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5G成智能电网的最强大脑

近来，随着经济社会的发展，电力需求进一步增大，尤其入冬以来，多个省区市用电负荷和全社会用电量持续攀升 。错峰用电、有序用电意义重大 。
多年来，我国电网规模持续扩大，但电网规模的不断提升以及线路复杂度的迅速增加，给我国电网带来了巨大的挑战 。提高电网的信息化、自动化、智能化水平成为重要任务 。智能电网是当今世界电力和能源产业发展转型的体现，将开启能源与互联网有机结合的大门，已成为国家抢占低碳经济制高点的重要战略举措 。在国家相关主管部门的支持下，全国多个省区市纷纷启动5G智能电网建设 。与此同时，运营商也加快了与电力行业开展5G合作的步伐 。5G智能电网，让我们一探究竟 。

5G成智能电网的最强大脑
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5G SA提升电网智能化水平
在5G网络建设方面，存在非独立组网（NSA）和独立组网（SA）两种组网方式 。非独立组网通过改造4G核心网的基础设施实现5G功能，而独立组网则需要新建5G核心网 。5G SA具有高速率、低时延、广连接等优势，能支持更大带宽和更多应用场景，更好地发挥5G在工业互联网领域的优势 。
在电力行业，一流的智能电网须应对多种类业务，对通信传输速度、安全性能要求高，5G SA模式能够满足智能电网的建设需要 。近日，深圳供电局联合深圳移动在国内电力行业率先应用5G商用独立组网，标志着深圳电网在5G规模化应用方面迈出了坚实一步 。
深圳供电局系统运行部相关负责人表示，5G独立组网在商用前历经试验网阶段，实现商用是5G规模化应用的基础 。近年来，该局利用试验网开展了全球首例5G独立组网支撑配网线路差动保护测试，打造了深圳市5G智慧样板项目——5G智能变电站，初步验证了5G独立组网在实际环境中的应用效果 。
据了解，目前，深圳供电局联合中国移动、华为公司、南网数研院等企业，积极探索配电自动化、计量自动化等十大电力场景的5G规模化应用 。接下来，该局将充分发挥5G商用独立组网的优势，与深圳移动共建电力专用的5G核心网，实现电网更精确的智能化控制，加快配电网信息化、智能化和自动化发展 。预计到2022年年底，逾4400个5G电力业务终端投入使用，提升电网智能化水平 。
与此同时，在陕西安康，国网安康供电公司员工在工作中头戴新式“安全帽”和AR眼镜，在变电运维中心测试电力单兵指挥装置场景应用情况 。据了解，国网安康供电公司携手陕西广电网络公司成功开通了国内首个基于700MHz的电力5G专用网络，并基于该专网研发开展视频指挥系统场景应用 。
据介绍，基于700MHz的5G网络共建共享研究合作协议达成后，经过近一年时间，首期电力5G网络完成了安康供电公司本部、110千伏江南变电站、新城供电所三个基站的部署，并完成了电力5G专用网络的测试和优化 。通过电力5G专用网络，国网安康供电公司开展了供电服务单兵指挥系统的应用测试，实现了部署在电力专网的IMS融合通信系统与工作现场终端设备的高速连接 。
在数字新基建的浪潮下，国网安康供电公司持续加强与陕西省电力公司以及广电网络的沟通交流，以国网安康供电公司为项目试点，借助5G技术赋能传统电网转型升级，利用5G超大带宽、超低时延、海量连接的三大特点，在供电服务指挥、机器人巡检、配用电信息采集与控制等领域加强合作，依托外部科研机构，加强技术课题合作创新，共同解决电网运行实际问题，着力打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的智慧电力服务系统 。
5G新管家打造智能电网最强大脑
近年来，我国电网规模持续扩大，但电网规模的不断提升以及线路复杂度的迅速增加，给我国电网带来了巨大的挑战，倒逼电网升级 。提高电网的信息化、自动化、智能化水平成为重要任务 。目前，在国家主管部门的支持下，全国多个省区市纷纷启动5G智能电网建设 。与此同时，运营商也加快了与电力行业开展5G合作的步伐 。
配电房是电力系统发、输、变、配环节中最贴近用户，也是最关键的节点 。传统配电房的安全与可靠性相比主网发展滞后，普遍存在基础薄弱、自动化程度低以及连接匮乏等问题 。为此，浙江移动宁波分公司携手国网宁波供电公司，利用5G赋能配电房，成功打造了国内首个基于5G基站的智能配电房，并在鄞州供电局部署落地和正式商用 。
走进宁波鄞州区保利印江南小区，绿化带深处隐藏着一座配电房 。配电房内空无一人，一台巡检机器人正沿着轨道稳稳经过一个个出线柜，它采集着遥信、遥测数据，并通过5G网络发送到综合监控平台 。此时，国网宁波供电公司指挥中心的综合监控平台大屏幕上，正实时呈现巡检机器人所拍摄的高清视频画面，工作人员只需通过画面信息记录，就可以分析配电房内设备的运行情况 。
“5G轨道巡检机器人可谓配电房的‘新管家’，能代替我到配电房现场巡检，让每次巡检能节省大约40分钟时间，我就可以有更多时间承接重点设备检修、老旧设备更替和其他紧急任务 。”国网宁波供电公司配电房的运维人员表示 。相较于4G网络下监控画面传输速度慢、时延高、模糊不清，在5G网络下，巡检机器人搭配高清镜头，画面传输实现大带宽、低时延，配电柜上的每个文字、数字、指针都清晰可见，便于后台工作人员实时、准确掌握信息，及时处理问题，同时还能对视角、方位、焦距等进行在线调整 。现在，只需在综合监控平台上动动手指，就能远程实现对巡检机器人的精准控制，打破了以往指挥中心仅能通过遥测码值上送、遥信变位的方式获取现场信息的局限性，实现全方位、多视角、无盲区、24小时不间断监控，免去了人工现场校验的麻烦 。
截至7月底，国家电网山东青岛供电公司与中国电信青岛分公司、华为技术有限公司联合在青岛西海岸古镇口、崂山金家岭、奥帆中心等地部署30余个5G基站，携手打造5G智能电网项目 。7月13日，在青岛市西海岸古镇口三沙路上，两座崭新的10千伏配电柜投入运行 。青岛供电公司运检部专责张陶在核对设备信号时说：“这些设备都配置了5G配网线路差动保护，可以实现电网对配电线路上发生的故障在几十毫秒内自动切除 。不在故障区域的用户甚至感受不到故障的存在 。相比于以往一有故障就全线停电的情况，供电服务水平有了巨大提升 。”
12月7日，国网乌鲁木齐供电公司通信机房内，一台5G“智慧大脑”成功投运，它将运营商核心网“克隆”至本地，实现了基于5G的本地数据处理和逻辑运算 。这是国网新疆电力有限公司首个成功落地的5G ﹢ MEC（移动边缘计算）设备 。
5G﹢MEC（移动边缘计算）设备的应用，是国网新疆电力有限公司“5G﹢电力”行动的一项突破 。5G﹢MEC（移动边缘计算）技术的应用让海量通信数据，不再需要到达运营商核心网的“数据库房”，而是直接进入本地“智慧大脑”，不仅大大减轻了运营商核心节点的数据压力，还确保了用户自身信息的安全 。当MEC设备遇上5G通信技术，还能大幅降低通信响应时延，满足用户对低时延的要求 。同时，数据在本地传输，可有效降低大带宽业务流量资费，大大节约生产成本 。
作为新一代移动通信技术，5G不仅在带宽上实现大幅提升，同时具备“超低时延”和“海量连接”等特性，能够满足视频巡检、配网自动化、自动抄表等智能电网各种业务场景下对于大带宽、低时延和广连接的要求 。而5G与边缘计算、网络切片等技术的结合，更为有高度数据安全要求的电网提供了一张安全隔离的专用网络，必将成为能源互联网建设过程中的重要动力 。
5G电网让发输变配用电高效便捷
5G技术和云计算、大数据、物联网、人工智能等信息技术深度融合，形成新一代信息基础设施核心能力，这也给电力行业的发展带来深刻变革 。
近来，随着电力系统信息化改造升级的推进，5G在电力系统输电、变电、配电以及用电的各个环节发挥高速率、大带宽、低时延的优势，助力传统电力系统全面升级 。在浙江、山东青岛、广州等地，5G智能电网示范项目纷纷落地，有效提升了电力的调控效率，为电力行业的5G应用起到了试点、示范作用 。
在电力系统发、输、变、配环节中最贴近用户、最关键的配电环节，5G能带来什么样的全新体验呢？一起走进几个智能电网示范点，你就明白了 。
日前，杭州萧山供电公司钱江供电所的工作人员在业内宣布：“鸿华C919线鸿华C9190 开关远程遥控成功，开关处于运行状态 。”此举标志着在浙江移动的技术助力下，该所正式实现了基于5G专网的架空线一二次融合智能开关远程遥控 。
萧山电力的工作人员介绍：“融合智能开关的遥控操作，一直是我们电力维护工作的重点和难点 。原来只能通过运行人员现场操作，就算在交通畅通的情况下，从钱江供电所赶到这里也要开车30分钟以上 。现场操作还需要穿戴安全器具和登杆，整个过程需要一个小时 。现在通过5G进行开关远程遥控，大大提高了工作效率，也降低了现场人员高空作业的危险性 。”
在浙江宁波，宁波移动联合国网宁波供电公司成功打造基于5G模组的架空线路遥控智能开关，并顺利接入国网调度I区配网主站，实现配网主站对智能开关的遥测遥信采集，以及对智能开关的可靠遥控 。架空线路遥控智能开关是一项应用于配网综合管控的智能差动保护设备，能实时监测和处理配网线路的运行数据，研判故障类型，通过分闸、合闸快速隔离故障区域，保证供电安全 。同时，将信息采集、处理结果与配网调度主站进行双向实时传输，具有采集、处理、上传和执行等功能 。
在青岛，5G智能电网实验网项目可成功实现5G智能分布式配电、变电站作业监护及电网态势感知、5G基站削峰填谷供电等多个新应用 。通过配电网差动保护技术，可以实现对主干线路故障的定位和切除，秒级恢复非故障区域供电，包括干线故障切除隔离、分支线故障快速就地切除、非故障负荷自动转供电 。
从2019年开始，中国移动与南方电网在广州市南沙区明珠湾区域建立了国内最大的5G智能电网应用示范区，以5G网络大带宽、低时延以及海量连接的新型特点，以及网络切片、边缘计算等创新功能，为5G智能电网应用研究提供全新电力通信条件 。在这里，业务场景数量及验证进度正领跑行业 。
其中，配网自动化线路自愈功能的推进速度大幅提升，据统计，自愈功能投入后相较自愈功能投入前，平均隔离故障并恢复非故障区域送电时间由小时级压缩到3分钟以内，下降超过90%，而且较传统故障抢修至少6人才能完成故障隔离和转电的情况，自愈线路完全自主执行、无须人力耗费 。
【5G成智能电网的最强大脑】 电力供应关乎家家户户的日常生活 。进入信息化时代，5G赋能传统电力系统智能化升级，正在助力更好地实现电网“安全、可靠、绿色、高效”的整体目标 。
责编AJX
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