5G在配电网继电保护中的应用

5G在配电网继电保护中的应用

任泉龙

国网天津市电力公司城西供电分公司 天津 300000

摘要：在光纤通信基础设施覆盖率低的地区，5G通信以其高速率、大容量、低时延的特性，引起了继电保护工作者的高度关注。在智能配电网中有很多的检测点，这些点上所装的仪表都将大面积采用基于5G技术研发的智能仪表。在状态检测系统中应用5G技术可以高效快捷的将状态监测数据传输回云服务器，在配电网运行管理和智能配电网的控制中5G都以其良好的传输能力得到大量的应用机会。5G技术与泛在电力物联网一起将更好的推动智能配电网的建设，同时在智能配电网中5G技术以及以5G技术为基础开发的检测执行传输元件和设备也将得到更广阔的应用。本文对5G在配电网继电保护中的应用进行探讨。

关键词：5G技术；电力物联网；智能配电网

引言：电力系统的配电网规划是一项重要的工作，它在某种程度上影响着配电网运行的安全性和可靠性。智能电网面对着新时代背景，电力发展趋势不断展现。在某种程度上其优越性能的发挥，可以很好的缓解目前紧张局势所面临的不同国家和地区的能源资源。由于该技术可以为配电网提供可靠的运行环境，有效保障电力能源的使用安全，所以还需要对其进行更加深入的研究，以确保电力系统的安全运行。

1第五代通讯技术简介

为了提高数据传输速率，减少传输延时，能连接更多的设备拥有更大的系统容纳能力，无线通信学科开发了先进的5G即第五代通讯技术。5G技术的发展主要是移动通讯技术及其相关学科的研发取得了重大进展，入网的移动设备增速逐日提高，同时越来越多的软件公司或者个人加入到以APP应用为代表的新的服务或者是新的应用开发大潮中来。在强大的市场需求和既有的现有技术条件下5G技术的发展也就是顺理成章的事情。5G网络与前几代的网络同样属于蜂窝网络结构，每一个蜂窝内都布局有相当数量的室分天线，以保证5G网络能够覆盖到蜂窝内的所有区域，室分天线传输的数据通过收发机转换后，由光纤将信号传输至基站，也就是通俗讲的铁塔。第五代通讯技术的传输速率可高达10Gb/s，网络传输延时不到1毫秒，这为物联网中的智能仪器仪表的数据采集和传输提供了优越的基础条件，同时也为各种高清视频数据的实时传输提供了条件。

2新型配电网简介

随着电网新的两网战略的提出，坚强智能电网和泛在电力物联网的建设将会加快建设步伐。配电网络也将会朝着智能化的方向不断发展进步，智能电网的建设也将对配电网的运行安全性、可靠性和经济性提出更高的要求。而泛在电力物联网的建设贯穿于电力系统的各个环节，对智能配电网的各个供储环节进行全方位的状态检测和控制。这都需要大量的檢测和传感元件实时检测配电网的运行状态信息，并及时传输至云服务器，服务器发出的控制信号在智能配电网落的各个应用环节都应该得到及时快速的执行。在电力企业主站的建立和维护中，工作人员可以根据线路的状态和参数对所有数据进行监控，提高线路运行的安全性和稳定性，为信息管理提供了很大的帮助。此外，在智能电网线路系统的规划和设计中，有必要对各种信息进行统计和分析，以便于后续输电线路的规划、建设和运营。参数量测高端技术，作为配电网应用中表现形式之一，在对配电系统进行操控的过程中，可及时告知用户费率政策改革信息，满足用户的需求。相关的技术工作人员将收集到的信息数据加以系统化、规范化的分析，从而能够宏观掌握并科学评估配电网的运行现状，最终能合理规避配电网规划进程中呈现出的用户窃电等漏洞问题，使配电性能不断优化，达到精准化电费评估的优良效果。为切实达到智能电网一体化的目标，结合先进科技和切实科学的智能电网数据，确保对电力用户实时回馈，以完善智能电网系统的运营与管理工作。

35G技术在配电网中的应用展望

3.1无线智能仪表的应用

随着泛在电力物联网的建设，大量的智能仪表将会被应用到配电网中的各个环节，5G技术仪器高传输速率和低延时完全满足了仪表检测对延时的要求，同时其高传输效率可将智能仪表所采集到的数据实时准确的传输到云服务器。智能电能仪表以其应用点多，且可以很好很容易的接入5G网络，同时5G智能电能仪表的应用也将大大提高电能抄核收工的准确度，为降低统计带来的线路损耗提供技术支持。由于5G智能仪表所采集和传输回来的用户数据准确度更高，时效性更强，在分析用户用能习惯方面所得出的结果更加准确这也为优化能源调度以及优化负荷预测提供了基础。对于有些偏远的配电台区，或者是安装有线网络不方便的地方，安装无线智能仪表将是一个很好的选择。在配电网中有些配电台区的状态监测仪表改用5G智能仪表不仅可以降低仪表功耗延长仪表使用寿命，同时还可以省下很多仪表有线数据采集所需敷设的电缆光纤和相应转接设备费用以及建设施工的工程费，大大节约泛在电力物联网的建设成本。

3.2状态检测系统中的应用

智能配电网的运行状态监测是泛在电力物联网的重要任务之一。为完成状态监测任务大量的智能仪表应用后，一些状态监测数据的传输给泛在电力物联网数据传输层提出了新的课题。在智能配电网所在区域内如果5G蜂窝建设比较完善，则在传输层面可单独建设一个智能配电网专用室分天线阵列，使用单独的收发器与基站通过光纤传输数据。部分利用有线网络连接的智能传感器可在分布式IO采集站将数据汇总后和5G网络收发器的数据一起通过光纤传输至基站。利用覆盖广安全可靠，运行高效的通讯网络快速传输数据，这可节省一大笔泛在电力物联网的传输层建设费用。利用5G技术解决传输层的数据传输问题还可以加快泛在电力物联网的布局速度以及降低运营成本。

3.3在智能配电网运行管理中的应用

在配电网的运行点检管理中，利用5G技术开发的手持式智能终端，不仅可以传输点检人员的点检状态数据，还可以随时传输智能配电网的检修抢修信息，在点检、抢修检修过程中所产生的视频音频信息也可以实时保存至云平台为设备的履历管理提供技术支持，在设备动态管理过程中当点检人员发现异常信息而不知道该如何处理更好的时候，可以通过手持式智能终端邀请自己的领导或者单位内部的相关专家一起开网真远程会议，针对设备的异常进行诊断以及远程实时指导。基于5G开发的手持式智能终端由于其专用性其对通讯数据的加密，良好的保证了信息不被泄露，不至于造成一些不必要的不良后果。

3.4在配电网控制中的应用

当配电网出现故障的时候，现场故障指示器会将故障信息传输至云服务器，云服务器中的设备故障诊断算法根据故障指示器信号以及配电网的状态监测数据，运算结果会实时的下发切除故障部位的指令，当指令发出后借助于5G网络的高速传输和低延时特性可以将指令执行的时间大幅度的缩短从而减少事故带来的事故时间，降低事故损失。当配电网络中出现三相不平衡的时候，现场采集的电压信号传输回云服务器，通过云服务器内的相平衡算法及对负荷预测结果综合优化后发出动态负荷调整指令。现场智能执行元件通过5G网络接收到指令的时间也将更快，这也为配电网动态优化提供技术支撑。

结束语

本文首先简要介绍5G即第五代通讯技术和智能配电网。基于5G技术高数据传输率以及极低的延时特性，提出5G技术将结合泛在电力物联网的建设在智能配电网中的智能仪表尤其是智能电能仪表和状态监测仪表中得到大量应用，在配电网的状态检测数据传输中得到大量应用，在借助于5G技术开发的手持式智能终端将在智能配电网运行管理中得到应用。在智能电网的控制中尤其是故障自动诊断自动处理以及配电网动态优化中得到大量应用。

参考文献

[1]童辉.5G新空口设计：如何从LTE拓展与创新，以及对未来技术发展趋势的展望[J].电信科学：2019.07

[2]宋云霞.我国5G移动通信的关键技术与发展趋势[J]城市建设理论研究（電子版）2016（27）

[3]李佳，刘胜达，王玮.5G移动通信网络关键技术论述[J]通讯世界2016（7）

作者简介：任泉龙(1989.2-),男,蒙古族,山东德州,大学本科双学士,工程师,研究方向：电力系统及其自动化。