5G技術在電力領域的六大典型應用場景

2020年初，中央政治局會議明確提出加快5G網絡、數據中心等新型基礎設施建設進度。依據中央堅持聚焦能源數字化轉型的重大需求，結合國家電網公司建設具有中國特色國際領先的能源互聯網企業戰略目標要求，中國電科院對能源互聯網應用5G技術開展了大量深入研究及試驗驗證工作，并取得良好的階段性成果。

為深入了解國家電網中國電科院的實踐情況，通信世界全媒體記者采訪了中國電科院信息通信研究所總工程師汪洋。他表示，現階段已經解決了5G技術應用于電力場景的承載問題，接下來要做的是如何將5G技術與電網業務深度融合。

5G技術在電力領域的六大典型應用場景

中國電科院積極探索5G技術在電力行業的多元化應用，開展了大量試驗驗證工作，如差動保護、雷電監測等極端環境下的業務驗證。目前看來用5G承載電力業務效果顯著，突破了通信網絡的業務承載瓶頸，能夠為電力行業轉型升級提供強有力的支撐。

在電力行業發、輸、變、配、用、調六大環節中，5G技術發揮著重要作用。

一是新能源及儲能并網方面。目前大量分布式新能源電站處于盲調狀態，現有的4G網絡無法滿足當前時延、未來大連接和安全性方面要求。采用5G網絡能夠實現清潔能源資源評估、分布式儲能調節能力評估、發電預測以及場站運行分析等模塊數據實時交互；可實時調整新能源出力，實現跨區域送受端協調控制，提高新能源發電消納電量。

二是輸變電運行監控方面。傳統4G通信帶寬已不能滿足視頻監測需求，在視頻回傳質量、數據傳輸安全等方面均得不到有效保障。采用5G網絡可有效提升運維檢修效率，降低人力投入30%以上，還可以推動微氣象區域監測與輔助決策、輸電線路災害監測預警與智能決策、全天候遠程通道可視化。

三是配電網調控保護方面。傳統單端量配電網保護難以兼顧速動性和選擇性要求，受現有電力無線專網或4G網絡帶寬的限制，目前尚未對配網保護裝置進行運行監控。采用5G網絡可實現配電網線路的快速精確故障定位和非故障區域的快速自愈，提升電網供電可靠性。

四是用戶負荷感知與調控方面。目前用電側的信息感知和大數據監測分析能力存在不足。采用5G網絡可滿足對海量數據的實時感知、電力市場交易毫秒級傳輸、負荷精準控制等業務發展的需求，同時實現柔性負荷參與電網調控，降低電網尖峰負荷，提升電力在尖峰負荷時期的運行可靠性和安全性。

五是協同調度及穩定控制方面。隨著新能源、分布式電源、儲能、電動汽車規模化快速發展，4G網絡受限于通信能力和數據處理能力，無法實現實時電網調度和穩定控制。采用5G網絡可實現電源、電網、負荷和儲能相關數據采集，以及數據在平臺內部和不同平臺之間的多點、低延時傳輸和多參量數據融合處理。

六是5G應用在規劃投資和綜合治理方面。目前國家電網供應鏈涉及的資產類型多、數量巨大，現有的4G網絡或無線專網無法實現所有設備信息的實時在線接入、網絡差異化及低功耗的需求。采用5G網絡可實現源、網、荷、儲等所有設備的全部接入、物資信息上傳、入庫出庫等電網資產的實時在線管理，提高電網優化配置資源效率，提升電網和企業精益化管理水平。

“在這六大環節中，5G的應用將帶來劃時代的意義，能滿足4G網絡滿足不了的升級迭代要求。”汪洋總結道。通過5G技術賦能電網典型應用場景，可以促進信息技術和電力行業的深度融合，利用電網與電信新技術互相促進的優勢，不但能從根本上滿足發展中電力行業多場景差異化的需求，而且能夠充分滿足國家電網未來電網生產和企業運營需求，實現能源生產、傳輸、消費全環節、各類型用戶及終端的融合互聯和深度感知，實現電網高質量發展和持續創新發展。

實踐中的痛點問題

“基于電科院實驗驗證和網省公司的外場試點實踐，都驗證了5G能夠承載傳統電力業務。但在目前實踐過程中還存在幾大痛點問題亟需解決。”汪洋總結。

一是5G切片的資源匹配度有待提升。現階段的5G切片不是專門為電網業務設計的，在使用過程中存在資源匹配度不高的問題。

二是邊緣計算功能存在冗余。目前邊緣計算的很多附加功能是電網行業不需要的，由此造成電網資源浪費，并導致效率降低。

三是安全性有待提升。在實踐過程中發現芯片、模組、設備、終端等環節都存在安全隱患，甚至安全漏洞，5G技術需要結合電力業務特點，在安全性方面進行整改提升。

四是深度融合尚未實現。現在各網省公司的試點驗證工作，均使用目前運營商的5G網絡。此實踐方式能夠確保業務運行，但是“在能跑的前提下，如何跑得更快、更好”？5G技術如何跟業務深度融合并成為電網有機組成部分？這是中國電科院目前努力的方向。

“今后或許可以看到，配網的保護終端既是保護終端、業務終端，也是通信終端，甚至與模組、芯片層面融為一體，這將會是5G技術在電力行業未來的發展方向。”汪洋表示。

5G為電力產業賦能的三個階段

5G技術是推動電力產業轉型升級和提質增效的關鍵支撐技術。汪洋總結了5G與電力行業融合發展需要經歷的三個階段。

第一個階段是技術引領階段。電力行業使用以往的通信技術能夠解決部分通信問題，在不了解5G能帶來哪些改變的懵懂階段，需要通信行業專業人士與電力行業進行強溝通，讓電力行業了解5G是什么，5G能改變什么。

第二個階段是技術與電網深度融合階段。電力行業了解到5G的作用后，必須積極探索5G在電力行業的多元化應用，大膽嘗試把電力技術、業務與5G技術進行深度融合。

第三個階段是技術改變傳統電網階段。經過5G與電力的深度融合后發現“以前敢想卻實現不了的事現在能實現”，5G在電網產業實現多元化應用，推動了電力產業轉型升級和提質增效，也就是實現了其真正的使命，即5G改變社會，改變生產。