“媒體報道的中國廣電與國家電網(wǎng)合資5G公司，給5G+智能電網(wǎng)的應用以巨大想象空間。那么5G在智能電網(wǎng)的場景應用究竟有哪些?商業(yè)實現(xiàn)還有多遠?”
融合5G和特高壓輸電兩項新技術的智能電網(wǎng)建設進程不斷提速。在以特高壓為代表的電力能源流建設之后，以5G新技術為代表的電力信息流建設逐漸展開。5G因其優(yōu)異的通信特性可以實現(xiàn)智能電網(wǎng)配電側的雙向通信，助力電網(wǎng)實現(xiàn)實時感知、海量傳輸、智能決策等功能，為電網(wǎng)信息化建設提供堅強保障。
智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
智能電網(wǎng)建立在安全穩(wěn)定的高速雙向通信網(wǎng)絡基礎之上。智能電網(wǎng)通過對先進的傳感技術、安全穩(wěn)定的通信技術以及智能決策系統(tǒng)的應用，可以實現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置、電力故障快速排查、大規(guī)模清潔能源快速并網(wǎng)等功能。智能電網(wǎng)包括三部分，堅強智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的能源骨架，包括發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)，匯聚和傳輸全網(wǎng)的能源流。各類傳感、監(jiān)測設備是電網(wǎng)的神經(jīng)末梢，是信息技術、傳感器技術、自動控制技術與電網(wǎng)基礎設施的有機融合，實時感知電網(wǎng)運行情況。通信網(wǎng)絡是電網(wǎng)的傳輸神經(jīng)，匯聚著全網(wǎng)的信息流，串聯(lián)起海量終端和傳感設備，為電網(wǎng)決策提供安全穩(wěn)定信息流，是電網(wǎng)智能化升級的基礎。
我國在發(fā)、輸電環(huán)節(jié)已建成全球規(guī)模最大的電力專網(wǎng)，但配電側網(wǎng)絡仍存問題。電力通信網(wǎng)承接智能電網(wǎng)源、網(wǎng)、荷、儲各環(huán)節(jié)信息采集與監(jiān)控，保障電網(wǎng)整體高效協(xié)調(diào)運行，對于電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行具有重要意義。
目前我國已建成全球最大規(guī)模電力專網(wǎng)，形成以光纖通信與無線專網(wǎng)、相結合，電力載波、微波、衛(wèi)星通信等為輔的電力通信發(fā)展模式。但在電網(wǎng)“最后一公里”的低壓配電網(wǎng)絡環(huán)節(jié)，現(xiàn)有4G無線網(wǎng)絡無法滿足電網(wǎng)控制類業(yè)務毫秒級時延、關鍵業(yè)務有效隔離、海量智能電網(wǎng)終端接入等需求，配電側無線通信網(wǎng)絡實時響應能力、網(wǎng)絡隔離能力、承載能力亟需提升。
5G打通低壓配電通信網(wǎng)“最后一公里”。配電網(wǎng)在能源轉換環(huán)節(jié)發(fā)揮著樞紐作用，5G通信的超大帶寬、超可靠低時延、海量連接等特點與電網(wǎng)通信需求高度契合，其切片模式可完美對接電網(wǎng)業(yè)務多樣性與隔離性需求。5G網(wǎng)絡的應用可以連通配用電側的采集、控制等設備，構筑全面感知、數(shù)據(jù)匯集、智能決策的電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，滿足配電網(wǎng)精益化管理需求，打通低壓配電通信網(wǎng)“最后一公里”。
5G應用于智能電網(wǎng)的幾大優(yōu)勢
5G網(wǎng)絡切片助力實現(xiàn)智能電網(wǎng)三大功能。業(yè)務隔離，5G切片技術可以將運營商的物理網(wǎng)絡劃分為多個虛擬網(wǎng)絡，使得不同切片之間相互隔離，互不影響，保證電力業(yè)務的安全隔離要求，同時專網(wǎng)和公網(wǎng)的隔離保證了數(shù)據(jù)訪問安全和網(wǎng)絡高可用性。功能定制，網(wǎng)絡切片使得5G網(wǎng)絡三大特性被劃分到不同虛擬網(wǎng)絡之中，根據(jù)終端類型和使用場景的不同滿足其特定的網(wǎng)絡需求，并可以降低網(wǎng)絡建設成本和網(wǎng)絡功耗，大大提升了用戶體驗和網(wǎng)絡資源利用率。質量保障，網(wǎng)絡切片之間相互隔離，任何一個切片的擁塞、過載、配置調(diào)整都不影響其它切片正常功能，這使得電網(wǎng)容錯和抗風險能力更強，且網(wǎng)絡功能部署在虛擬網(wǎng)元使得切片管理效率大大提升。
5G技術賦能智能電網(wǎng)多維場景。高級計量，5G的海量連接特性使得智能電力終端得到廣泛應用，電力公司能更深入了解客戶實時負荷需求，實現(xiàn)電力公司與客戶從單向測量向雙向互動轉變，并根據(jù)用戶用能習慣，提供更加有效的用能服務和價格優(yōu)惠，為電網(wǎng)末端供電質量提升提供精確指導。配電自動化，5G的超可靠低時延特性保障配電自動化設備終端實時在線，有效保障配電自動化業(yè)務信息傳遞，助力線路故障毫秒級精準判斷，實現(xiàn)故障區(qū)域快速隔離和區(qū)域供電快速自愈。智能巡檢，5G網(wǎng)絡的超大帶寬可以實現(xiàn)遠程高清晰圖像回傳，使得基于無人機的電網(wǎng)巡檢成為可能，實現(xiàn)巡檢頻次和效率的大幅提升。
5G建設促進電網(wǎng)基礎設施商業(yè)變現(xiàn)。激活桿塔資源，5G高密度基站可激活電網(wǎng)海量變電站與桿塔資源。5G基站密度將是4G的4-5倍，對鐵塔的需求將會空間增加。電網(wǎng)數(shù)量巨大的桿塔可為5G基站提供建設空間，同時可靠的電力資源、龐大的電力營業(yè)廳網(wǎng)絡為5G后期運營提供強大支撐。參與電網(wǎng)調(diào)峰，5G基站功耗是4G基站的3倍左右，對電能需求巨大，電網(wǎng)可與基站儲能系統(tǒng)進行供需互動，在充分保障基站主設備正常運行的同時，合理利用用電波谷時段更為廉價電力資源，參與電網(wǎng)調(diào)峰過程。
措施建議
標準制定層面，一是要積極參加國際電工委員會、國際電信聯(lián)盟等國際電力組織，參與國際電力標準制定，爭取在智能電網(wǎng)領域的話語權。二是要聯(lián)合運營商、電信設備提供商、電力企業(yè)等積極參與關于電力的5G標準制定，布好5G在電力方面垂直應用標準的“先手棋”。
基礎設施建設層面，一是要協(xié)調(diào)運營商、電力公司等開展合作，充分利用現(xiàn)有電力桿塔等物理基礎設施，快速布設5G通信基站。二是要探索5G基站參與電網(wǎng)調(diào)峰的能源高效利用模式，科學布設基站儲能系統(tǒng)，充分利用電網(wǎng)波谷資源，保障基站穩(wěn)定高效電力供應。
終端和應用層面，一是要加強配電自動化、用電信息采集、精準負荷控制、配變監(jiān)測等智能終端研發(fā)和推廣力度，筑牢智能電網(wǎng)感知神經(jīng)末梢。二是要打造高效客戶服務互動平臺，改變現(xiàn)有電網(wǎng)粗放式計費方式，滿足智慧用能需求，提高終端能源利用效率。
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