMTC 場景主要為分布式能源調控及高級計量兩大業務。4.2.2 5G 電力通信終端形態展望5G 電力通信終端形態將包括獨立式通信終端（CPE）、嵌入式通信模塊兩類。其中CPE 南向與電力業務終端的接口進行通信連接適配，嵌入式通信模塊把 5G 的通信能力集成到電力業務終端內部。兩種設備均通過北向接入 5G 網絡。在智能電網 5G 典型應用場景中，綜合考慮終端形態、改造成本、移動性、負載性、取電等因素，對于變電站巡檢、無人機巡線、配電房視頻綜合監控、移動現場施工作業管控、應急通信等大視頻應用的終端，建議后續主要采用嵌入式模塊方式。對于智能分布式配電自動化、用電負荷需求側響應、分

73、布式能源調控的終端可采用 CPE 或嵌入式通信模塊的方式。表 4-1 典型電力終端的通信終端形態及其網絡切片映射 業務類別典型電力終端5G 通信終端形態主要考慮因素網絡切片類型智能分布式配電自動化智能分布式配電終端、智能 DTUCPE/嵌入式模塊-uRLLC用電負荷需求側響應負荷管理控制終端CPE/嵌入式模塊-uRLLC分布式能源調控分布式采集、控制終端CPE/嵌入式模塊-mMTC高級計量集中器、智能電表嵌入式模塊形態小，低成本mMTC變電站巡檢巡檢機器人嵌入式模塊移動性、取電難eMBB輸電線路巡檢無人機、高清攝像頭、線路故障指示器嵌入式模塊移動性、減少負載、取電難配電房視頻綜合監控移動高清攝

74、像頭嵌入式模塊移動性、形態小移動現場施工作業管控移動作業終端嵌入式模塊形態小應急現場自組網綜合應用無人機、智能頭盔、單兵作業終端嵌入式模塊移動性、形態小、減少負載安全接入區電力各類平臺業務網絡切片安隔離縱向加解密業務流管理流安全體系管端云運營網絡能力開放電力業務通信管理支撐平臺業務管理終端管理切片管理統計分析高級應用無人巡查視頻監控應急通信差動保護裝置智能分配式配電終端負荷管理控制終端集中器三遙終端智能電表電房監控.eMBB切片uRLL切片mMTC切片切片1切片1切片1切片1.切片1切片1.白皮書排版15.indd 28-292018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力

75、智能電網應用白皮書303155GG4.3 網絡部分4.3.1 電力業務網絡切片概述基于電力行業的需求和網絡切片技術理念，面向電力的端到端切片解決方案如下圖所示 圖 4-2 基于 5G 的電力業務網絡切片整體方案運營商將提供三大類切片滿足不同類型的業務需求：eMBB 切片滿足高帶寬業務需求、uRLLC 切片滿足低時延業務需求，mMTC 切片滿足大連接業務需求。每類切片可按需構建多個網絡切片實例，電網企業可根據切片運行的狀態及業務需求，為所屬各單位提供差異化的電力業務網絡切片服務。智能電網不同業務場景與網絡切片類型的映射關系可參考 4.2.1 章節。4.3.2 電力業務網絡切片隔離方案電力行業網絡

76、切片隔離主要包括以下兩大維度：電力與其他行業及個人用戶通信業務之間的隔離，以及電力自身不同分區業務之間的隔離。針對上述兩大維度，可從接入網（含空口、基帶、協議棧等）、傳輸網和核心網三個層面分別定制不同的隔離策略。(1)接入網隔離方案接入網的整體功能分為三個部分，空口/射頻、基帶處理和高層協議棧。高層協議棧功能具備靈活的隔離架構，既可以完全共享，也可以對電力不同區域或類型的業務進行按需隔離。在空口頻譜資源的使用策略上，電力業務和運營商網絡中的其他業務共享頻譜資源，采用相同的上下行配比。所有業務在時域和頻域兩個維度都可進行動態的按需調度。其中 uRLLC 和 eMBB 可以共享頻段，通過不同的物理

77、層參數、調制編碼方案、調度方案等達成差異化的時延、可靠性目標。基于頻譜資源共享的前提，接入網的低層設備資源如射頻、前傳、基帶等部分功能與資源也都是共享的。針對電力業務網絡切片中可能存在的緊急保障類需求，可以通過優先接納、負載控制等技術，優先保障電力高優先級業務，避免其他切片中的業務影響電力業務的性能表現。在確有必要的情況下，運營商可以為電力配置特定的搶占策略，以搶占其他優先級更低的切片資源。(2)傳輸網隔離方案RAN 與 CN 之間的回傳網絡連接可以用運營商網絡，以便達成更好的 E2E 切片配合效果。回傳網絡的業務切片，根據對安全和可靠性的不同訴求，分為硬隔離和軟隔離。硬隔離基于 TDM 時隙

78、交叉實現，軟隔離基于 VLAN 和 QoS 實現，支持靈活的業務區分。通過支持軟硬隔離的傳輸網絡切片可以滿足電力需求。(3)核心網隔離方案在無線蜂窩網 3GPP 標準中已經明確，核心網在邏輯功能上嚴格隔離，區分切片，每個切片都有專用的功能。核心網隔離有兩大類方案：物理隔離，即物理服務器電力專用，如有極高的安全需要，可將服務器部署在不同地理位置；邏輯隔離，即電力與運營商其他業務共享硬件服務器、區分虛擬機。4.3.3 電力業務網絡切片可靠性保障方案公網運營商網絡可為關鍵、核心的電力業務網絡切片提供至少 99.99%的整體網絡通道可用度服務，并有多樣化的保障機制來滿足電力的不同業務需求。智能分布式配

79、電自動化、用電負荷需求側響應場景電力Slice1（uRLLC切片）控制子站智能DTU、負荷管理控制終端BackhaulBackhaulAMFBackbone邊緣DC區域DC（地級市）中心DC基站運營商網絡切片管理電力業務通信管理支撐平臺高級計量、分布式能源場景集中器、智能電表大視頻應用場景巡查機器人、無人機、應急通信等SMFUDMPCRFUPF基站基站電力Slice2（mMTC切片）控制子站BackhaulBackhaulAMFBackbone邊緣DC區域DC（地級市）中心DC業務主站SMFUDMPCRFUPF電力Slice3（eMBB切片）控制子站BackhaulBackhaulAMFBac

80、kbone邊緣DC區域DC（地級市）中心DCSMFUDMPCRFUPF白皮書排版15.indd 30-312018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書323355GG(1)傳輸硬管道和主備保護鏈路：傳輸為電力業務網絡切片提供硬管道，保護業務傳輸不受其他業務影響，保證業務的帶寬和時延等。運營商核心網和回傳部分的傳輸通道可以采用備份機制，基于快速主備倒換技術，支持電力業務在主用和備用通道之間無損遷移。(2)故障檢測與快速處理：運營商通過部署實時監控技術，針對網絡中的多項運行指標進行聯合分析，檢測不同類別的異常場景，進行故障隔離和快速恢復。(3)接入側雙頻組

81、網：運營商可以在基礎覆蓋能力上進行按需增強，比如采用多個頻段進行交疊組網，當某一個頻段出現覆蓋丟失、極度擁塞的情況時，將電力業務轉移到另一個頻段上。4.3.4 電力業務網絡切片能力開放方案電力業務網絡切片由公網運營商向電網企業提供切片訂制的可選菜單，運營商針對電力的業務訂購，轉換成網絡語言進行切片部署，切片部署的過程對電網企業是透明的，且公網運營商可把切片的實時運行狀態（如基礎資源運行狀態、業務關鍵指標、異常告警信息等）開放給電網企業，電網企業可根據切片運行狀態及不同分區的業務需求，為所屬各單位進行高強度的安全隔離，定制化分配資源，提供差異化切片服務，從而形成行業切片運行閉環管理。圖 4-3

82、5G 電力業務切片服務圍繞電力業務網絡切片的定制、部署、運行三個環節，公網運營商擬向電力行業用戶開放的切片管理能力包括切片定制設計、切片規劃與部署、切片運行監控三方面。圖 4-4 電力業務網絡切片能力開放架構圖(1)電力業務網絡切片定制設計基于電力行業與運營商達成的商業意向，電網企業可參與到電力業務網絡切片的頂層設計過程中。在業務設計階段，電網企業可參與的內容包括：在 eMBB、uRLLC、mMTC 三大類基礎上，電網企業可按需擴展自定義切片類型，以區分不同分區業務或有特殊管理需求的業務設置具體電力業務與網絡切片類型的映射關系。對于通信安全、可靠性、部署位置等需求差異很大的業務，可以通過網絡切

83、片隔離來實現；只在時延、速率、丟包率方面有細微差異的業務，且沒有獨立管理需求的，可以通過 5QI 來區分。設置接入網絡切片的終端數量，不同類型的網絡切片，其允許設置的終端接入數量級別也有差異，uRLLC 網絡切片支持的終端數量相對較少。定義每個網絡切片的邏輯功能，如針對不需要移動性的網絡切片，可以不需要移動性處理模塊；針對需要定位服務的網絡切片，可以增加定位處理功能。(2)電力業務網絡切片規劃與部署同一種網絡切片類型、同樣的電力業務，在不同的地理范圍內可以定義多個網絡切片實例。例如，為各省/地/市分別部署不同的網絡切片實例，最終在全網范圍內形成幾十個可管理的切片實例。電力業務網絡切片綜合管理器

84、則可部署在集中區域，便于查看所有電力業務網絡切片的實例狀態。對于每一類型切片，可按需選擇資源冗余、主備倒換方案等，以滿足不同可靠性要求；對于超高可靠性的業務，可單獨定義是否需要雙頻組網等特殊覆蓋部署；針對地理位置特殊的電力業務，尤其是地下室等需要深度覆蓋的特定區域，可按需定義其室內部署方式。切片部署具體網絡切片實例參數切片部署區域切片的實例的資源編排切片運行切片基礎資源運行狀態（如CPU、內存、存儲、網絡帶寬利用率等）切片業務的關鍵指標（如連接數、位置信息、時延、速率、流量等）切片異常告警診斷等切片定制切片模板類型運營商PLMN服務區域網絡選擇標識業務數據包類型最大終端連接數端到網絡延時上下行

85、速率移動性等級隔離性等級電網企業電信運營商電力終端SecGWIPSecTunnel無線公網運營商電力切片服務智能分布式配電終端分布式能源終端負荷管理控制終端高級計量終端智能大視頻應用終端運營商默認核心網電網Slice核心網(信息采集&配網1）電網Slice核心網(配網2）AAA省/市信息中心電力應用（電網安全區）自動化機房變電站白皮書排版15.indd 32-332018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書343555GG(3)電力業務網絡切片實例運行監控公網運營商通過可視化界面或 API 接口將網絡切片運行相關信息開放給電網企業，以便對不同類型不同業

86、務的多個網絡切片實例進行實時監控管理。切片運行相關信息如核心網的 CPU、內存，接入網的頻譜資源使用情況等；切片業務關鍵性能指標，如切片在線用戶數、時延、速率等；以及切片運行異常告警與診斷信息。4.4 電力業務通信管理支撐平臺4.4.1 電力業務通信管理支撐平臺總體架構電力業務通信管理支撐平臺總體上分為數據采集與控制層、平臺層、管理應用層及橫向接口四個層次。數據采集與控制層，可通過 RestFul 接口與運營商的網絡能力開放平臺對接，或直接通過應用層協議從無線終端采集相關狀態數據。同時，通過運營商能力開放平臺獲取終端所屬網絡切片狀態的信息。該平臺需要考慮與多個運營商網絡能力開放平臺對接，以保障

87、接入不同運營商網絡的終端均可觀、可控。數據采集層通過消息總線向上提供靈活的數據交互能力。平臺層通過API接口為上層應用提供數據存儲、流量引擎、負載均衡等公共服務能力，實現基礎能力的統一封裝，支撐上層應用的快速上線。應用層主要包括終端管理、業務管理、切片管理、統計分析及其他高級應用等，向下通過 API 接口調用平臺層所封裝的能力，實現業務靈活快速上線，對外通過 Web 等方式實現各類管理終端的遠程接入。橫向接口層提供 RestFul、Http、FTP 等豐富接口適配傳統電力各類業務系統，如系統運行、計量自動化、配網自動化等。圖 4-5 電力業務通信管理支撐平臺總體架構4.4.2 電力業務通信管理

88、支撐平臺功能模塊電力業務通信管理支撐平臺主要包括數據采集域、應用域、管理域、統一接口服務域的基本功能模塊。有別于以往的移動通信網絡發展模式，依托 5G 網絡能力開放和切片技術，未來該平臺將為電網企業提供更豐富的、更多元化、更靈活的網絡切片服務管理能力，同時電力業務通信管理支撐平臺自身也以更開放的架構，向電力內部業務提供支撐服務。數據采集域：主要實現接口層的適配，實現與運營商接口、無線終端的統計接口采集。應用域：包括通信終端管理、連接管理、網絡切片管理、統計分析等 4 項基礎應用及高級應用。其中通信終端管理、連接管理主要實現電力通信終端位置、狀態、性能、臺賬、卡號、流量、業務資費、在線狀態等信息

89、的監測管理網絡切片管理分為兩類，一類是狀態監測型，主要包括對運營商網絡的業務切片屬性、切片資源視圖、切片負荷運行狀態的監測，另一類是控制管理型，包括根據電力企業的需求訂購網絡切片，選擇網絡切片類型、容量、性能及相關覆蓋范圍，可根據電力企業的需求調整切片的功能、業務屬性、資源分配，調整不同業務之間切片隔離程度（如物理隔離、邏輯隔離），并可以給與電力企業自行進行切片上下線管理的權限等。統計分析應用主要包括終端、業務運行、SIM 卡狀態、網絡切片及故障告警燈基礎分析。運行管控系統計量統計配電自動化系統.B/S終端終端管理業務管理切片管理統計分析高級應用數據存儲、數據交換、流程引擎、負載均衡 數據采集

90、與控制平臺（實時消息總線、協議框架、協議庫）運營商網絡能力開放接口無線終端接口管理層應用平臺層橫向接口數據采集與控制層運營商接口1運營商接口 2運營商接口 3配網自動化差動保護高級計量分布式能源應急通信.運營商電力終端電力業務管理支撐平臺白皮書排版15.indd 34-352018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書363755GG高級應用基于大數據態勢感知分析的駕駛艙綜合展示、重要場景保障監視、區域隱患預警、終端預警分析等。統一接口服務域：主要實現本支撐系統與系統運行控制系統、計量系統、自動化系統的對接，以微服務的方式向各類系統提供通信終端、狀態、網

91、絡的相關數據服務。圖 4-6 電力業務通信管理支撐平臺功能模塊4.5 安全體系4.5.1 智能電網安全體系整體要求在上述云、管、端三大領域中，云領域屬于應用層安全，電網的業務系統應嚴格遵循國家有關部委頒布的電力監控系統安全防護要求，5G 助力智能電網的安全提升將重點關注管、端兩大領域。管領域為滿足電力監控系統安全防護總體要求，5G 網絡將發揮其靈活、高強度安全隔離的網絡切片技術優勢，辨識電力業務的安全分區屬性，將其映射到不同的網絡切片，為不同區域業務制定不同的安全策略，提供不同的專網安全保障服務。端領域一般終端可采用基于非對稱加密技術的安全防護手段，實現終端對主站的身份鑒別與報文完整性保護。對

92、重要終端可采用雙向認證加密技術。此外，針對特定的重要業務，還可以采用機卡綁定、基于終端證書等信息的二次認證方式進一步提高業務的安全性。4.5.2 管側安全方案對于智能電網的應用，管側安全重點聚焦“網絡專用、橫向隔離”，5G 網絡將重點關注網絡切片安全，以及網絡安全的能力開放兩方面。(1)5G核心網提供多層次的切片安全保障，為智能電網業務提供差異化的隔離服務。5G 切片安全機制主要包含三個方面：UE 接入安全、網絡域安全，外網設備訪問安全。UE 接入安全：通過接入策略控制來應對訪問類的風險，由 AMF 對 UE 進行鑒權，從而保證接入網絡的 UE 是合法的。另外，可以通過 PDU（分組數據單元）

93、會話機制來防止 UE 的未授權訪問。網絡域安全：網絡域通信安全可以分為三種情況：A、NF 間互訪安全：NF 理論上具備訪問其他所有 NF 的能力，因此切片內的 NF 需要安全的機制控制來自其他 NF 的訪問，防止其他 NF 非法訪問。安全機制可考慮使用NF 間的認證與授權機制。B、不同切片間 NF 的隔離：不同的切片要盡可能保證隔離，各個切片內的 NF 之間也需要進行安全隔離，比如，部署時可以通過 VLAN（虛擬局域網）/VxLAN（虛擬擴展局域網）劃分切片。C、切片內的 NF 間安全：切片內的 NF 之間通信前，按需可以先進行認證，保證對方 NF 是可信 NF，然后可以通過建立安全隧道保證通

94、訊安全，如 IPSec。外網設備訪問安全：在切片內 NF 與外網設備間，部署虛擬防火墻或物理防火墻，保護切片內網與外網的安全。如果在切片內部署防火墻則可以使用虛擬防火墻，不同的切片按需編排；如果在切片外部署防火墻則可以使用物理防火墻，一個防火墻可以保障多個切片的安全。(2)5G 網絡安全能力開放，助力智能電網實時更靈活的安全保障措施。體現 5G 網元與外部業務提供方的安全能力開放，包括開放認證與密鑰管理。也可以實根據業務對于數據保護的安全需求，提供按需的用戶面保護。4.5.3 端側安全方案端側安全重點聚焦“縱向加密”。智能電網可利用 5G 所提供的統一的認證框架、二次認證和密鑰管理的新功能進一

95、步提升終端側的安全管理能力。(1)利用 5G 統一的認證框架，滿足更豐富的智能電網終端接入認證需求。為了使用戶可以在不同接入網間實現無縫切換，5G 網絡將采用一種統一的認證框架，實現靈活并且高效地支持各種應用場景下的雙向身份鑒權，進而建立統一的密鑰體系。(2)5G 提供靈活的二次認證和密鑰管理，提升智能電網的終端管理能力。二次認證主要提供了UE 與外部數據網絡（如，業務提供方）之間的業務認證以及相關密鑰管理功能。在智能電網領域，電網 CPE 通常位于無人值守的戶外，其所使用的 USIM 卡可能被攻擊者竊取，然后插入其他設備中冒充正常 CPE 接入電網網絡而發起攻擊。二次認證可以解決由于電網客戶

96、終端設備（CPE）所使用的 USIM 卡被盜而引起的針對電網網絡發起的攻擊。5G 網絡可以與智能電網的業務側平臺配合，通過二次認證可以實現外部數據網絡的AAA 服務器對與其有簽約關系的 UE 進行認證，然后根據認證是否成功來決定該 UE 是否被允許接入上述數據網絡。需要注意的是，與 UE 接入運營商網絡時進行首次認證所使用的存儲于 USIM 的信任狀不同，二次認證需要通過額外的信任狀（如證書）來實現，并且該信任狀僅在二次認證過程中被使用。由于攻擊者所使用的終端不具備二次認證所使用的信任狀，當攻擊者在嘗試接入電網網絡時會因為無法通過二次認證而被拒絕，以保證電網網絡的安全。管理域 應用域 數據采集

97、域統一接口服務域（終端管理）終端臺賬管理告警管理遠程控制性能監視狀態監視GIS展示位置監視運行管控系統計量系統配電自動化系統（連接管理）流量監控資費監視業務辦理流程管理狀態監視通信卡臺賬管理（統計分析）終端統計分析SIM卡統計分析網絡切片統計分析業務運行統計分析故障告警統計分析（高級應用）無線通信大屏展示重要場景保障監視終端預警分析區域隱患預警用戶管理權限管理認證管理日志管理流程管理（網絡切片管理）（狀態監測）（控制管理）業務切片屬性切片負荷狀態切片訂購切片資源視圖切片修改切片隔離管理切片隔離上下管理無線終端采集運營商接口統一數據采集框架白皮書排版15.indd 36-372018/6/23

98、上午11:365G助力智能電網應用白皮書5G助力智能電網應用白皮書383955GG本白皮書通過分析 5G 智能電網業務 5 類典型應用場景的現狀及未來通信需求，結合 5G 網絡切片關鍵技術研究與分析，給出了適合電力行業的基于端、管、云、安全 4大領域的智能電網端到端網絡切片解決方案。在實際 5G 智能電網應用中，終端側，需重點推動電力終端通信模組的通用化；網絡側，需量化網絡切片服務的元素、技術指標；平臺側，需定義網絡開放能力、網絡管理界面、接口標準等；安全體系方面，需進一步細化網絡切片的安全隔離方案，探討終端二次認證的場景及方案。5G 在設計之初便面向更廣泛的垂直領域，為智能電網，尤其在配電網

99、領域，提供了一種更優的無線解決方案。對于電力企業，利用 5G 網絡為電力業務提供差異化、安全可靠的“行業專網”服務和網絡自身的開放能力，實現智能電網低成本、快速便捷、安全可靠的無線通信接入承載及更自主可控的網絡管理能力。對于電信運營商，智能電網應用是 5G 解決方案的典型，通過深入研究電力業務通信需求，提供 5G 智能電網行業解決方案，可逐步完善自身 5G 網絡的建設規劃，并為其他行業的推廣提供經驗。5G 智能電網應用目前處于起步階段，后續電力企業應與電信運營商、通信設備廠商共同引領電力通信領域技術的準化，推動電力通信終端模組通用化，做好通信業務管理支撐平臺，實現差異化的電力網絡切片服務，提升對通信業務的可管可控能力，支撐智能電網的可持續發展。5.總結與展望白皮書排版15.indd 38-392018/6/23 上午11:365G助力智能電網應用白皮書405G白皮書排版15.indd 402018/6/23 上午11:36