5G技术在电力配电网领域的思考与探索.docx

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1、5G技术在电力配电网领域的思考与探索目录1 .配电网存在的问题22 .企业经营遇到瓶颈23 .社会经济形态发生变化24 .5G技术特征34. 1.5G趋势35. 2.中国电信运营商5G主要频段34. 3.面向应用定义“网络即服务”45. 5G技术赋能配电网45.1. 瓦特、比特融合，配电网末端连接是瓶颈45. 2.配电网典型业务场景可分为控制、采集两大类65. 3.5G网络为配电网业务无线接入提供了一种更优化解决方案75. 4.5G多场景适配为智能电网不同业务提供差异化的网络服务能力75. 5.5G网络切片为电网不同分区业务提供高可靠的安全隔离能力76. 6.5G能力开放为海量接入终端提供高效

2、灵活的运营管理能力77. 5G赋能配电网思考76. 1.未来在配电网的应用77. 2.展望98. 5G在智能配用电领域的应用探索与实践98.1. 配用电业务现状及发展趋势107.2.5G通信技术概述107.2.1.5G的基本特征107.2.2.5G技术与电力业务适配性分析117.2.3.5G赋能智能配用电业务127.2.4.5G在配电自动化业务中的应用127.3.实践案例137.3.1.智慧配电房整体架构137.3.2.智慧配电房核心技术137.3.3.预期成效分析141 .配电网存在的问题1、基础薄弱。配电网是电网的重要组成部分。是联接电网和用户的最关键结点，其安全和可靠性与主网相比配电网仍

3、显薄弱和发展相对滞后；2、自动化面少。配电自动化目前仍集中在城市中心区，规模化、系统化尚未实现，实用化水平有待进一步提升；3、外部环境复杂。用户侧分布式新能源规模并网，配电网缺乏与外部环境的互动,新能源消纳与电网安全稳定运行之间的矛盾日益突出。2 .企业经营遇到瓶颈1、电力市场化改革。市场竞争主体剧增。9号文放开售电侧和增量配网业务，数千家售电公司出现；2、连续降电价。政府降低输配电价要求，企业经营收入形式严峻；3、新技术的冲击。直流配电网与储能电池的突破，将给传统配电网带来冲击。3 .社会经济形态发生变化1、互联网经济。“互联网+”吸引行业外公司采用互联网的创新方式开展跨界经营，带来大量资本

4、；2、数字经济提高了社会劳动生产率，客户要求日益多样化和精益化，给配电网企业经营效益提出了更高要求。坚强智能电网（输电网）能源互联网（配电网）“新能源、新业笏不断接入太阳能、风能充电桩，智能家庭，智能路灯以输电、变电控制为主要对象控制点数量：十万级百万级，控时延:准实时实时，控制频次：低相 高领信息“采叙需求爆发增长 采里点和采蛆量大幅提升 采集频次和实时性提高 通讯实时性需求剧增 配电网、分布式电源和用户储4 .5G技术特征4. 1.5G趋势据中国信通院预测2020-2025年中国5G将直接带动经济总产出10.6万亿元，直接创造经济增长3.3万亿，创造直接就业岗位超过300万个。4.2. 中

5、国电信运营商5G主要频段中国联通中国移动1987中国电信运营商5G主要频段20XX智能网联2014可穿戴设备2010平板电脑中国电信00用和音乐功能人工智能普及手机普及1999传呼机智能手机19801990200020101985大哥大1979肩背电话汽车电话互联网普及20204G图1MassiveMIMO （大规模天线）MassiveMIMO (柳)1嫩提升300m-500m站间距K7曲月1-2屈如必次分列4X8(32) -6X16 (256)第5页共15页20m-50m站间距频率扩展4.3. 面向应用定义“网络即服务”网络功能实例共享网络功能5G特征大数据人工智能算法落地应用高清影像数据（

6、在线4K/8Ka颜）大量物联网传感采集的数据超低腕嗣靠行驶数据图像识别算法1预测性维护一工艺传承5. 5G技术赋能配电网5.1瓦特、比特融合，配电网末端连接是瓶颈（1）连接痛点：点多、面广智能终端和用户终端连接困难、连接匮乏、无线通信质量低;（2）智能配网需要5G连接：新能源新业务亿级大连接、毫秒级业务、高精度授时、高带宽业务；配网连接提升高在线、易运维、全覆盖、安全可靠；基于5G的新智能技术应用.无人机机器人、高清智能视频；（3）配电网特点：点多面广，海量设备实时监控，信息双向交互频繁，且光纤敷设成本高、运维难度大技术选型：有线是“干”，无线是“支”，无线是有线的拓展和补充，尤其在解决配电网

7、业务“最后一公里”接入方面，无线是快速、灵活部署的最佳选择。（4） 5G是配、用电泛在连接的重要选项。5G网络aauDU/CU接入机房Edge DCCore DC智能电器i配电及电力接入发电输电生产控制及管理区域(5)更多亲斤能源接入，发电装置呈分布式趋势输电线路逐步实现全线路实时监控，需娈广域网络联接配网控制逐步从lOkV走向O.4kV,联接节点千万十4.5亿电表的高频，高精度抄表，需要新的接入技术海量(6)联接数从万到亿,覆盖从干线到全覆盖，无线是关键。无线“安全、可靠、经济、灵活、泛在，赋能全联接电网。第15页共15页生产管理SCADA, EMS ERP营销AMI联麒从万到亿,覆盖庆F线

8、到全覆盖，秘是关键5.2.配电网典型业务场景可分为控制、采集两大类（1）控制类：分布式配电自动化、用电负荷需求侧响应、分布式能源调控等。随着精准负控、分布式能源接入等业务发展，主站系统逐步下沉，更多地本地就近控制，与主网需要控制联动，时延需求将达到毫秒级；（2）采集类：低压集抄、站所内外场景的智能电网大视频应用等。未来采集对象将趋于多媒体化、深入用户行为分析;采集内容将趋于视频化、高清化;采集频次将趋于准实时，且从单向采集向双向互动演进。（3）应用场景关键通信指标业务名称业务类别1时延智能分布式配电自动化415ms控制类精准负控4200ms分布式能源调控采集类W3s控制类Wls低压集抄采集类电

9、站巡检机器人配电线路无人机巡检配电房视频综合监控移动现场施工作业管控4200ms应急现场自组网综合应用通信需求带宽可靠性安全隔离连接数42Mbps99.999%安全生产1区X*10个/km210kbps 2Mbps99.999%安全生产1区“Mbps99.999%综合包含1、II、川区业务百万千万级集抄模式X*卜 2Mbps99.9%管理信息大区III100 个/km2下沉到用户后翻50 100倍4 10Mbps视频200ms控制100ms管理信息大区III集中在局部区域2个99.9%20 100Mbps局部区域内51。个5.3.5G网络为配电网业务无线接入提供了一种更优化解决方案各类电网设备

10、、电力终端、用电客户的通信需求爆发式增长，迫切需要构建安全可信、接入灵活、双向实时互动的“泛在化、全覆盖”配电通信接入网，并采用先进、可靠、稳定、高效的新兴通信技术及系统予以支撑。5.4.5G多场景适配为智能电网不同业务提供差异化的网络服务能力智能电网业务需求广泛，同时包含了eMBB（如巡检机器人、无人机巡检、应急通信等智能电网大视频应用）、uRLLC（智能分布式配电自动化）、mMTC（低压集抄、分布式能源等）三大场景。多场景适配可同时满足海量连接、大带宽、低时延、授时等多样化需求，更有针对性地解决智能电网不同业务的通信需求。5.5.5G网络切片为电网不同分区业务提供高可靠的安全隔离能力5G网

11、络切片技术可为电网不同分区业务提供物理资源、虚拟逻辑资源等不同层次的安全隔离能力，为智能电网的业务承载提供更好的安全保障。5. 6.5G能力开放为海量接入终端提供高效灵活的运营管理能力电力企业可利用公网运营商提供的各种能力开放，实现电力通信终端的连接管理、设备管理、业务管理、网络切片管理等创新业务，满足电力终端通信的可管可控要求。6. 5G赋能配电网思考6. 1.未来在配电网的应用1、配电房、开闭站集中监控。在城市中心配电房与开闭站,运维班组所辖区域部署5G网络，实现对配电房、开闭电站控制系统、视频和状态监测数据、机器人巡检的实时远程监视和控制，同步实现移动操作和AR巡检，通过5G网络实时回传

12、移动终端现场巡检数据和远程会诊。网络要求：带宽50M,时延100ms。）本地数据流信令流IPRAN机房（云端）MEC边缘计算运维班组应用服务器专网运营悔核心机房PRANJ5GCPE移动巡检5gl匐/ /可以蝮5G终靖通W 网缭联网叁作AR巡检工作PADGW-C5G核心网信令面GW-U5G核心网用户面2、线路保护隔离。配电线路中环网柜、柱上开关、隔离开关等设备启用5G网络通道后，线路保护功能将发挥更大作用，通过预设设备的定值，实现臼动分段隔离，停电范围将大大减少。其网络要求：带宽1M,时延10ms。3、配电线路立体巡检。在配电线实现无人机和可视化监拍装置（杆塔摄像头），完成移动作业（PAD）的立

13、体巡检，通过5G无线通道实时回传巡检图像，确保输电线路和通道安全。网络要求：带宽50M,时延100ms。调控中心机房（云端）MEC边缘计算营业点视频监控系统平台防火墙电力专网运营商核心机房GW-U5G核心网用户面SxIPRANGW-C5G核心网信令面7. 2.展望1、5G技术将给电力配电网发展带来深刻变革。推动大量智能微型传感器在配电设备中的应用，5G通信技术应用，促进电网“智能化”、“透明化”、“可感知、可互动”，助力电网向智慧能源运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型发展；2、5G+配电的应用将在配电网全寿命周期中发挥不可估量的作用。“规划、设计、建设、运维”全链条；3、电网

14、行业与通信运营商的合作模式将发生变革。“BtoC普遍性服务”向“BtoB差异化服务”过渡；推动共享式、深度嵌入式的双赢、高质量发展。后续工作展望如下：终端研发：研发电力定制化5G通信终端和标准化，切片的定制。大数据与区块链的技术全面应用。唯一性、可保密、安全、可追溯，中心化的；业务适配：研究、测试与试点验证5G新特性及其与配电网各类业务的适配性。从自愈到智能，从单向到双向的设备控制；合作模式：探索电网与电信运营商新型业务合作管理模式、运营模式、资费模式；产业链：上下游、网络侧、业务侧共同研发；发展5G智能配电网应用生态圈和产业链。7. 5G在智能配用电领域的应用探索与实践5G作为支撑经济社会数字化、信息化、智能化转型的关键新型基础设施，是实现各行业数字化