5G技术在电力领域的六大典型应用场景

2020年初，中央政治局会议明确提出加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。依据中央坚持聚焦能源数字化转型的重大需求，结合国家电网公司建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业战略目标要求，中国电科院对能源互联网应用5G技术开展了大量深入研究及试验验证工作，并取得良好的阶段性成果。

为深入了解国家电网中国电科院的实践情况，通信世界全媒体记者采访了中国电科院信息通信研究所总工程师汪洋。他表示，现阶段已经解决了5G技术应用于电力场景的承载问题，接下来要做的是如何将5G技术与电网业务深度融合。

5G技术在电力领域的六大典型应用场景

中国电科院积极探索5G技术在电力行业的多元化应用，开展了大量试验验证工作，如差动保护、雷电监测等极端环境下的业务验证。目前看来用5G承载电力业务效果显著，突破了通信网络的业务承载瓶颈，能够为电力行业转型升级提供强有力的支撑。

在电力行业发、输、变、配、用、调六大环节中，5G技术发挥着重要作用。

一是新能源及储能并网方面。目前大量分布式新能源电站处于盲调状态，现有的4G网络无法满足当前时延、未来大连接和安全性方面要求。采用5G网络能够实现清洁能源资源评估、分布式储能调节能力评估、发电预测以及场站运行分析等模块数据实时交互；可实时调整新能源出力，实现跨区域送受端协调控制，提高新能源发电消纳电量。

二是输变电运行监控方面。传统4G通信带宽已不能满足视频监测需求，在视频回传质量、数据传输安全等方面均得不到有效保障。采用5G网络可有效提升运维检修效率，降低人力投入30%以上，还可以推动微气象区域监测与辅助决策、输电线路灾害监测预警与智能决策、全天候远程通道可视化。

三是配电网调控保护方面。传统单端量配电网保护难以兼顾速动性和选择性要求，受现有电力无线专网或4G网络带宽的限制，目前尚未对配网保护装置进行运行监控。采用5G网络可实现配电网线路的快速精确故障定位和非故障区域的快速自愈，提升电网供电可靠性。

四是用户负荷感知与调控方面。目前用电侧的信息感知和大数据监测分析能力存在不足。采用5G网络可满足对海量数据的实时感知、电力市场交易毫秒级传输、负荷精准控制等业务发展的需求，同时实现柔性负荷参与电网调控，降低电网尖峰负荷，提升电力在尖峰负荷时期的运行可靠性和安全性。

五是协同调度及稳定控制方面。随着新能源、分布式电源、储能、电动汽车规模化快速发展，4G网络受限于通信能力和数据处理能力，无法实现实时电网调度和稳定控制。采用5G网络可实现电源、电网、负荷和储能相关数据采集，以及数据在平台内部和不同平台之间的多点、低延时传输和多参量数据融合处理。

六是5G应用在规划投资和综合治理方面。目前国家电网供应链涉及的资产类型多、数量巨大，现有的4G网络或无线专网无法实现所有设备信息的实时在线接入、网络差异化及低功耗的需求。采用5G网络可实现源、网、荷、储等所有设备的全部接入、物资信息上传、入库出库等电网资产的实时在线管理，提高电网优化配置资源效率，提升电网和企业精益化管理水平。

“在这六大环节中，5G的应用将带来划时代的意义，能满足4G网络满足不了的升级迭代要求。”汪洋总结道。通过5G技术赋能电网典型应用场景，可以促进信息技术和电力行业的深度融合，利用电网与电信新技术互相促进的优势，不但能从根本上满足发展中电力行业多场景差异化的需求，而且能够充分满足国家电网未来电网生产和企业运营需求，实现能源生产、传输、消费全环节、各类型用户及终端的融合互联和深度感知，实现电网高质量发展和持续创新发展。

实践中的痛点问题

“基于电科院实验验证和网省公司的外场试点实践，都验证了5G能够承载传统电力业务。但在目前实践过程中还存在几大痛点问题亟需解决。”汪洋总结。

一是5G切片的资源匹配度有待提升。现阶段的5G切片不是专门为电网业务设计的，在使用过程中存在资源匹配度不高的问题。

二是边缘计算功能存在冗余。目前边缘计算的很多附加功能是电网行业不需要的，由此造成电网资源浪费，并导致效率降低。

三是安全性有待提升。在实践过程中发现芯片、模组、设备、终端等环节都存在安全隐患，甚至安全漏洞，5G技术需要结合电力业务特点，在安全性方面进行整改提升。

四是深度融合尚未实现。现在各网省公司的试点验证工作，均使用目前运营商的5G网络。此实践方式能够确保业务运行，但是“在能跑的前提下，如何跑得更快、更好”？5G技术如何跟业务深度融合并成为电网有机组成部分？这是中国电科院目前努力的方向。

“今后或许可以看到，配网的保护终端既是保护终端、业务终端，也是通信终端，甚至与模组、芯片层面融为一体，这将会是5G技术在电力行业未来的发展方向。”汪洋表示。

5G为电力产业赋能的三个阶段

5G技术是推动电力产业转型升级和提质增效的关键支撑技术。汪洋总结了5G与电力行业融合发展需要经历的三个阶段。

第一个阶段是技术引领阶段。电力行业使用以往的通信技术能够解决部分通信问题，在不了解5G能带来哪些改变的懵懂阶段，需要通信行业专业人士与电力行业进行强沟通，让电力行业了解5G是什么，5G能改变什么。

第二个阶段是技术与电网深度融合阶段。电力行业了解到5G的作用后，必须积极探索5G在电力行业的多元化应用，大胆尝试把电力技术、业务与5G技术进行深度融合。

第三个阶段是技术改变传统电网阶段。经过5G与电力的深度融合后发现“以前敢想却实现不了的事现在能实现”，5G在电网产业实现多元化应用，推动了电力产业转型升级和提质增效，也就是实现了其真正的使命，即5G改变社会，改变生产。

“我们现在正处于5G赋能电网的第一个阶段，但我相信今后的第二阶段、第三阶段会更精彩，那将能够实现电网产业迭代升级，带来真正的能源互联，从而带动整个社会生产效率提升，那时候可能就是真正的5G改变社会了。”汪洋总结道。
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