5G技术赋能电力通讯管理新变革

5G技术赋能电力通讯管理新变革

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新华网

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来源

1.

http://www.xinhuanet.com/tech/20210819/c522b2250d0c41e695e418f74bedc27e/c.html

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随着全球电力网络加速向智能电网升级，信息通信也迅速向5G时代迈进，两大超级基础设施之间正在产生奇妙的化学反应。5G技术以其高速率、低延迟和广连接的特点，为电力系统的信息化和智能化提供了新的可能。

ITU给5G定义了三大场景，即增强移动带宽（eMBB）、超高可靠低时延通信（uRLLC）和大规模机器类通信（mMTC），它们在电力系统的各个环节均有不同程度的应用。

发电端：新能源功率预测与状态感知

在发电端，5G应用的主要场景有新能源功率预测与状态感知、分散式风电组网管理与控制等。这些场景对无线通信的连接数和时延有较高要求。其中，集中式新能源监控需要百万级的连接数，风电的叶片变桨控制需要不超过20毫秒的低时延。

输电段：输电线路状态监测和无人机巡检

在输电段，5G应用的主要场景是输电线路状态监测和无人机巡检。这类场景对连接数和带宽要求较高。其中，对输电线路进行在线监测需要连接和管理千万级的传感器，无人机巡检线路需要100Mbps级的大带宽。

变电端：变电站智能巡检

在变电端，5G应用的主要场景是变电站智能巡检。借助智能机器人代替人工进入变电站内移动作业，可降低风险并提高效率。这类场景需要100Mbps级的大带宽以支撑机器人回传高清视频。

配电侧：故障监测定位和精准负荷控制

在配电侧，5G的应用比较广泛，涵盖故障监测定位到精准负荷控制的全流程。这些应用对低时延的要求非常高，其中配网保护与控制、智能配电网微型同步相量测量都要求低于10毫秒的超低时延，基于用户响应的负荷控制也要求不超过20毫秒的低时延。同时，这一环节需要管理的连接数也比较大，基本都在百万级和千万级。

用电端：用电信息采集、分布式能源及储能管理

在用电端，5G的应用也十分广泛，涉及用电信息采集、分布式能源及储能、电动汽车充电桩、智能家居等电能计量及用电管理的方方面面。这一层应用最突出的需求是广连接，基本都在千万级甚至上亿。

应急通信：语音调度及视频监控

此外在应急通信方面，5G也能更好地支持语音调度及视频监控等场景应用，提供更大的带宽和更广的连接，满足临时场景的爆发式需求。

当前，围绕电力系统发电、输电、变电、配电、用电全流程，基于5G的大带宽、低时延、广连接特性以及独特的“网络切片”技术，电力行业公司、运营商和设备商在推进5G＋智能电网应用落地时主要集中在以下四大典型应用：

差动保护：替代光纤降低成本

凭借超低时延，5G可以替代光纤做配网差动保护，大幅降低成本。电力的配电网络由配电站和输电线组成，配电站里有输电设备、变压器、配电保护设备（DTU）等，假如全网按照有线连接的方式去部署差动保护，那么对光纤的需求量和部署难度会极大地推高成本。凭借小于10ms的超低时延，5G网络可以代替光纤去做差动保护，实现降本增效。

无人巡检：提升效率降低人工成本

在变电站机器人巡检等电力生产管理中的中低速率移动场景中，具备大带宽特性的5G网络一方面可以对巡检机器人进行移动/飞行控制，在降低人工成本和安全风险的同时大幅提升巡检效率，另一方面还能把高清视频图像及时回传到指挥中心做分析处理，提升运维效率。

高级计量：满足用户智能用电需求

随着家庭和工商业用户对用电信息、电价信息等的知情和管理诉求日益凸显，电力计量需要从传统计量向高级计量演进。具备广连接特性的5G网络可以连接海量的智能电表设备，并提升采集频次，丰富采集内容，实现双向互动，最终满足客户智能用电和个性化服务的需求。

安全隔离：提供差异化网络服务能力

5G独特的可定制化的网络切片技术，可端到端保障电网的高隔离性应用，更好地满足电力网络对“行业专网”的诉求，为智能电网不同业务提供差异化的网络服务能力。比如上述三大类场景应用，就可以在5G网络下并行不悖，满足用户对安全性、可靠性和灵活性的多重需求。

为推动5G在电力行业的应用，国家层面出台了一系列政策支持：

• 工信部等十部门联合发布《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）》，提出在智慧电力领域突破电力行业重点场景5G各项关键技术
• 国家发展改革委、国家能源局、中央网信办、工业和信息化部联合编制《能源领域5G应用实施方案》

在标准制定方面，中国电力行业公司积极参与3GPP 5G电力需求标准制定，已向3GPP提交18篇电力需求提案，其中9篇已被采纳，分别纳入4篇3GPP国际标准中。

随着5G技术的不断成熟和应用的深入，其在电力行业的应用前景将更加广阔。南方电网和国家电网都在积极推进5G智能电网的示范项目，预计未来将在更多场景实现规模化应用。5G技术将继续在电力行业发挥重要作用，助力实现更加高效、安全和可持续发展的电力系统。

从技术到商业，从畅想到实践，5G给电力行业带来的改变正在发生。相信在多方努力之下，5G+智能电网将交出一份1+1＞2的完美答卷。