5G赋能行业创新助力电力行业数字化转型

5G赋能行业创新，助力电力行业数字化转型中兴通讯股份有限公司

周科理5G使能电力行业应用5G概述及产业进展中兴5G，已经就位5G概述及产业进展45G对中国经济贡献:预计2020-2025年，将拉动中国数字经济增长15.2万亿元其中在产业数字化方面，预计带动产业增加值增长11.9万亿元*数据来源：中国信息通信研究院5G使能全社会数字化海量物联网泛在连接产业全面数字化、智能化实现工业4.0，工业与人个性化连接5G跃升个人数字化体验个人用户高速移动数据AR/VR、4K/8K、泛在视频、实时游戏5G加速数字化社会到来

ZTE兴5G消费互联网（个人生活数字化）农业制造产业互联网（全社会数字化）增强流量经营拓展数字经营娱乐电商游戏新闻社交仓储物流健康医疗能源电力交通运输建筑

家庭5G看中国：中国5G商用化进程进入快车道

ZTE兴中国启动大规模示范试点及垂直行业探索，覆盖文化娱乐、智能制造、社会治理与民生等典型场景•

智慧城市•

智能电网

mMTC•

智慧校园•

智慧旅游

•

物联网•……5创新业务场景41种•

远程控制•

智能制造

uRLLC

•

无人驾驶•

应急通信•

云端机器人•……17

rr•

VR/AR

•

无人机•

4K直播•

高清游戏•

超高清视频•……rrr5G示范城市20r

e-

rr15

reMBB个r175G技术推动垂直行业新业务聚变

ZTE兴云AR/VR,云游戏网联无人机网联汽车远程控制视频分析5G虚拟专网5G智能制造“5G+”行业应用场景基础通用技术云计算人工智能5G典型业务端到端网络

切片智能电网云XR教育极清直播车联网立体安防医疗卫生智慧港口生态环保×垂直行业边缘计算大数据AR/VR×65G产业加速成熟，

为行业应用铺平道路

ZTE兴终端首

批5G

商

用

终

端已

在

2019

年

初

陆

续

推出，

2020年开始批量上市芯片主流厂商在2018年底前

开始发布5G芯片，19年

全面商用方案紧跟标准步伐，中兴等设

备商已具备5G端到端方

案商用能力标准3GPP

5G

NR

R15标准在

18年6月冻结，开启5G商

用新篇章785G使能电力行业应用2智能电网自动驾驶GB/秒移动通信超高清3D视频云办公/游戏智慧家居/楼宇AR/VR高清语音智慧城市指标名称流量密度连接数密度时延移动性能效用户体验速率频谱效率峰值速率4G参考值0.1

Mbps/m210万/km2空口10ms350Km/h1倍10

Mbps1倍1Gbps5G取值10Tbps/Km2100万/Km2空口1ms500Km/h100倍提升0.1-1Gbps3倍提升20Gbps√5G

KPI全方位超越4G，三大场景加速行业创新数字化加速社会创新新业务需求和场景不断涌现5001时延(ms)20

100IMT-2020101低时延高可靠性uRLLC大带宽高速率

eMBB海量连接

mMTC100x网络能效用户体验速率

(Mbits/s)连接密度

(devices/km2)IMT-Advanced105

10流量密度

(Mbit/s/m2)峰值速率

(Gbits/s)100.11x350移动性

(km/h)工业自动化频谱效率3x

1x1069当前工业领域亟需构建新一代无线连接

当前工业制造领域使用的无线通信协议众多、各有不足且相对封闭，工业设备互联互通难，严重制约了设备上云，亟需构建能够兼容、多种协议的新一代无线技术体系。5G具备更低的时延，更高的速率，更好的业务体验，有感知泛在、连接泛在、智能泛在的特点，有望成为未来工

业互联网的网络基石。短距无线，如Bluetooth

，Zigbee，用于传感数据采集，资产管理，

定位。不足：

Bluetooh仅支持短程组网并设备数量受限；Zigbee虽支持大良设备组网，但工作距离受限（20m）蜂窝无线，如NB,2G...4G，

用于工厂外智能产品，大

型设备/车辆远程监控，远程维护不足

：2G/3G带宽容量不够，

4G不支持大量连接和实时性要求高的设备WiFi,主要用于仓储移动扫码、手持终端；AGV调度不足：

虽支持160m范围组

网，但性能不稳定，

并且存

在安全风险1010工业专用无线，如WIA-PA/FA,WirelessHART,ISA100.11a等用于实时可

靠性要求高的部分控制场景不足：产业链较窄，

部署成

本高场景类别工业领域应用网络需求eMBB远程专家指导上下行带宽>10Mbps，

时延<20msAR装配辅助下行带宽>50Mbps，时延<20ms工业图像处理上行带宽>100Mbps，

时延<20ms云化AGV上行带宽>20Mbps，时延<20ms特种车辆全景监控上行带宽>20Mbps，时延<20ms巡检机器人上行带宽>50Mbps，时延<20msmMTC物联网几千连接/百平方米uRLLC5G柔性机械臂时延<10ms，可靠性99.999%机械远程控制上行带宽>50Mbps，时延<20ms传感/表计采集石油、化工、钢铁、机械、电子等制造车间等移动设备调度/定位移动焊接、仓库、货物自动搬运整理等低时延0.5~1ms空口高可靠99.999%3GPP

R16峰值速率1G+bps每用户连接数1000K每平方公里5G助力企业迈向智造制造多台柔性机器人协作，边缘云提供云端控制生产线操作员佩戴AR眼镜，操作柔性协作机器人进行生产装配工业穿戴及工业图像处理5

G

优

势实时控制115G新空口三大领先核心技术，大幅提升空口能力eMBB场景吞吐量>19G流数24流200Mhz@3.5G接近理论极限mMTC场景连接数量9300万连接数/Mhz/小时

@20MHz带宽远超标准要求为了支持三大场景业务，

5G采用了新型帧结构技术，适应不同场景的时延与带宽需求，可灵活分配无线资源MUSA属于NOMA技术的一种，能够同时实现高过载与免调度，可提升3

～6倍接入终端的数量波束赋形由2D升级为3D，提升频谱效率6

～8倍提升整体吞吐量，改善边缘覆盖性能uRLLC场景0.416ms@20MHz带宽远超标准要求超高的接入速率海量的接入用户极低的传输时延新型多址接入（MUSA）新型帧结构（UFS）自包含的帧设计统一的帧架构Massive

MIMO二阶段国测结果12网络切片是基于新架构的5G网络专有能力

网络切片：基于一张5G网络虚拟出不同特性的子网络，满足多样化的场景需求CU/DU分离&灵活部署统一空口灵活配置FlexE/

FlexETunnelSDNmMTC

服务化架构分布式部署端到端编排管理网络切片核心网应用承载终端无线网络uRLLCeMBB13生产控制区切片，保护、控制、调度、稳控、

PMU、精准负控、配电自动化管理区切片

，呼叫中心、

ERP、智能管理、培训、仿真、智能运检用户互动服务，智能家居、节能服务、能耗监测、互联网查询缴费等无人机巡线

业务切片配电站电塔变电站控制中心发电厂14PMU

终端光缆专线PMU业务切片5G切片方案为开放场景提供安全高效通信通道

E2E切片管理系统AAU

DU/CUCore

DC5G智能配网E2E切片故障指示定

位业务切片精准负控

业务切片电力

接入负控终端接入机房EdgeDC城域网无线家庭企业

CU

vGW+

BNG-U接入网<1ms2-5ms

<10msIoT行业AI算法分流MEC

Platform存储资源网络资源n

核心服务&业务能力l

网络连接能力

：5G网元融合部署；l

边缘应用使能

：eMBB边缘业务使能、3rd应用生命

周期管控；l

网络能力服务：提供5G网络能力服务；l

网络能力对外开放：提供API接口，对外开放5G网络

能力和服务；n

基础设施平台能力l

通用X86架构，计算、存储、交换，按需灵活配置；l

基于NFV/SDN虚拟化平台；l

OpenstackVM形态和K8S容器的双核云管框架；l

支持硬加速（如GPU、FPGA），软加速（DPDK）；MEC凝聚数字化平台能力，激发5G创新合作生态站点机房综合接入局房边缘DC区域DC

中央DC15行业能力服务网络功能开放<20ms<50ms边缘云服务VR云引擎加速器资源

vGW+UPF

vCDN

xGW

AMFSMF骨干网大视频计算资源视频分析智能驾驶智能电网智能制造精准营销虚拟机裸金属容器云NB-IoT

IMSOtherSBC

BNG-CRNISCUUPF定位BBU99.999%99.9%99%10ms100ms500ms1s10s30s1min10min24h电力信息通信安全分区生产控制区Ⅰ生产非控区

II生产管理区

III信息管理区

Ⅳ外部互联网

+业务eMBB互动、支付、查询、业务报装电气火灾能耗监测、节能系统照明、路灯控制设备监测、管理基础设施沉降、位移、

裂缝等监测16无人机/机器人巡检AR/VR维修、培训园区无人车智能家居控制5G为电力行业应用提供支撑高精度授时

精准负控WAMS/PMUuRLLC高清视频监控山林火灾、台风、暴雨洪涝雷电防护遥控DMS、

SCADA分布式DA差动/广域保护微网

分布式能源设备状态参数采集监测辅助设备监测、管理稳控调度电动汽车V2G自动需求响应故障录波可靠性要求低时延要求电表用采配电网自动化（DA）二遥MIS95598mMTC电力用户资产管理1h5G通信需求：•

带宽：

10Mbps•实时性：控制<10ms，遥测遥信<500ms•保护/控制通信可靠性要求>99.999%•

通信安全性：电网

I

区，完全隔离。•

设备/元件数量大，海量连接•

发展变化快，需要高度的弹性扩展能力。•业务多，安全要求高，需切片保证链路隔离专用。17配电网广域同步相量测量•

配网同步相量测量PMU•

配网分布式馈线自动化•

配网差动保护•

自动需求响应/精准负控•

虚拟电厂/DG分布式控制•

配网故障检测与自愈•

配电自动化DA、•

配网调度、稳控•

园区综合能源、微网……5G应用场景—智能配电网uRLLC业务

配网对uRLLC通信的业务需求：配电网分布式馈线自动化配电网差动保护应用示例：

5G+配电差动保护方案价值：n

当前现状：配网保护原理简单，不依赖通信，动

作速度、准确性、适应场景都有很多局限。光纤成

本高n

未来趋势：

5G通信技术为终端接入提供了一种更优的解决方案，其理论上可以满足承载配网差动保护需求通信需求：n

带宽：

10Mbps,n

授时精度：

10μsn

时延：差动保护<12ms，延时抖动：

<3msn

可靠性要求>99.999%n

通信安全性要求高，电网

I

区，完全隔离18配电对eMBB通信的业务需求：•

机器人智能巡检•

高清视频监控•

无人机巡检•

远程VR专家指导通信需求：•

带宽：

<100Mbps•实时性要求：图像<20ms，控制<10ms•可靠性要求：视频图像99.9%，无人机控制99.999%•

协同性：人-机协同•安全性：管理区，间断性短时（数小时之内）使用5G应用场景—智能配电网eMBB业务

19场景说明n

在室内安全控制区等场合，通过智能机器人搭载多面高清摄像机，将采集的视频信息通过5G网络回传，实现机器人第一视角视频直播方案价值n

无需人工参与到辐射高地区n

实时回传视频n

结合视频分析实时对巡检设施预警处理应用示例：

5G智慧变电站智能机器人巡检

业务平台5G

CPEBackhaul5GC解码器大屏播放5G

gNB千兆以太网5G

CPEHDMICDNPDN20>CDN5G

gNB5G

CPE5G

CPE多传感器融合高分辨率点云图点云地图云端服务器本地地图A

LOT路标机载导航处理器仪表识别

红外测温

运检监控

缺陷识别人员入侵

动物入侵手持终端大数据分析边缘计算21应用示例：

5G电力泛在物联自动驾驶华通机器人变电站四驱巡检机器人WF-002外观尺寸：755*560*890mm

重量：70kg导航精度：

1cm红外测温精度：

±2℃越障能力：

120mm涉水深度：

130mm最大分辨率1920x1280续航能力：

10h变电站四驱巡检机器人ZR-002外观尺寸：

580*480*640mm

重量：40kg导航精度：

1cm红外测温精度：

±2℃越障能力

：70mm涉水深度：80mm最大分辨率1920x1280续航能力：

10h巡检机器人优势

全自主3D激光视觉导航

全任务覆盖多手段巡检

AI智能仪表识别

AI智能缺陷检测

AI智能红外测温

最短路径自主充电

可见光与红外实时视频监控

独立麦弗逊悬挂，卓越越野

系能变电站智能巡检系统提高了变电站运行和维护的安全性与可靠性，实现集电力预案于一体的变电站无人值守系统。22华通机器人管廊挂轨巡检机器人

WT-002外观尺寸：600*460*680mm

重量：20kg

红外测温精度：

±2℃最大巡检速度：2.5m/s最大分辨率

1920x1280续航能力：8hIDC机房巡检机器人WI-002外观尺寸：720*580*1200mm重量：

100kg导航精度：

1cm红外测温精度：

±2℃工作高度：

180cm续航能力：8h23配电房5G

CPE4K摄像头监控中心5G

CPE多画面监测仪场景说明n

在配电房等室内区域部署4K摄像头

，可部署多个或多面；用导轨搭载摄像头

，

可

控制摄像头移动n

视频信息通过5G网络回传应用示例：

5G配电房多路4K视频监控方案价值n

无人巡检

，可移动n

视频信息实时回传n

结合视频分析实时告警5GC业务平台BackhaulPDN视频流NRCDN5G24可选机载CPE5G

NR方案价值n

无人机巡查，可以360°全视角查看设备细节情况，提高巡视质量。n

当前多采用直接存储卡等方式，难以满足巡检高清视频实时回传的需要n

结合AI可现场处理线路问题应用示例：

5G风电场无人机巡检

解码器大屏播放25场景说明n

通过无人机进行全风场巡检、风叶的定期外观拍照检测及预警、森林防

火巡检等，并实时回传视频，

360°全视角查看设备细节情况5G

CPE

千兆以太网业务平台Backhaul5GCMECCDNHDMIPDN专家PC端视频会议/协作服务器远程专家方案价值

取代专家工程师亲自到现场

，专家也可同时支持多个地点操作指导

有效指导作业标准化；可广泛用于指导普通工程师、外包人员、第

三方协作人员作业等场景

满足各类移动、

户外等复杂环境的远程维修指导、

培训场景说明

现场人员佩戴智能眼镜

，可呼叫远端专家（专家团队）

给予指导

远端专家可通过视频会议系统实时看到现场眼镜所拍摄高清实景，并通过视频会议、

白板协作会议等多种方式与现场人员沟通交互

现场人员可通过智能眼镜与专家实时音视频沟通

，在显示屏中可看到专家视频、

分享的文档资料、

对现场实景的标注信息等5G网络需求

无线高速网络接入

实时视频通信

，上、下

行数据传输需保障不低

于

4Mbps，

避免影响

图像流畅度和实时性

网络延时低于20ms

，

支持实时图像叠加批注5G终端智能眼镜

操作现场

wifi应用示例：

5G智慧电站可视化AR专家指导5G26IoT云平台N5G广覆盖物联接入网5G应用场景—智能配电网mMTC业务

▲

IoT云平台检修计划

决策系统回传氧含量酸碱

度水浸粉尘烟雾CN传5G广覆盖IoT云平台配网主站回传区域采集终端低速率/低成本/广覆盖智能抄表应用系统5G广覆盖5G广覆盖

分析报警系统多方式取能

综合控制箱

倾斜传感器【通信需求】连接数：

100万/km2

;带宽：

<2Mbps；实时性要求：分钟级27城区新能源（DG、

EV）偏远地区智慧新能源配电设施测温故障指示器设备环境资产管理设备状态四表合一S

backha

ul多业务云平台多业务云平台5G广覆盖资产管理系统设备预警人员预警IoT云平台专网回传专有网回

传C

NC

N回传湿度温度噪音回u统一API方式提供云边能力

，促进云边协同应用

，

全面覆盖IoT应用场景。u将数据功能移到边缘

，既可以在本地处理

，又可以

利用云端的IoT平台28应用示例：智慧电站控制/采集设备等数据5G接入

5G网络性能需求连接数量可靠性传输时延覆盖范围几千/百平方米≥99.999%≤10ms发电厂内

智能表计

控制器

业务应用本地化部署，控制类业务，低延时场景数据分析应用云端部署，采集类业务，非实时业务IoTAgent设备和接入管理

规则引擎服务

数据管理服务传感器物联网云平台大数据分析等

时延不敏感应用车辆管理

发电监控

温度监控湿度监控静电监控核心网Interne

t

MECMEP本地IoT应用定位标签能耗管理TOFLBS能力开放IOT

电网：电科院、联研

院、能研院、大学等

电信：信通院、集团

研究院、创新中心

电网：南瑞、南自、许继、金智、四方、长园等

电信：中兴、信科等多方共同参与、群策群力，共同推动5G电力物联网应用落地5G电力物联网合作伙伴生态及试点项目推动

行业组织研究、试点、验

证、标准、应用联合试点联合创新电网公司设备厂商科研院所

电网行业组织

电信行业组织运营

商29实践探索：

电力配网微型相量测量（PMU）试点项目

项目背景：依托承担的2017年国家重点研发计划智能电网技术与装备项目“智能配电网微型同步相量测量应用技术研究”课题，验证5G在配网PMU和DA方面的应用。参加单位：上海电力、中兴、上海移动、南瑞、许继、清华、等多家单位。测量点多、高频连续通信电力监控中心毫秒延时、数据多样性PMU1临港站点机房PMUn专线安全网关浦东南路项目亮点：•

创新性强，试点范围新能源元素众多，为

业内首个、示范意义大•

验证5G在电网的应用，探索5G+智能电传统通信方案痛点：光纤专线为主，无线或PLC为辅•

成本高、覆盖不足•

运维难、灵活性差场景特点：•

站点类型多•网络架构复杂•

安全\可靠\时延要求高•

业务新

•

扩展能力弱

网业务核心网试点区域-上海临港30

回传

5G

CPEPMU2网关5G

NR中兴5G，已经就位3主要参与者

4G

挑战者3G关键技术

生态合作M-MIMO/NOMA/Flexhaul5G

IA/5GAA中兴通讯行业地位持续提升先行者

5G主席

/

核心标准组织核心成员25%

/