5G滿足智能電網(wǎng)對(duì)安全的需求

　　由于5G技術(shù)采用授權(quán)頻段，因此移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商將除了提供高水準(zhǔn)服務(wù)等級(jí)協(xié)定外，還可以提供身份驗(yàn)證和核心網(wǎng)信令安全。

　　5G不僅提供了非常低的時(shí)延，還降低了許多新興市場(chǎng)的能源公司建立智能電網(wǎng)的門(mén)檻，能源公司將可再生能源作為主要電力來(lái)源。

　　可再生能源發(fā)電缺乏穩(wěn)定性，導(dǎo)致輸電網(wǎng)絡(luò)能量出現(xiàn)波動(dòng)，為了避免這種故障，產(chǎn)生的能量必須根據(jù)所消耗的能量進(jìn)行調(diào)整。5G的低延遲廣覆蓋和快部署允許智能電網(wǎng)進(jìn)行快速的信息交換，這在可再生能源為主要電能的市場(chǎng)非常有用。

　　典型應(yīng)用場(chǎng)景一：智能分布式配電自動(dòng)化

　　配電自動(dòng)化(Distributed Automation)是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)，其目的是提高供電可靠性，改進(jìn)電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　配電自動(dòng)化的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段是基于自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備互相配合的階段，主要誒重合器和分段器，屬于機(jī)械化階段。第二階段是基于通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端單元和后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的配電自動(dòng)化階段，起到監(jiān)視配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)和遙控改變運(yùn)行方式的作用，故障能及時(shí)察覺(jué)。第三階段在第二階段的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)控制功能。

　　通過(guò)各終端間的對(duì)等通信實(shí)現(xiàn)智能判斷、分析、故障定位、故障隔離，以及非故障區(qū)域供電恢復(fù)等操作。從而實(shí)現(xiàn)故障處理過(guò)程全自動(dòng)化，最大可能地減少故障停電時(shí)間和范圍，使供電網(wǎng)故障處理時(shí)間從“分鐘級(jí)”提高到“毫秒級(jí)”。

　　典型應(yīng)用場(chǎng)景二——毫秒級(jí)精準(zhǔn)負(fù)荷控制

　　電網(wǎng)負(fù)荷控制主要包括調(diào)度批量負(fù)荷控制和營(yíng)銷(xiāo)負(fù)荷控制系統(tǒng)兩種控制模式。電網(wǎng)故障時(shí)，負(fù)荷控制主要通過(guò)第二道防線的穩(wěn)控系統(tǒng)緊急切除負(fù)荷，防止電網(wǎng)穩(wěn)定破壞;通過(guò)第三道防線的低頻低壓減載裝置負(fù)荷減載，避免電網(wǎng)崩潰。這種穩(wěn)控裝置集中切負(fù)荷社會(huì)影響大，電網(wǎng)第三道防線措施意味著用電負(fù)荷更大面積損失。

　　采用基于穩(wěn)控技術(shù)的精準(zhǔn)負(fù)荷控制系統(tǒng)控制對(duì)象精準(zhǔn)到生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部的可中斷負(fù)荷，既滿足電網(wǎng)緊急情況下的應(yīng)急處置，同時(shí)僅涉及經(jīng)濟(jì)生活中的企業(yè)用戶，且為用的可中斷負(fù)荷，將經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)影響降至最低，是目前負(fù)荷控制系統(tǒng)的一大技術(shù)創(chuàng)新。

　　精準(zhǔn)負(fù)荷控制系統(tǒng)是利用毫秒級(jí)負(fù)荷平衡，以細(xì)粒度的控制延伸到末端，優(yōu)先切除制冷等可中斷負(fù)荷，代替了傳統(tǒng)切除整條線路的方式。

　　典型場(chǎng)景應(yīng)用三——低壓用電信息采集

　　低壓用電信息采集業(yè)務(wù)是對(duì)電力用戶的用電信息進(jìn)行采集、處理和實(shí)時(shí)監(jiān)控的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用電信息的自動(dòng)采集、計(jì)量異常監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、用電分析和管理、相關(guān)信息發(fā)布、分布式能源監(jiān)控、智能用電設(shè)備的信息交互等功能。

　　電力用戶用電信息采集業(yè)務(wù)當(dāng)前主要用于計(jì)量，傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括終端上傳主站的狀態(tài)量采集類(lèi)型業(yè)務(wù)以及主站下發(fā)終端(下行方向)的常規(guī)總召命令，特點(diǎn)是上行流量大下行流量小，通信方式主要包括230M、無(wú)線公網(wǎng)和光纖傳輸?shù)取?/p>

　　未來(lái)=新業(yè)務(wù)帶來(lái)用電信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上報(bào)的新需求，同時(shí)終端數(shù)量進(jìn)一步提升。信息采集將進(jìn)一步延伸到家庭，能夠獲取所有用電終端的負(fù)荷信息，以更精細(xì)化的實(shí)現(xiàn)供需平衡，牽引合理錯(cuò)峰用電。

　　典型應(yīng)用場(chǎng)景四——分布式電源

　　風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、電動(dòng)汽車(chē)充換電站、儲(chǔ)能設(shè)備及微網(wǎng)等新型分布式電源是一種建在用戶端的能源供應(yīng)方式，可獨(dú)立運(yùn)行也可并網(wǎng)運(yùn)行。新能源電源年均增長(zhǎng)1%，到2020年占全國(guó)總裝機(jī)的9.1%。

　　隨著能源變革發(fā)展的深入推進(jìn)，對(duì)于清潔能源的快速并網(wǎng)等成為電網(wǎng)企業(yè)迫切需要解決的難題。分布式電源并網(wǎng)給配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了新的技術(shù)問(wèn)題和挑戰(zhàn)。分布式電源的并入，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本變化，用戶既是用電方，又是發(fā)電方，電流呈現(xiàn)雙向流動(dòng)，實(shí)施動(dòng)態(tài)變化。

　　智能電網(wǎng)5G網(wǎng)絡(luò)切片方案

　　智能電網(wǎng)5G網(wǎng)絡(luò)安全體系

　　5G網(wǎng)絡(luò)使能智能化電網(wǎng)大視頻應(yīng)用

　　變電站巡檢機(jī)器人：主要針對(duì)110KV及以上變電站范圍內(nèi)的電力一次設(shè)備狀態(tài)綜合監(jiān)控、安防巡視等需求，目前采用WiFi接入環(huán)境下的巡檢機(jī)器人主要保留在站內(nèi)本地，并未能實(shí)時(shí)回傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。未來(lái)采用5Gd 巡檢機(jī)器人，將搭載多路高清攝像頭或環(huán)境監(jiān)控傳感器，實(shí)時(shí)回傳數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，甚至可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的帶電操作，如道閘開(kāi)關(guān)控制。

　　移動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)管控：在電力行業(yè)，涉及強(qiáng)電作業(yè)，施工安全要求極高，該場(chǎng)景主要針對(duì)電力施工現(xiàn)場(chǎng)的人員、工序、質(zhì)量等全方位進(jìn)行監(jiān)管，并針對(duì)方案變更、突發(fā)事故處理等緊急情況提供遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)決策依據(jù)，提供事故溯源排查等功能。

　　配電房視頻綜合監(jiān)視：針對(duì)配電網(wǎng)重要節(jié)點(diǎn)(開(kāi)閉站)的運(yùn)行狀態(tài)、資源情況進(jìn)行監(jiān)視。

　　輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢

　　主要針對(duì)網(wǎng)架之間的輸電線路物理特性檢查，如彎曲變形、物理?yè)p壞等，一般用于高壓輸電的野外空曠場(chǎng)景，距離較遠(yuǎn)。兩個(gè)桿塔之間線路長(zhǎng)度在200-500米范圍，巡檢可包含若干個(gè)桿塔，延綿數(shù)公里。如通道內(nèi)樹(shù)木檢測(cè)、覆冰監(jiān)控、山火監(jiān)控、外力破壞預(yù)警檢測(cè)等。

　　目前：主要通過(guò)輸電線路兩端檢測(cè)裝置靠復(fù)雜的電纜特性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算判斷，輔助以人工現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。無(wú)人機(jī)則主要采用2.4G頻段的WiFi或廠家私有通信協(xié)議，有效半徑一般低于2Km。

　　未來(lái)采用5G通信，伴隨著無(wú)人機(jī)續(xù)航力的增強(qiáng)，結(jié)合邊緣計(jì)算(MEC)的應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)視頻、圖片、控制信息等他直接回傳控制臺(tái)，擴(kuò)大無(wú)人機(jī)業(yè)務(wù)的連續(xù)性及覆蓋范圍，提升巡線效率。