5G供电的公用事业转型

经过Gaurav Gopal，SEMRA BARUCHUGU，Christine Calhoun. 1月2020年1月|文章|20分钟阅读|通过电子邮件发送本文|下载

5G将推动新世界的数字经济

能源和公用事业公司在积极开发业务案例，服务和伙伴关系中领导包装大约5克。根据最近的Infosys知识研究所调查，56六家能源和公用事业公司的能源和公用事业公司正在定义使用案例5G，20％已经定义了他们的5G服务投资组合以及生态系统伙伴。亚搏电脑登录¹（图1）鉴于该技术可以通过网络和客户提供更好的“感觉和回应”，这并不令人惊讶，Infosys已称为现场企业的关键组成部分。

在过去的几十年中，我们在电信网络中看到了一个重大转型，开辟了新的可能性和范式。移动电话首次于1980年在1G网络上启动（否则称为第一代无线技术），提供唯一的语音解决方案。

2G出现于20世纪90年代，使短信和彩信成为现实。3G于2001年推出，数据速率可达2Mbps。苹果把这看作一个机会，在2007年推出了第一款iPhone，生活从此改变。2009年4G网络的推出，支持高速多媒体，数据速率达到100Mbps，催生了多个新的行业和商业模式。对支持新的商业模式、优越的体验和不断增加的设备的需求共同推动了电信网络的不断发展。这让我们在2018年推出了5G。

图1.公用事业公司主要在5G开发的早期阶段

来源：Infosys.

5G是从前一代的一大步。它提供多达100倍的带宽，延迟下降20-50倍，并且极高的可靠性（URLLC：超可靠的低延迟通信）。因此，它有能力支持多达100倍的连接设备（MMTC：大量机床类型通信），以更快的速度传输多达1,000倍的数据。（图2）能源和公用事业公司可以利用5G功能，以帮助解决行业面临的一些关键问题。如果现在的公用事业行为，5G可以通过改善员工的健康和安全，创造新的收入模型，降低资产管理成本，加快维护和维修，并促进远程现场劳动力培训的培训，从而在不久的将来对不久的将来产生深远的影响。

图2.预测可以帮助公用事业的5G改进

来源:反馈见解

5G用例公用事业行业

用例1:数字领域劳动力

公用事业行业是资产驱动的，并在管理和维护其资产时花费大量时间和金钱。今天，大多数是由数千名经过培训的现场技术人员手动进行，检查每个网站的广大地理跨度和复杂的城市社区。

这既昂贵，健康和安全的主要风险。此外，缺乏足够的技术人员培训可能对客户体验产生严重影响，导致最低初期的故障。

如果现场技术人员在5g供电的AR/VR/MR解决方案的帮助下实现数字化，那么所有这些问题都可以得到解决。想象一下现场的野战部队技术人员，需要专家的远程帮助。如果配备了VR头戴设备，并能够播放高清视频，技术人员将能够远程寻求专家指导，并在一辆卡车上解决问题。

5G为实用程序提供了使用VR / AR或混合现实推出数字培训的能力，因此工人可以使用数字双胞胎来学习新技能或诊断故障而不回到基地

培训新的或现有工人是公用事业的另一个问题。实用程序可以在现场劳动力中拥有10,000-20,000名工人。很难让很多人回到基地进行培训。此外，根据美国能源部的2017年研究，25％的电力公用事业公司的劳动力将在未来五年内退休。²

所有这些都需要非常高的带宽来支持4K / 8K视频，这是5G网络的核心值主张之一。

用例2：智能“一切”

一个城市要实现智能，就需要远程查看和控制数百万物联网设备和机器。例如，部署一个支持人工智能的交通管理网格需要从全市数百万个信标和传感器收集实时数据，并能够基于预测算法实时控制交通信号。目前的无线网络(Wi-Fi或4G)无法满足这么大的设备和数据量，而且不具备支持实时、关键任务操作的可靠性和延迟。类似地，对于一个能够部署远程视频监控的城市来说，它需要一个能够在极低延迟的情况下支持极高带宽的网络。此外，不同类型的服务可能对服务质量(QoS)有不同的需求。同样的概念也适用于智能住宅、智能建筑和智能社区。5G正是能够通过高带宽、URLLC和提供网络切片(图3)的能力来支持这些需求的合适网络，因为它是一个软件定义的网络(SDN)。

所有这些都是公用事业公司的潜在新的收入流。预计智能家庭市场每年将增长7.5％ - 达到2025年的262.6亿美元。^3.根据一份报告，智能城市将为公用事业收入1000亿美元。^4.随着电力分销商运行杆和电线到城市和社区的所有部分，他们可以利用其资产为社区，执法机构和企业提供智能监控解决方案或智能照明解决方案。5G将是公用事业公司的关键推动者，以便将这些收入模型商业化。此外，5G允许公用事业机会提高客户体验，包括降低服务和提高健康和安全的成本，因为可以通过利用5G网络远程和实时管理许多操作。

图3。5G网络切片是为满足不同行业需求量身定制的网络

来源：Infosys.

用例3：分布式能源

如今，可再生能源占全球电力能力的三分之一。根据国际可再生​​能源机构的新数据，2018年可再生能源产能在全球范围内大幅增长。亚洲六十一度新的可再生能源装置占新的再生能源。可再生能源贡献美国200多个国家产生的17％的能源，电气公司需要使用可再生资源生产百分比的能源。世界各地政府正在鼓励公民使用可再生能源。澳大利亚超过200万房屋是太阳能的^5.- 这是澳大利亚所有房屋的20％。瑞典从可再生来源获得54.5％的能量。芬兰落后于41％。

随着数百万人消费者和企业变成小型电力生产商，他们希望与网格或彼此之间的多余能量分享。这为公用事业公司提供了创建和运行分布式能量网格的机会。目前，净计量用于容纳双向功率流动。

公用事业公司需要分布式能源管理平台。该平台应该能够管理来自不同来源的能量流动，并容纳双向动力流动 - 房屋与房屋网格和家园。下一代智能电网将发送备份数据，该数据可以用于优化其操作。目前的4G网络将无法按比例支持所有这些设备。将有数十亿个设备彼此通信并每毫秒共享数据。能源管理系统应该能够处理所有这些要求，并实时这样做。4G将这些机会更接近现实，但数据传输速度和带宽限制目前正在阻止这些可能性达到其全部潜力。

5G，其超级延迟和大带宽能力，可以加速网格现代化。5G使实时收集和分析来自各种设备的大量数据，例如发电厂，传输线，米等各种设备

这可以帮助网格预测能量需求和检测中断。UltraLow延迟可以帮助自动化电流切换，负载管理和电压稳定，使其真正智能和高效。通过5G的实时数据管理还将使用双向功率流实现灵活的计费系统。5G将在社区参与的扩展和无缝能量分布中的可再生资源集成中发挥重要作用。

用例4：植被管理的空中图像

不完善的电力基础设施是森林火灾的主要原因之一。^6.2017年加利福尼亚州的野火声称44人的野火并烧毁了至少245,000英亩，是由与干燥植被接触的有缺陷的电线引起的。^7.涉及的公用事业公司同意在2017年和2018年度支付110亿美元用于解决野火的保险索赔。此外，持续货运量为经济成本数十亿美元。^8.然而，物理上不可能监测通过数百万英里的森林，沙漠和山脉的电线。

公用事业公司通常需要多年的时间来调查其整个领土。通过跟踪道路上的电线或通过直升机/无人机/无人机来手动检查。这使得预防措施非常缓慢。LIDAR（光检测和测距）基于捕获数据的基础技术和空中图像不会被用来它们的全部潜力。在大多数情况下，无人机捕获捕获的信息然后离线检查。如果有任何问题，无人机或直升机返回获取其他信息，到那么它可能为时已晚。使用5G，可以在非常高的速度传输大量数据。无人机可以实时传输高清视频和图像，可以使用复杂的AI / ML算法与旧图像进行比较。如果检测到异常，则无人机可以立即放大以捕获受影响区域的360度图像以进行进一步评估和纠正措施。

这可以节省数百万美元的维护费用，并通过防止对环境和生活的灾难性损害。

障碍和挑战

在5G应用的各个阶段中，能源和公用事业公司预计将面临一些障碍和挑战。5G显著更高的带宽和低延迟带来了支持mMTC和MIoT(大规模物联网)的独特能力。终端连接的数量越多，5G网络产生和传输的数据就越多。由于大多数公用事业支持关键的基础设施，确保数据安全将是行业面临的最大挑战之一。

随着公用事业走向可再生能源，他们必须对资本投资的回报变得非常小心。选择和优先考虑5G使用案例以提供所需的ROI也是公用事业的关键挑战。

寻找具备在5g相关技术上创建用例并将其货币化所需技能的员工，将是能源和公用事业行业面临的另一个挑战。大多数用例都需要AI/ML、AR/VR和SDN等数字技术方面的技能。这些仍然是利基技能，找到拥有这些技能的人将是关键。

跨标准和网络互操作性的更广泛的监管担忧将留在所有行业。与每个网络演变一样，政府，行业论坛和服务提供商将继续通过这一挑战来工作。

将概念转化为现实

在公用事业公司可以充分实现5G的好处之前有很多工作要做。根据我们的研究，能源和公用事业公司在使用案例定义时领导包装，其中39％涉及原型阶段，比任何其他行业更高的百分比（图4）。但就商业执行而言，公用事业落后，只有7％的公司到期阶段。

我们的研究还发现，在将5G生态系统整合到一起以商业执行用例方面，系统集成商合作伙伴被认为与网络运营商同等重要。考虑到为使5G有效而必须设计和实施的不同技术、商业战略、运营模式和流程的数量，这是有意义的。公用事业将需要与广泛的关键数字技能合作，如体验设计、数据、AI/ML、物联网、区块链、云和边缘计算、SDN/NFV和安全，使系统集成商的角色更加突出。

这正是印孚瑟斯5G生活实验室等协同创新举措可以帮助的地方。这些实验室为各行业提供了一个平台，让它们汇聚在一起，利用完全模拟的5G网络进行实验，以建立一个用例的可取性、可行性和可行性。

公用事业行业正在测试5G，但最先到达那里的公用事业公司将在运营变革中获得最大收益。公用事业越快转向5G，它们的竞争力就越强。通过在5G领域领先，一家公用事业公司将在新的商业模式和降低运营成本方面引领市场。

图4.与正在开发服务的其他行业相比，大多数能量和公用事业公司正在评估或原型设计5G

来源：Infosys.

参考

1. “5G的状态 - 前方的道路，”Infosys，2019年3月，//www.mdgottwald.com/services/engineering-services/insights/state-of-5g-road-ahead.html.
2. “准备老化实用工具劳动力，”2018年1月“IBM，https://www.ibm.com/blogs/insights-on-business/energy-andauless/preparing- agingstiptions-workforce/#_edn1.
3. “智能和连通房屋的未来，2019-2025智能家居产品提供商和实用，电信，保险和在线零售公司之间的合作伙伴关系对于大众市场采用至关重要，”2019年10月，2019年10月，https://www.prnewswire.com/news-releases/future-of-smart-and-connected-homes-2019-2025-partnerships-between-smart-home-product-providers-and-utility-telecom-insurance-and-online-retail-companies-are-crucial-for-mass-market-adoption-300934024.html
4. 智能城市在2019年2月，智能能源国际收入为公用事业收入1000亿美元，https://www.smart-energy.com/industry-sectors/smart-grid/smart-citions-to-generate-100-billion-in-rewenue-for-utities-by-2027/
5. “澳大利亚房屋数量屋顶太阳能高2000万......和数量，”2018年12月清洁能源委员会，https://www.cleanenergycouncil.org.au/news/number-of-austrian-homes-with-rooftop-solar-tops-tops-tops-tops-tops-tops-tops-tops-tops-tops-tops-tops-doftop-duounting.
6. “重新思考型电力植被管理，Pelfolgrid International，2018年5月，https://www.elp.com/articles/powergrid_international/print/volume-23/issue-5/features/rethinking -utility-vegetation-management.html.
7. “PG＆E设备和电力线引起了北加州野火，Cal Fire表示，”旧金山，2018年6月，https://sf.curbed.com/2018/6/8/17443508/santa-rose-napa-fire-wildfire-pge-report-findings.
8. “伯克利实验室估计，今年每年约为440亿美元的大约44亿美元 - 自2006年，”2018年10月电力市场，https://emp.lbl.gov/news/berkeley-lab-timates-sustaurate.