5G应用为电网赋能助推电力行业智能化升级

5G应用为电网赋能助推电力行业智能化升级

章娜

国网湖南电力公司湘西供电分公司

摘要：电网的质量直接关系到电力的稳定供应，随着5G技术的发展与应用，将5G技术与电网相结合，建设智能电网，促进电力行业实现产业化升级成为必然的发展趋势之一。智能电网的建设极大的提升了电网供电的安全性和稳定性，本文对5G应用在智能电网建设中的作用展开分析，探讨智能网建设中各个环节的5G应用的策略和实践。

关键词：5G应用；智能电网；电力行业

引言

随着我国电力行业的发展，目前已经建成了世界最大规模，最复杂的电网，并且其发展速度越来越快。现代社会的正常运转离不开电力，而电力稳定供应是关键中的关键。在5G技术发展与应用的大背景下，将5G技术应用到电力行业中，建设智能电网，有助于提高电力系统稳定运行以及自动化运行的程度。应用5G应用进行智能电网建设，可以有效提高智能电网的建设效率和建设质量，保证生产生活供电的稳定性。

一、智能电网的特点和建设原则

1.智能电网的特点

智能电网实现了电网的全自动管理，并可以实时监控所有的用户和节点。智能电网的供电效率更高，安全性和可靠性更强，综合来看，智能电网主要有如下的特点：

1. 智能电网供电的稳定性更强，当智能电网出现突发故障时，电网中的设备会启动保护措施，避免出现大范围的停电事故。保证多数用户的用电稳定性。传统的物理电网在面对自然灾害时，一旦停电将是大范围的停电事故，对社会的生产生活造成巨大的影响，而智能电网面对灾害时可以有效切除故障部分对电网造成的影响，保证绝大部分地区的用电稳定性，使停电的损失将到最低，因此，智能电网的供电稳定性更强；

2. 智能电网的兼容性更强，智能电网可以实现多种不同能源的接入，并保持电网的稳定性，尤其是新型不稳定能源的接入，比如风力发电、潮汐发电、太阳能发电等，传统的物理电网面对大规模的新型能源接入或断开时会由于负载的剧烈变化而造成供电的不稳定，而智能电网可以适应这种变化并保持供电的稳定性，促进绿色可持续能源的发展，满足供电来源的多样化需求，并降低化石能源的消耗，降低环境污染；

3. 智能电网的修复能力更强，智能电网集成使用了大量的新技术和新设备，在其运行过程中可以实现自我监控对故障的预警，当出现故障时，会对故障进行自我诊断及时修复故障，对于无法自动修复的故障智能电网会自动启用备用装置，切除故障装置，并及时将故障上传，通知相关人员及时排除故障。

2.智能电网建设的原则

在现代社会中，电力水平是一个国家国力的体现。目前，在人们使用电力的过程中，对环境造成了一定的污染，一定程度上引起了不少环境问题，智能电网的建设有助于对于电能使用的宏观调控，科学合理的使用电力，降低电能的浪费，推动社会的可持续发展。我国幅员辽阔，不同地域对于电能的需求不同，而且大部分清洁能源的电能产出区域和对电能需求较大的区域并不重叠，并且距离较远。因此要根据实际情况进行智能电网的建设，总的来说，智能电网的建设要遵循以下的原则：

（1）绿色环保：智能电网要提高清洁电能的接入，提高电能利用的效率，降低环境的污染；

（2）坚固耐用：我国不同区域的气候不同，但都面对着极端气候的可能，因此智能电网的建设必须保证坚固耐用；

（3）自动化：智能电网的需要满足自动化，降低人力资源的投入，并可以自动排除各种故障，对无法排除的故障自动预警上报；

（4）成本低，效用大：智能电网建设中虽然应用了大量的新技术和新设备，但是可以有效降低运营和维护费用，使整体成本降低，提高效用；

二、5G应用在智能电网建设中的实施

随着5G建设的推进，“互联网+”、智慧城市、智慧能源等战略的实施，社会信息化水平不断提升，电力行业对信息通信网络、数据中心等基础设施资源需求旺盛。“5G+”电力赋能能源互联网，助力电力行业智能化升级。2019年，国网信息通信产业集团有限公司基于“5G+”思维创新开展的采集业务、控制业务、互动业务等应用方案，已在多地电力企业落地应用，为泛在电力物联网业务提供了低成本、快速便捷、安全可靠的无线通信接入承载及更自主可控的网络管理能力。

1.站内5G全连接全覆盖，助力泛在感知接入

电力设施是能源互联网的关键枢纽和组成部分。加快发展相关配套智能化产业，可提高电网运行的可靠性、稳定性、安全性。“5G+”电力以给能源互联网带来实用价值为基础，实现对泛在感知层业务数据全采集、业务状态全感知、业务操作全可控，有助于提升电网智能化水平，解决通信网建设和覆盖难题，加快能源行业智能化转型升级，帮助运行维护人员掌握能源传输动态，辅助电力相关决策。比如古泉换流站5G网络工程，是全国第一例特高压变电站与5G技术结合的泛在电力物联网建设工程，也是国网安徽电力首座5G基站，实现了站内4K高清监控视频信号实时回传、巡检机器人远程监控等业务应用，为站内运行维护、远程可视管控提供了强有力的通信支撑，以及绿色、安全、经济、高效、增值的能源互联网通信技术服务。

2.依托5G三大特性，完成多业务承载应用

基于5G的电力应用不仅能够支撑数据采集和传输应用，还可以提供控制类业务传输的可靠保障，包括配电网差动保护业务、精准负荷控制业务、远程开关投切控制等。这种实时业务所需要的通信方式对于网络的要求极高，以前只有光纤通信能够满足。但采用光纤通信则面临光缆敷设困难、投资高等建设难题。而依托5G，控制类业务能够就地、精准操作，操作时延也从分钟级缩短至毫秒级。传统的变电站运行管控和电网设施管理主要以人工方式进行，一旦发生安全事故将对城区供电产生巨大影响。以5G大带宽、低时延、高可靠特性为依托，包括‘5G+’无人机巡检、‘5G+’机器人巡检、‘5G+’可视通话、‘5G+’北斗塔形监测等，综合监测站内安全管控、站外设施状态，并提供预警方案及措施，保障了重点电力设施的安全性。可以有效提高变电站运行管控和电网设施管理的自动化程度。国家电网有限公司拥有海量配网资源和信息，开展基于5G通信方式的控制业务、采集业务等应用，能够极大地降低通信建设的复杂度，提升应用效益。

3.5G+”电力多维应用体系，探索新业务新业态

构建5G行业应用体系，要明确5G三大场景能够适配的目标客户群体，面向差异化的客户群体，分析特定的业务应用需求，并能够提供从终端接入到平台处理的全链式定制服务。其中，面向电力客户群体，不仅可以提供用电及信息服务，如阶梯用电、储能、用能设备监控管理等基础型传统服务，还能提供监控、AR/VR移动视频业务、沉浸式互动体验等增值业务服务。

建立产业生态是“5G+”电力创新应用的关键一环。5G技术引进和规模化创新应用，将面临站址部署选择、安全接入防护、就地边缘处理、电磁干扰影响等问题，尤其是在现有电网安全防护要求水平高的情况下，5G在业务终端的通信设备可靠性、通信通道安全性、信息传输安全性、电磁设备互扰性等方面都存在一定空白。以5G通信技术为核心打造“终端、网管、安全、平台、应用”为一体的产业生态，创建“5G+”泛在电力物联网应用的新业态新模式，可大幅引领上下游产业链发展。

国网信通产业集团已形成“5G+”多场景应用的建设方案和实践案例，面向电力系统生产控制类需求、移动应用类需求、基础设施的信息采集类需求、边缘侧就地计算处理类需求等，借助自有铁塔、变电站、配电室等基础资源，形成勘测、建设、研发、应用、运维等全链式定制化业务模式和解决方案，为5G技术助力能源互联网和泛在电力物联网建设提供内在动力，推动形成泛在电力物联网建设的新业态、新模式。

4.5G赋能智慧电力建设的多个层面

除了在普通民用领域外，5G在特高压输电等项目中也大有用处。通常来讲，特高压输电具有输电容量大、距离远、损耗低、占地少等优势，而5G的应用，无疑为特高压输电效果的进一步提升创造了条件。与此同时，5G输电基站的建设，也为区域间电力输送提供了必要的基础设施。总的来说，5G给电力行业发展所带来的影响是深入而持久的。5G电力输送基站的建设、5G切片技术的引入及应用、5G电力数据平台的打通等，无一不在丰富和改变着传统电力行业的发展面貌。正视5G所带来的各种变化，积极探索推动5G在电力行业的多元化应用可能，将使传统电力行业转换过时的运作模式，转而形成一种全新的体系架构，并焕发出勃勃生机。

结束语

智能电网可以极大的提升电网的稳定性和持续性，而5G应用可以促进智能电网的建设，目前我国的5G技术发展较为领先，在智能电网的建设中已经发挥了极大的作用，促进了我国智能电网的建设。随着5G越来越多的应用于电力行业的各个层面，对于我国电网能源紧张和环境污染的问题缓解有极大的帮助，可以极大促进我国的可持续发展。

参考文献：

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