2023年12月19日发(作者：沃言文)
编辑丨梅雅鑫 *****************.cn应用方案.Technology技术华为-中国移动-南方电网
5G电力虚拟专网解决方案■作者文华jzb续稳定的电力供应是驱动社会与经济发展的重要基础
设施。在数字经济的浪潮中，电网同样面临着数字化、
网络化、智能化转型的挑战。基于电流走向，电网业务可以分为发电、输电、变电、配
电、用电五大主要环节，其中对应发电、输电、变电的电力通
信网称为骨干通信网，在中国已实现光纤专网的全面覆盖；对
应配电及用电的电力通信网称为终端接入网，具有点多面广、
全程全域全覆盖的特征。而传统光纤专网的建设成本高、业
务开通时间长，在桥梁、高架等特殊地形场景下有较大局限
性，无法满足广域的泛在接入需求，决定了目前仍存在相当大
的覆盖盲区，存在电力业务因为通信网络“卡脖子”的问题；
同时变电站机器人巡检、输配电线路无人机巡检等移动性场
景也对无线通信提出了刚需。非实时控制类业务间的逻辑隔离；以及支持安全加密芯片、
IPSec、空口完保、二次认证等差异化的安全防护能力等。第三层：独立自运维自管理需求。电力作为关系国计民生
的关键基础性行业，具有很强的ICT技术能力和人力储备，因
此需要针对运营商所提供的5G网络即服务，做到可视、可管、
甚至一定程度的自运营。行业有刚需，5G有能力。华为与中国移动、南方电网三方
通力合作，基于5G超大带宽、超低时延超高可靠、海量连接的
三大内生特性，结合网络切片、边缘计算等创新技术，开创性地
提出了 5G电力行业虚拟专网解决方案。其中面向点多面广、全
程全域全覆盖的配用电环节，打造广域行业虚拟专网，用5G连
接未连接，解决智能配电网及智能巡检等无线通信业务“卡脖
子”问题；面向特定区域有限覆盖的发电和变电环节，打造局域
/园区行业虚拟专网，通过本地分流满足数据不出场站的安全要
智能电网对5G网络有三大需求南方电网提出的“数字南网转型战略”，对电力通信网特
别是终端接入网提出了泛在、灵活、经济、安全、可靠的更高
要求。如图1所示，智能电网对5G通信网络的需求可归纳为3
层马斯洛模型。第一层：差异化+确定性的SLA/QoS
业务保障需求。电力的“发输变配用”存在
丰富的5G潜在应用场景，不同场景对于网
络的带宽、时延、抖动、授时等都存在不同
的需求。这需要电信运营部门基于同一个
网络基础设施，满足不同业务场景的差异
化+确定性网络需求。第二层：业务安全隔离需求。电力二次
系统的安全防护总体原则为“安全分区、网
络专用、横向隔离、纵向认证”，比如生产
控制大区与管理信息大区，以及其他行业
业务之间的物理隔离；实时控制类业务和图1 3层马斯洛模型求，使能“最后一公里”移动泛在化接入需求。基于SA架构，打造5G电力行业虚拟专网
解决方案在本项目中，华为基于5G
SA独立组网架构，依托3GPP自助网结
DIY运维自主—y自管理■可控Dedicated专属网络
A此劳安全隔萬1安全可信Differentiated^差异化网络
确定性的Q〇S/SLAt业务可用47
Technology技术•应用方案*编辑丨梅雅S *****************.cn图2 5G电力行业虚拟专网解决方案架构R15标准的端到端切片和5G
MEC多接入边缘计算技术，打
造5G电力行业虚拟专网解决方案。其总体顶层设计遵循电网
“安全分区、业务专用、横向隔离、纵向认证”的16字方针，采
用“公网专用、行业定制、能力开放”的原则，通过5G接入网、
承载网和核心网的不同灵活软硬隔离技术，实现电力业务场景
的用户面数据在电力切片内部流转，确保数据的安全性，5G
电力行业虚拟专网解决方案架构如图2所示。面向点多面广的配用电，打造5G电力行业广域专网，共
计划分2张物理切片，分别用于承载电力生产控制和管理信息
大区业务；内部又划分为4张逻辑切片，实现安全区I和丨丨之间、
安全区III和IV之间的逻辑隔离。在无线5G
NR基站侧：采用无线Rb资源预留方式实现
电力生产控制大区业务和电力管理信息大区业务，以及其它
公众网和行业业务之间的物理硬隔离；大区内部的丨区业务和
面向发电厂变电站场景，打造5G电力行业局域专网：
将UPF/MEC按需下沉部署在园区或巡维中心，实现数据不
出场站。南方电网5G+智能电网项目成为行业标杆经过3年的深耕细作、稳步推进，南方电网5G+智能电网
项目从需求场景、应用示范、关键技术、顶层设计、国际标准、
产业生态等方面都取得了重大突破，成为5G
to
B行业标杆，
并取得了丰硕的阶段性成果，实现多项全球第一。鲁应用示范：2020年南方电网在深圳大湾区建成全球
首个输电、变电、配电、用电全业务示范区，在广州南沙区建
立国内最大5G智能电网应用示范区，实现规模商用。鲁商业落地：5G电力切片（切片+MEC+应用平台）商业
模式，53个场景适配三大基础套餐及多种SLA增值服务。參定义业务标准：在3GPP
R18成功立项5G智能电网
需求国际标准；首次提出5G空口高精度授时技术，方案纳入
3GPP
R16标准，产品已正式商用；共计提交3GPP 5G+电
力相关标准40篇，其中15篇已被采纳。參定义商用标准:通过发改委和IMT-2020(5G)测试验收，
率先通过业务测试、性能测试、安全测试,获得多项权威认证。鲁产业前景：南方电网在5个省份扩大推广应用，预期将
带来超过50亿元的经济效益。当瓦特遇上比特，5G+智能电网不仅能够大幅降低用户
平均停电时间、有效提升供电可靠性和管理效率；同时可以极
大的丰富和扩展电网应用场景，降本增效，助力电网向综合能
源服务商转型，为人民群众提供更好的电力综合服务。®II区业务之间、II丨区业务和IV区业务之间采用5QI (QoS优先
级）实现基于业务优先级调度的逻辑软隔离。在承载网侧：采用FlexE技术实现电力生产控制大区业
务和电力管理信息大区业务，以及其它公众网和行业业务之
间的物理硬隔离；大区内部的I区和II区业务之间、III区业务和
IV区业务之间采用VPN实现逻辑软隔离。在5G核心网侧：针对业务强相关网元（AMF、SMF、
MEC),采用为电力部署专享独占服务器的方式，实现电力生
产控制大区业务和电力管理信息大区业务，以及其它公众网
和行业业务之间的物理硬隔离；大区内部的I区和II区业务、III
区业务和IV区业务之间采用独立VNF或者DNN方式实现逻
辑软隔离。48
2023年12月19日发(作者：沃言文)
编辑丨梅雅鑫 *****************.cn应用方案.Technology技术华为-中国移动-南方电网
5G电力虚拟专网解决方案■作者文华jzb续稳定的电力供应是驱动社会与经济发展的重要基础
设施。在数字经济的浪潮中，电网同样面临着数字化、
网络化、智能化转型的挑战。基于电流走向，电网业务可以分为发电、输电、变电、配
电、用电五大主要环节，其中对应发电、输电、变电的电力通
信网称为骨干通信网，在中国已实现光纤专网的全面覆盖；对
应配电及用电的电力通信网称为终端接入网，具有点多面广、
全程全域全覆盖的特征。而传统光纤专网的建设成本高、业
务开通时间长，在桥梁、高架等特殊地形场景下有较大局限
性，无法满足广域的泛在接入需求，决定了目前仍存在相当大
的覆盖盲区，存在电力业务因为通信网络“卡脖子”的问题；
同时变电站机器人巡检、输配电线路无人机巡检等移动性场
景也对无线通信提出了刚需。非实时控制类业务间的逻辑隔离；以及支持安全加密芯片、
IPSec、空口完保、二次认证等差异化的安全防护能力等。第三层：独立自运维自管理需求。电力作为关系国计民生
的关键基础性行业，具有很强的ICT技术能力和人力储备，因
此需要针对运营商所提供的5G网络即服务，做到可视、可管、
甚至一定程度的自运营。行业有刚需，5G有能力。华为与中国移动、南方电网三方
通力合作，基于5G超大带宽、超低时延超高可靠、海量连接的
三大内生特性，结合网络切片、边缘计算等创新技术，开创性地
提出了 5G电力行业虚拟专网解决方案。其中面向点多面广、全
程全域全覆盖的配用电环节，打造广域行业虚拟专网，用5G连
接未连接，解决智能配电网及智能巡检等无线通信业务“卡脖
子”问题；面向特定区域有限覆盖的发电和变电环节，打造局域
/园区行业虚拟专网，通过本地分流满足数据不出场站的安全要
智能电网对5G网络有三大需求南方电网提出的“数字南网转型战略”，对电力通信网特
别是终端接入网提出了泛在、灵活、经济、安全、可靠的更高
要求。如图1所示，智能电网对5G通信网络的需求可归纳为3
层马斯洛模型。第一层：差异化+确定性的SLA/QoS
业务保障需求。电力的“发输变配用”存在
丰富的5G潜在应用场景，不同场景对于网
络的带宽、时延、抖动、授时等都存在不同
的需求。这需要电信运营部门基于同一个
网络基础设施，满足不同业务场景的差异
化+确定性网络需求。第二层：业务安全隔离需求。电力二次
系统的安全防护总体原则为“安全分区、网
络专用、横向隔离、纵向认证”，比如生产
控制大区与管理信息大区，以及其他行业
业务之间的物理隔离；实时控制类业务和图1 3层马斯洛模型求，使能“最后一公里”移动泛在化接入需求。基于SA架构，打造5G电力行业虚拟专网
解决方案在本项目中，华为基于5G
SA独立组网架构，依托3GPP自助网结
DIY运维自主—y自管理■可控Dedicated专属网络
A此劳安全隔萬1安全可信Differentiated^差异化网络
确定性的Q〇S/SLAt业务可用47
Technology技术•应用方案*编辑丨梅雅S *****************.cn图2 5G电力行业虚拟专网解决方案架构R15标准的端到端切片和5G
MEC多接入边缘计算技术，打
造5G电力行业虚拟专网解决方案。其总体顶层设计遵循电网
“安全分区、业务专用、横向隔离、纵向认证”的16字方针，采
用“公网专用、行业定制、能力开放”的原则，通过5G接入网、
承载网和核心网的不同灵活软硬隔离技术，实现电力业务场景
的用户面数据在电力切片内部流转，确保数据的安全性，5G
电力行业虚拟专网解决方案架构如图2所示。面向点多面广的配用电，打造5G电力行业广域专网，共
计划分2张物理切片，分别用于承载电力生产控制和管理信息
大区业务；内部又划分为4张逻辑切片，实现安全区I和丨丨之间、
安全区III和IV之间的逻辑隔离。在无线5G
NR基站侧：采用无线Rb资源预留方式实现
电力生产控制大区业务和电力管理信息大区业务，以及其它
公众网和行业业务之间的物理硬隔离；大区内部的丨区业务和
面向发电厂变电站场景，打造5G电力行业局域专网：
将UPF/MEC按需下沉部署在园区或巡维中心，实现数据不
出场站。南方电网5G+智能电网项目成为行业标杆经过3年的深耕细作、稳步推进，南方电网5G+智能电网
项目从需求场景、应用示范、关键技术、顶层设计、国际标准、
产业生态等方面都取得了重大突破，成为5G
to
B行业标杆，
并取得了丰硕的阶段性成果，实现多项全球第一。鲁应用示范：2020年南方电网在深圳大湾区建成全球
首个输电、变电、配电、用电全业务示范区，在广州南沙区建
立国内最大5G智能电网应用示范区，实现规模商用。鲁商业落地：5G电力切片（切片+MEC+应用平台）商业
模式，53个场景适配三大基础套餐及多种SLA增值服务。參定义业务标准：在3GPP
R18成功立项5G智能电网
需求国际标准；首次提出5G空口高精度授时技术，方案纳入
3GPP
R16标准，产品已正式商用；共计提交3GPP 5G+电
力相关标准40篇，其中15篇已被采纳。參定义商用标准:通过发改委和IMT-2020(5G)测试验收，
率先通过业务测试、性能测试、安全测试,获得多项权威认证。鲁产业前景：南方电网在5个省份扩大推广应用，预期将
带来超过50亿元的经济效益。当瓦特遇上比特，5G+智能电网不仅能够大幅降低用户
平均停电时间、有效提升供电可靠性和管理效率；同时可以极
大的丰富和扩展电网应用场景，降本增效，助力电网向综合能
源服务商转型，为人民群众提供更好的电力综合服务。®II区业务之间、II丨区业务和IV区业务之间采用5QI (QoS优先
级）实现基于业务优先级调度的逻辑软隔离。在承载网侧：采用FlexE技术实现电力生产控制大区业
务和电力管理信息大区业务，以及其它公众网和行业业务之
间的物理硬隔离；大区内部的I区和II区业务之间、III区业务和
IV区业务之间采用VPN实现逻辑软隔离。在5G核心网侧：针对业务强相关网元（AMF、SMF、
MEC),采用为电力部署专享独占服务器的方式，实现电力生
产控制大区业务和电力管理信息大区业务，以及其它公众网
和行业业务之间的物理硬隔离；大区内部的I区和II区业务、III
区业务和IV区业务之间采用独立VNF或者DNN方式实现逻
辑软隔离。48