智电未来 5G时代电力物联网应用实践

第　1章 物联网及电力物联网概述　1
1．1　物联网概述　2
1．1．1　物联网的内涵　2
1．1．2　物联网的特征　3
1．1．3　物联网的应用类型　4
1．1．4　物联网的应用模式　5
1．1．5　5G对物联网的影响　7
1．2　电力物联网概述　8
1．2．1　电力物联网的概念　8
1．2．2　电力物联网与物联网和智能电网的关系　8
1．2．3　电力物联网与传统信息化技术的区别　9
1．3　电力物联网的背景　10
1．3．1　物联网在智能电网领域发展迅速　10
1．3．2　全球能源互联网发展战略的实施　11
1．3．3　能源互联网生态体系的构建　13
1．3．4　4G电力无线专网建设取得成效　15
1．3．5　5G新技术已成熟和商用　17
1．4　电力物联网的价值　19
1．4．1　推动智能电网提质增效　19
1．4．2　构建清洁低碳能源体系　19
1．4．3　服务产业链现代化建设　20
1．4．4　助力国家治理现代化　20

第　2章 电力物联网的发展情况　23
2．1　智能电网　24
2．1．1　国外发展情况　24
2．1．2　国内发展情况　27
2．1．3　智能电网发展趋势　28
2．2　物联网的发展　30
2．2．1　国外发展情况　30
2．2．2　国内发展情况　33
2．3　电力物联网的发展　34
2．3．1　智能电网新要求　34
2．3．2　智能电网同步发展　35
2．3．3　电力物联网的应用　36

第3章　电力物联网的终端通信业务接入需求　39
3．1　发电环节的通信业务需求　40
3．1．1　分布式电源监控　40
3．1．2　智慧发电监控　42
3．2　输变电环节的通信业务需求　43
3．2．1　输变电状态监测　43
3．2．2　移动巡检　44
3．3　配电环节的通信业务需求　46
3．3．1　配电自动化　46
3．3．2　配电所综合监测　49
3．3．3　开闭所环境监测　50
3．3．4　差动保护　51
3．4　用电环节的通信业务需求　52
3．4．1　精准负荷控制　52
3．4．2　用电信息采集　54
3．4．3　电动汽车充电站/桩　56
3．4．4　电能质量监测　58
3．4．5　智能家居　59
3．5　其他环节的通信业务需求　61
3．5．1　智能营业厅　61
3．5．2　应急通信　61
3．5．3　智能仓储管理　62
3．5．4　视频监控　63

第4章　电力物联网架构及关键技术　65
4．1　基于物联网的架构　66
4．1．1　典型物联网架构　66
4．1．2　电力物联网架构　68
4．2　电力物联网关键技术　71
4．2．1　关键技术总览　71
4．2．2　感知层技术　71
4．2．3　网络层技术　73
4．2．4　其他层技术　75
4．3　移动通信技术在电力物联网中的应用　79
4．3．1　2G/3G技术的应用　79
4．3．2　4G技术的应用　79
4．3．3　5G技术的应用　80
4．3．4　其他技术的应用　81
4．4　5G助力电力物联网建设　82
4．4．1　电力物联网的5G里程碑事件　82
4．4．2　电力物联网的5G试点应用　83

第5章　5G网络能力及业务满足电力物联网需求　87
5．1　5G发展概况　88
5．1．1　5G技术研究及标准化进展　88
5．1．2　5G网络商用部署进展　90
5．2　5G网络能力　91
5．2．1　5G基础网络能力　91
5．2．2　5G云网络功能　95
5．2．3　5G网络安全能力　96
5．3　5G网络架构　99
5．3．1　核心网　99
5．3．2　无线网　105
5．4　5G典型业务应用案例　108
5．4．1　智能制造　108
5．4．2　车联网及无人驾驶　111
5．4．3　无人机飞控　113
5．4．4　应急通信　115
5．4．5　智慧会展　117
5．4．6　智慧渔业　125
5．4．7　智慧校园　126
5．4．8　立体巡防智慧派出所　127
5．4．9　物联网　128
5．4．10　智能视频监控　130
5．4．11　异地全息通信　131
5．5　5G适配电力通信业务场景　133
5．5．1　电力通信典型业务场景分类　133
5．5．2　低时延　133
5．5．3　大连接　137
5．5．4　大带宽　138
5．5．5　5G适配电力通信业务场景需求　140

第6章　5G新功能加速电力物联网发展　141
6．1　5G NPN　142
6．1．1　5G NPN标准化　142
6．1．2　5G NPN网络架构　142
6．1．3　运营商5G专网部署模式　145
6．1．4　运营商5G专网支撑电力物联网　146
6．2　IAB　146
6．2．1　IAB技术及网络架构　147
6．2．2　IAB拓扑自适应　148
6．2．3　IAB在电力物联网中的应用　150
6．3　网络切片　153
6．3．1　网络切片原理　153
6．3．2　网络切片在电力物联网中的应用　154
6．4　MEC　156
6．4．1　MEC原理　156
6．4．2　MEC架构　157
6．4．3　MEC在电力物联网中的应用　157
6．5　TSN　159
6．5．1　TSN标准族　160
6．5．2　TSN性能特征　160
6．5．3　TSN在电力物联网中的应用　161

第7章　基于电力物联网的5G核心网及端到端解决方案　163
7．1　5G核心网扁平化IP网络架构　164
7．1．1　5G网络架构需求　165
7．1．2　5G网络架构设计　167
7．2　端到端网络切片解决方案　169
7．2．1　网络切片应用需求和业务场景　169
7．2．2　电力网络切片实现方案　173

第8章　基于电力物联网的5G无线网及共享解决方案　177
8．1　5G无线网工程建设　178
8．1．1　无线网络工程勘察设计　178
8．1．2　无线网络工程建设方案　180
8．1．3　无线网络工程设备安装　183
8．1．4　无线网络工程防雷及接地　189
8．2　5G无线网工程共建共享要求　193
8．2．1　无线网络架构　193
8．2．2　共建共享要求　198


第9章　基于电力物联网的5G网络安全解决方案　203
9．1　电力物联网网络安全概述　204
9．2　电力物联网5G网络安全风险分析　206
9．3　电力物联网5G网络安全关键需求　208
9．3．1　接入安全　209
9．3．2　网络安全　210
9．3．3　用户安全　211
9．3．4　应用安全　213
9．3．5　可信安全　214
9．3．6　终端安全　214
9．3．7　安全管理　216
9．4　电力物联网5G网络安全解决方案　217
9．4．1　统一安全认证框架　217
9．4．2　满足海量终端设备接入的认证方案　218
9．4．3　基于标识的切片安全隔离　219
9．4．4　差异化的隐私保护机制　220
9．4．5　移动边缘计算安全机制　221
9．4．6　数据完整性和机密性安全机制　223
9．4．7　开放的安全能力　223
9．4．8　终端安全体系结构　224
9．4．9　丰富的密钥层级架构　225
9．4．10　一体化的安全监测管控平台　226

参考文献　229
缩略语　233