5G技术

配电网是城市发展的重要基础设施和电网运行的关键结点，随着城市的大规模建设，企业的高速发展，对配电网供电的可靠性及灵活性的要求越来越高。高速发展之下智能配电网呼之欲出，智能配电网是整个电力系统对分散用户供电的连接部分，具有更高的安全性能、更强的诊断能力和自愈能力，在满足高可靠性和海量业务需求的同时，配电网及其设备的智能化发展必然与先进的通信技术密切结合。而5G技术，将是推动配电领域智能化升级与变革的关键，5G技术作为智能配电网未来发展的重要技术手段，起着至关重要的作用。那么5G技术又是如何支持和影响配电网的发展，需要我们带着前瞻的眼光和独特的思考方式去寻找答案，通过对5G技术的研究，针对配电网的发展趋势，思考和探索未来智能配电网发展的模式和方向，从而将5G技术全面应用在未来的智能配电网建设中。

针对变电站内机器人巡检、在线监测、程序化操作监控等多样化智能化业务的需求，从通信终端、网络、管理平台和网络安全四个层面提出了变电站最后一公里通信综合解决方案。构建云、管、边、端的网络架构，结合5G技术的发展应用，对比分析各类局域网无线通信技术特点，对变电站室内室外场景，高带宽、低时延和低功耗、低速率等场景采用多种通信方式，实现即插即用、边缘计算等功能，建设物联网综合管理平台对各种通信方式（WAPI、LORA、LTE_U等)包括公网(3GGG)进行端到端的管理和安全认证、智能运维、业务通道保障。

介绍了南方电网公司开展5G+数字电网应用研究工作的背景及意义，分享了南方电网公司关于电力5G虚拟专网顶层设计方案以及广州南沙5G+数字电网应用示范区建设经验。他表示随着电力系统不断发展，电网状态监测与感知、系统保护与控制、用电需求侧响应等方面对信息数据的自动化、互动化、透明化要求越来越高。传统的电力通信方式面对智能电网业务承载需求存在痛点。5G技术三大应用场景和“切片技术”，能很好地满足电网业务的安全性、可靠性和灵活性需求，适配电力通信新挑战。

国网公司变电设备将逐步实现全面感知监测，但是随着变电站设备监测装置种类和数量的增多，接入网络复杂、网络全链路监测缺失等问题接踵而至，导致设备感知能力变弱、后期运维压力增大。为探索解决以上问题，德阳供电公司应用F5G技术体系建设国网首座变电站全光网络，简化网络架构，实现端到端网络通道全链路监测。本报告将简要叙述F5G全光网络的原理和优势，分析国网公司智慧物联体系（变电部分）建设的智能化需求，在此基础上，介绍国网公司首座F5G全光网络智慧变电站建设案例，及该技术在德阳供电公司变电站运维中的典型应用场景及成效，最后对F5G全光网络下一步的应用前景和发展趋势进行展望。

5G技术特性与智能电网业务需求高度契合。国网山东省电力公司推进开发5G技术和应用，建成省域5G电力示范网，形成面向智能电网的5G安全防护体系，并探索商业模式。

本次能源领域5G应用典型案例征集活动聚焦6个方向，即：智能电厂+5G、智能电网+5G、智能煤炭+5G、智能油气+5G、综合能源+5G、智能制造及建造+5G，共收到198个能源领域5G应用案例，覆盖全国26个省、自治区、直辖市，以及14家能源领域、信息通信领域中央企业。经专家评审和复核，最终遴选出33个典型案例。总体来看，5G技术逐步与能源各行业融合创新发展且深度不断增加，取得了积极的示范效应。为进一步总结案例经验，我们面向《能源领域5G应用实施方案》中的6个重点方向，将33个典型案例编撰成册，形成“2022年度能源领域5G应用典型案例汇编”，以供交流与推广。

在数字化助力下，广东电力体制改革稳步、快速发展，打造了安全、稳定、高效的电力交易平台，推动广东始终走在全国电改前列。截至2020年底，共支撑97家发电企业、778家大用户、25020家一般用户、484家售电公司进入市场，服务用户近4万，平台登录人次超2亿，实现电力市场全业务流程线上化，多年运行稳定无异常、交易结算结果无差错。有以下典型应用场景：1.经过多年平台运营和信息安全管理经验积累，结合5G技术，广东电力市场交易平台从公网系统逐步转型成为专网系统，实现交易业务专业化、专网化，避免了核心业务暴露在互联网，达到“内防泄密、外防攻击”的安全管理目标。2.由于电力用电用户具有数量多、地理位置分散等特点，传统的网页系统已无法满足大量主体进入市场的业务需求。通过引入先进数字化工具，对接数字政府数据，用户只要使用移动端就能完成拍照上传，关键业务刷脸即办，提高效率同时保证业务真实性，适应了工商业用户全面放开进入电力市场的需求。

现有配电网呈现多分段、多分支的复杂的网架结构，同时伴随着大量分布式能源的不断接入，对系统稳定及安全带来冲击和挑战；差动保护在保护领域具有选择性的天然优势，在配电网领域中予以应用，可解决配电网越级跳闸问题。 传统方式的通信以光纤为主要载体，铺设成本较高，不便于大规模推广应用；伴随5G基础建设的大力开展，为配网自动化领域带来新的发展契机。通过充分利用5G技术的高可靠、低延迟等特点，将5G模组嵌入配网差动终端，通过“5G+北斗”的模式，实现配电终端之间的数据同步和信息交互，完成配电网多端差动和系统自愈，为能源互联网建设提供助力。

平台从电网李生体视角出发，基于北斗和5G技术，构建实时动态数字变电站三维模型，深度融合无人机、机器人和智能传感器等多种监测手段，汇集变电站一、二次设备运行监测数据、辅控数据及实景图像，通过精确空间坐标位置计算和空间分析AI算法，构建沉浸式、立体化、数字化全息变电站智能管控体系，实现变电站全景数据“全面感知”、设备异常“主动预警”、设备状态“智能诊断”、设备故障“精准预测”、设备巡检“机器替代”、人员行为“智能识别”及主辅设备“智能联动”的智慧管控生态圈，以数字技术助力电网业务提质增效，实现传统运检模式重大创新，全面提升运检管控的穿透力和运检工作质量与效率。平台由巡检机器人、高清摄像机及无人机等前端感知设备和远程智能巡视主机组成，其架构如图1所示。在巡视主机中部署远程巡视系统和缺陷识别算法，远程下发机器控制、巡视任务等指令开展站端设备自动联合巡检，实现实时诊断、智能分析、在线评估及精准预测。

近日，5G技术首次试点切入南方区域电力现货市场。在广州黄埔电厂，技术人员通过5G专用网络访问南方区域电力现货市场系统，开展价格申报，数据传输速度从传统的秒级降到40毫秒，全程数据传输稳定，为未来大规模新兴市场主体应用5G技术参与电力市场提供了示范。