电力行业5G工厂建设实施参考指南

工业互联网产业联盟（AII）2025年5电力行业 5G 工厂建设实施参考指南月 声明本报告所载的材料和信息，包括但不限于文本、图片、数据、观点、建议，不构成法律建议，也不应替代律师意见。本报告所有材料或内容的知识产权归工业互联网产业联盟所有（注明是引自其他方的内容除外），并受法律保护。如需转载，需联系本联盟并获得授权许可。未经授权许可，任何人不得将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使用，不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播，不得在任何公开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上述声明者，本联盟将追究其相关法律责联系电话：010-62305887 任。工业互联网产业联盟邮箱：aii@caict.ac.cn 3前言电力行业是国民经济的基础命脉，是支撑经济社会发展的核心动能。5G、人工智能、物联网等新一代信息技术的蓬勃兴起，正加速推动电力系统向清洁化、智能化、数字化转型，构建以新能源为主体的新型电力系统已成为全球能源革命的重要方向。5G技术与电力工业的深度融合，将重塑发电、输电、变电、配电以及用电等全链条运营模式，实现能源生产精准调控、设备状态实时感知、运维管理无人化升级，为构建安全高效、绿色低碳的现代能源体系提供全新范式。电力行业作为首批“5G+工业互联网”重点行业，以5G为代表的新一代ICT技术已广泛应用于电力生产与消费各环节，取得了积极成效。自工信部发布《5G全连接工厂建设指南》以来，电力企业积极响应，正在大力推进5G工厂的规划建设，助力电力生产的数字化转型。然而，由于电力生产消费全过程的主体多、链条长、要求高，应用场景复杂多样，如何根据行业特点有针对性的开展5G工厂规划建设已成为本指南立足于电力行业特性和发展阶段，围绕新型电力系统建设需求，系统梳理电力业务应用核心环节的数字化转型路径，重点研究电力行业5G工厂在基础设施建设、现场适配升级、关键环节应用、网络安全防护等方面的关键问题， 亟需解决的重要问题。 4提出具体指导和典型实施路径，为电力行业的数字化转型和高质量发展提供有力支撑。牵头编写单位：南方电网科学研究院有限责任公司、中国信息通信研究院参与编写单位：国网山东省电力公司、中国南方电网电力调度控制中心、中国南方电网超高压输电公司、中国电信天翼物联科技有限公司、中国联合网络通信有限公司广东省分公司、广东省技术经济研究发展中心、中兴通讯股份有限公司、广东电网有限责任公司、浙江省能源集团有限公司、山东思极科技有限公司、深圳艾灵网络有限公司、华能澜沧江水电股份有限公司、北京紫光展锐通信技术有限公司、星徽联（上海）数据科技有限公司编写组成员（排名不分先后）：梁志宏、王涵、索思亮、沈彬、陈梦婷、黄颖、刘晗、张国翊、朱海龙、陈保豪、陆国生、李正浩、张金国、李鉴学、赵孝武、杨祎巍、邹钟璐、陈立明、黄开天、李坤、孟建、辛雨航、段世惠、张恒升、俞一帆、于青民、李宗祥、陈敏、朱璎、管子健、潘桂新、许高生、郭春旭、徐兵荣、何景礼、楚俊生、李燕、范海东、金宏伟、傅俊伟、屠海彪、雪小峰、游梓霖、麦立峰、林俏伶、张世超、苗德雨、马月姣、杨龙保、朱一峰、李任新、刘乘昱、张承亮、张伟强，朱勇旭、卓越、魏鸿斌、汪琪 5 6目录一、电力行业5G工厂建设的必要性...................................1（一）电力行业5G工厂概述.......................................1（二）电力行业发展现状..........................................1（三）电力行业数字化转型痛点....................................2（四）电力行业5G工厂的价值体现.................................4二、电力行业5G工厂业务环节及建设需求.............................5（一）发电环节需求..............................................5（二）输电环节需求..............................................7（三）变电环节需求..............................................8（四）配电环节需求.............................................10（五）用电环节需求.............................................12（六）新型电力系统环节需求.....................................15三、电力行业5G工厂建设内容......................................16（一）建设总体架构.............................................16（二）基础设施建设.............................................171、5G网络基础设施建设......................................172、边缘计算部署.............................................233、网络管理服务系统.........................................254、业务系统建设.............................................26（三）厂区现场升级.............................................271.现场装备网络改造..........................................272.IT-OT设备融合部署........................................323.生产服务数智化应用提升....................................34（四）关键环节应用.............................................371.发电领域关键环节应用案例..................................372.电网侧关键环节应用案例....................................55（五）网络安全防护.............................................60 71.电力业务安全需求分析......................................602.电力行业5G工厂安全参考架构设计...........................613.电力行业5G工厂安全参考方案...............................62四、电力行业5G工厂实施建议......................................67（一）工厂建设参考.............................................67（二）技术发展方向.............................................70 1一、电力行业5G工厂建设的必要性（一）电力行业5G工厂概述电力行业5G工厂主要是指利用5G技术高带宽、低时延、大连接等特点，对电力行业的发电、输电、变电、配电、用电等主要环节进行数字化和智能化升级改造，包括使用5G技术进行现场装备网络改造、IT-OT设备融合部署以及生产服务数智化应用提升等。区别于传统的5G工厂，电力行业5G工厂适用范围更广泛，不仅包含智慧电厂等传统工厂应用，还包括输变配电运行监视、配网保护与控制、智慧用电服务以及新型电力系统并网等应用场景，实现更精准的电力调度、更高效的新能源消纳、更可靠的电网安全保障，以及更智能的运维管理，进一步提升电力行业的数智化水平。（二）电力行业发展现状“碳达峰、碳中和”目标背景下，电力生产加速清洁化，能源消费日趋电气化，电力系统迎来转型升级的重大机遇。3月15日，习近平总书记在中央财经委第九次会议上提出，构建以新能源为主体的新型电力系统。新型电力系统承载着能源转型的历史使命，以坚强智能电网为枢纽，以源网荷储协同为关键，业务发展呈现“终端海量接入、信息交互频繁、控制向末梢延伸”的态势，对电网通信的灵活接入能力、业务承载能力、安全隔离能力提出新的需求。5G高速率、低时延、高可靠、大连接的技术特性与新型电力系统业务需求高度契合，可有效解决最后一公里可靠通信问题，扩展新型电力系统监测控 制的范围与能力。（三）电力行业数字化转型痛点随着新型电力系统建设推进，电力行业正处于一个深刻的转型时期。发电集团和电网企业作为行业的两大支柱，面临着前所未有的挑战。首先，发电集团在传统能源向新能源转型的过程中，面临着设备更新、技术升级和运营模式转变的压力，需要整合分散的新能源资源，提高发电效率和电网接入能力，同时也要确保发电过程的稳定性和可靠性。其次，电网企业在新型电力系统中承担着更加复杂的调度和管理任务，需要应对新能源发电的波动性和不确定性，保障电网的安全稳定运行，同时，随着分布式能源的大规模接入，电网企业需要构建更加灵活和智能化的电网，以适应分布式发电和需求侧响应的需要。因此，电力行业亟需通过数字化转型，构建一个更加智能、高效、安全和环境友好的新型电力系统。理想1：建立“源网荷储”的深度协调互动以适应电力生产形势由大容量集中式常规发电向大规模分布式新能源转变随着新能源的高速发展，新型电力系统中配电网将从无源网变为有源网，潮流由单向变为双向、多向，电网运行控制更加复杂。电力生产方式由“源随荷动”向“源网荷储”互动转变，需要建立更加灵活的资源调控能力。电源侧要提高监控和预测能力，电网侧着重强化配电网的运行监控和灵活承载，适应用户侧的能源消费电气化和多元化，从而实现“源网荷储”的深度协调互动，应对新能源大规模发展对电网安全稳定运行的挑战。 2 3理想2：在电网生产经营中大力推广应用数字化技术，实现电网企业的全面数字化转型随着电网数字化转型的深入推进，需要加快电网生产、企业经营和客服服务等领域的数字化创新，应用“大云物移智链”等数字技术，强化信息采集、感知、处理、应用等环节建设，实现电网、设备、客户状态的动态采集、实时感知和在线监测，促进生产提质、经营提效、服务提升，推动全业务、全环节数字化转型。现实1：光纤对配用电网的覆盖远远不足，无法支撑大规模分布式能源和配用电设备接入长期以来，电力光纤专网仅实现了对35kV及以上电压等级的主网覆盖。10kV及以下电压等级的配用电网，由于终端分布点多面广，光纤覆盖成本过高，实施和运维难度巨大，未实现“最后一公里’’的有效覆盖。以山东电网精准负荷控制工程为例，全省436个大用户通过光纤接入，光缆建设成本平均每公里超过7.8万元，平均每用户光缆投资27.4万元。光纤通信方式无法支撑大规模分布式能源和海量配用电设备的接入，“最后一公里”通信成为制约“源网荷储”友好互动的瓶颈。现实2：4G网络的性能和安全难以满足电网数字化技术应用与数字化转型发展需求随着人工智能、云计算、大数据新型数字化技术在电网业务中的广泛应用，数据呈现爆发式增长，对无线通信网络的承载能力提出更 4高要求，4G网络性能无法满作业现场高清视频监控、无人机智能巡检等数字化创新业务的大带宽、广连接需求。此外，虽然4G已广泛应用于用电信息采集、配电自动化“二遥”等电力业务，但4G无线通信体制无法保证电力监控业务的安全隔离性、毫秒级时延、99.999%可靠性等关键指标，在分布式电源、配网监控、负荷控制等关键领域的应用受限。因此迫切需要更加先进的无线通信技术解决新型电力系统“最后一公里”的接