5G使能，电网更绿色更智能
发布时间：2021-05-26 作者：中兴通讯 周承飞 阅读量：
电网挑战和需求
电力是社会经济发展的源动力，电网作为电力能源传输的媒介，是重要的基础设施。近年来，国家发布了一系列能源电力政策规划，推动我国电力行业数字化转型。根据国家《能源发展“十三五”规划》《电力发展“十三五”规划》《关于促进智能电网发展的指导意见》《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》等指导文件，为实现“安全、可靠、绿色、高效”的总体目标，围绕智能电网发输配用全环节，未来智能电网将向着清洁友好的发电、安全高效的输变电、灵活可靠的配电、多样互动的用电、智慧能源与能源互联网方向发展。
2020年第75届联合国大会上，中国提出到2030年实现碳排放峰值，到2060年实现碳中和。在电力领域，温室气体排放巨大，提升新能源的消纳能力是电力行业率先实现“碳达峰、碳中和”的有效手段。未来，风能、光伏等新能源发电将大规模接入电网，新能源在电力中的比例将会大幅增长，并呈现部署分散的特点。特别是在配电用电领域，将出现大量的微网发电装置和分布式储能系统，新的电力通信架构将挑战传统电网单向控制的模式。
电力通信网作为支撑智能电网发展的重要基础设施，保证了各类电力业务的安全性、实时性、准确性和可靠性。随着智能配电网的高速发展，智能电网未来将实现电力“最后一公里”通信保障，实现电力终端“全天候”态势感知，实现电网全域实时控制，实现海量新能源安全接入。这对电力通信网提出了更高的要求，特别是配电网的调度、保护、控制和管理迎来诸多挑战。
电网各种业务场景对网络时延、带宽、可靠性等方面有明确的要求，如表1所示。
表1 电网各业务场景的网络需求
当前电网主要的通信方式为电力光纤专网、公网GPRS/3G/4G、运营商宽带、PLC、各类现场总线类通信等。传统通信方案在应对越来越丰富的智能配电网业务时越来越力不从心，表现在：无线公网在线率不达标、覆盖不足、流量资费高、速率低、时延长、数据安全性差；有线方式部署成本高、难度大、施工繁琐等。通信问题已经成为智能电网发展的制约因素，而具备大连接、大带宽、低时延等技术特征的5G技术十分契合智能电网的通信新需求。
中兴通讯智能电网方案
中兴通讯作为数字经济筑路者，以创新的5G云网能力，打造智能电网整体解决方案，总体架构如图1所示。
中兴通讯智能电网5G专网方案，率先实现多项关键创新：5G空口支持最小比例1%的PRB资源预留、SLA监测及智能优化、小于1µs的5G公网高精度授时、最小支持10Mbps带宽的小颗粒FlexE硬隔离切片、电力DTU分布式通信、电力专用CPE终端等。通过5G网络的优化和配置，同时利用5G切片技术满足电网业务严格安全分区要求，为电网提供稳定、可靠的“最后一公里”通信保障。
创新的电力边缘云方案，依托国产化、自主化的新云网基础设施，实现电力行业按需定制、一站式、一体化部署，实现电力MEC边缘云和电力业务应用的本地融合，打造安全可靠的云边、边边业务协同新模式。
探索实践
南方电网积极践行国家“碳达峰、碳中和”战略，制定一系列方案，推动5G技术与智能电网业务融合，加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系。
2019年开始，中兴通讯联合南方电网、中国移动在广州南沙打造国内最大的5G智能电网示范区，完成首个基于3GPP R16的精准授时、首个商用专用切片上线、首个5G差动保护和PMU业务正式投运。目前正在进行53个电力业务场景网络和业务测试，覆盖电网发、输、变、配、用全环节，领跑行业。
经南方电网5G示范区实践结果测算，随着5G、AI、边缘计算等技术在电网大规模应用，预计将使得电网整体效率得到大幅提升，如：使用5G智能巡检、5G作业机器人，变电效率提升2.7倍；5G差动保护、5G精准负荷控制等业务在新能源发电、分布式储能、综合能源利用等领域大规模的应用，将快速提升电网单点故障定位、隔离和恢复的速度，大幅减少停电范围，停电时间可减少100倍以上；使用5G无人输电线路巡检手段，将大量节约人力，输电线路的巡检效率可提升80倍。
5G+输电线路巡检
中兴通讯将通过在电力5G专网和电力边缘云的融合探索和实践，帮助电力客户优化电网通信结构、提升电力调节能力、增强新能源消纳水平、降低综合能源消耗，实现清洁能源、绿色能源的发展目标。
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