基于5G电力专网的大规模源网荷精准控制系统

         随着我国特高压交直流电网快速发展，以及风电和光伏等新能源大量并网，远距离跨区输电规模持续增长，特别是在电网“强直弱交”的过渡期内，一旦特高压直流闭锁或交流电网故障，受端电网必须在200ms内切除大量负荷才能保住电网稳定。但传统的电网稳定控制技术只能切除变电站馈线，将导致许多工厂和居民小区停电，影响居民生活和社会生产，导致巨大经济损失。可行的解决办法是区分生产生活电力负荷，在电网发生事故后，精确控制切负荷的量和对象。因此有必要建设大规模源-网-荷精准控制系统（以下简称“精准控制系统”），这样既能保证大电网的稳定，又能将停电影响降低到可容忍级别，最大限度减少电网事故带来的经济损失，降低对生产生活的影响。

         当前5G发展如火如荼，在SA架构下的5G技术可通过切片技术为电力通信提供端到端的专网服务，严格做到与其他通信网络的隔离，保证网络的安全性。中兴通讯与南京移动、南瑞继保电气公司、东南大学等单位进行联合创新，立项开发“基于5G电力专网的大规模源网荷精准控制系统”解决方案。

         精准控制系统总体架构分3层，即控制主站层、控制子站层、终端用户接入层。3层架构中，控制主站接收上级稳控系统切负荷、分布式能源的控制指令，进行负荷分配和分布式能源调控，下达控制任务；控制子站汇集本地区可调控负荷及分布式能源的量，上传至控制主站，并执行控制主站的调控指令；控制终端采集用户可切负荷量和可控分布式电源量并实时上送，同时接收控制子站的指令，快速切除部分可中断负荷。

基于5G电力专网的精准控制系统需要实现精准控制终端与5G网络的集成，5G电力专网子方案具有如下优势：

         -资源灵活化。在电力系统方面，通过5G切片、VLAN、VPN、SDN、NFV、AI、虚拟化等资源灵活化技术，对各类发电资源、电网资源、负荷资源进行灵活化处理，通过采用一系列智能电网关键技术和先进ICT技术，实现软件定义电网，使得电网运行更灵活，调控能力大幅提升。

         -个性化定制服务。通过资源的灵活化设计后，5G网络通过切片、MEC、UPF下沉等技术，实现供电服务的个性化及源网荷友好双向互动，在应对电网故障、提供供电服务时，可以做到对用户的不同用电设备、系统，不同的电力用户实现区别对待，实现差异化的服务。

         -隔离分区，专项专用。在传统负荷分级的基础上，进一步在用户区域内进行类别区分，区分出可中断负荷、连续供电不可中断负荷等类别。在此基础上对用户用电负荷进行精确精准调控，既可应对电网调控需求，也能保证用户生产安全。通信网络资源纵向通过切片技术分割，专项专用。

         -系统效率优化，全面提升效益。通过5G SA切片技术、MEC+UPF、时延控制、安全增强等技术，针对发电、储电、电网侧等电网各节点的各种电力资源进行整体调控优化，减少故障造成的大范围影响，实现系统运行效率的最大化。

         5G的引入，尤其是5G SA网络切片的实现，为5G系统方案进入电力行业提供了可能性，使配电网故障检测准确率达99.9%以上，综合故障测距精度达到150m，无线广域覆盖范围达99%以上，测量装置上线率达99%以上，高密度实时数据传输成功率达99%以上。这些技术指标为实施全网范围的大规模精准控制打下了良好的基础。

         同时，5G电力专网的一网多用共享特性使得切片的成本极具优势，所有大、中、小企业用户，均可用极具竞争力的价格享受到类似专网品质的服务，电力专网用户数将快速增长。未来中兴通讯将继续保持在5G SA网络解决方案方面的行业领先地位，携手合作伙伴，加速5G对行业的赋能，推动工业4.0进程。