5G時代配電網自動化的建設與運行管理

任新鑫

摘? ?要：經濟的快速發展使我國用電量達到一個新的高度。隨著總用電量的增加，對電能質量、穩定性和可靠性提出了新的要求。電氣設備數量的迅速增加，對電氣設備電壓穩定性的要求越來越高。電能質量不平衡或不穩定，極易損壞電氣設備，甚至引發火災，這對我國供配電系統提出了新的要求。5G時代配電網自動化的建設既能提高智能設施、設備及系統的高效傳送和抵抗風險的能力，降低電力能源和其他能源的消耗，又構筑起萬物互聯的基礎設施。文章就5G時代配電網自動化的建設與運行管理進行分析。

關鍵詞：5G時代;配電網;自動化;運行管理

5G時代的來臨，使互聯網技術得到飛速發展。5G時代配電網自動化能更直觀、準確并迅速地進行系統報警、故障分析和停電維護指導，配電系統可借助5G技術打造智慧的數字化運維管理信息平臺，既節省人力成本，又能高效地運行配電系統。基于物聯網的數字化配電解決方案，結合控制技術、云計算和大數據進行分析與服務。

1? ? 5G網絡應用架構

5G技術作為4G技術的演進，利用超高頻段、新型多天線、同時同頻全雙工、D2D、密集網絡及新型網絡架構實現超低時延、超高帶寬、海量接入的通信網絡，主要定義了增強移動寬帶（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）、海量機器類通信（massive Machine Type of Communication，mMTC）以及超高可靠與低時延通信（Ultra-reliable and Low Latency Communications，URLLC）三大應用場景。其中，eMBB場景是對已有移動通信數據業務的進一步增強，提供更高的系統速率;mMTC提供低速率、大連接業務以滿足萬物互聯的需求;uRLLC主要面向控制等領域，提供高可靠與低時延業務能力。

演進架構及5G技術的特點主要有兩個部分：核心網分離、接入網重構。5G網絡架構將核心網分為核心網控制面以及分布式核心網用戶面，分別提供5G核心云、5G邊緣云服務。其中，5G邊緣云實現無線高層協議處理、業務應用邊緣側處理，能夠滿足未來通信網絡對于新興業務中的視頻會議、視頻監控、虛擬/增強現實等對于時延敏感業務的需求。同時，結合云計算、NFV、SDN以及分布式云架構技術，通過5G核心層統一的編排使網絡具備管理與協同能力，從而將網絡通道按照業務特性需求，如安全性、移動性、時延和可靠性等方面，將實際物理網絡劃分成多個虛擬網絡，適配不同應用場景的業務應用需求。

2? ? 加強5G時代配電網自動化的建設以及運行管理措施

2.1? 利用5G技術進行配電網電流差動保護應用

根據現場部署情況，配電主站系統和配電網業務終端之間采用5G通信系統、光纖、4G無線專網或以太網方式進行數據傳輸。其中，作為降低停電時長、提高搶修效率的配電網電流差動保護裝置，主要完成采樣值和跳閘信號的傳遞，分布式電源的接入導致原有的配電網從單端放射式網絡演變為多電源網絡。不同于輸電網絡，配電網保護無法隨網絡拓撲的變化實現靈活配置。

結合5G通信網絡，提出配電網電流差動保護信號同步關鍵技術，將配電主站、差動保護裝置、配電自動化終端等進行有序串聯。變電站之間的常用聯絡線作為配電網電流差動保護場景設計，為該線路環網柜分別配置了電流差動保護、測控裝置和5G CPE通信模組。將電流差動保護以兩端考慮，每個智能配電終端分別采集兩側CT的各相電流以及零序電流，各自計算被保護線路的差動電流和制動電流，并通過5G基站及核心網電力uRLLC切片，當發生區內故障時，兩個智能配電終端的差動保護邏輯各自動作，保護動作出口，實現配電網電流差動保護應用。

2.2? 利用5G技術推動電力無線專網全覆蓋

縱觀我國通信網絡發展歷程，不難發現，4G網絡改變了2G網絡時代的低效，5G時代的到來也必定給人們的生活帶來顛覆性改變。通信網絡速度的提升讓原本不可能完成的目標變成現實，5G時代的到來更是推動了智能配電網的優化調度。5G時代下的電力無線專網相較于傳統的電力光纖網絡，具有高帶寬、大容量、高頻譜效率和安全性高的特點，在為智能配電網提供服務的同時，更是支持多項智能業務的開展，例如圖像監控、應急搶險等，形成以智能配電網為主體的泛物聯網系統。利用5G技術推動電力無線專網全覆蓋是未來智能配電網優化調度設計的必然選擇，因為智能配電網操作過程對通信的質量和速度等具有很高的要求，信息傳輸速度越快，智能配電網的工作質量越高。通過構建電力無線專網的全覆蓋模式，能夠顯著提升智能配電網的接通率等，尤其是在自然災害應急搶險過程中，更具有重要的應用價值和意義。

2.3? 提升運行管理水平，保障投入產出平衡

在進行配電網自動化運行管理時，首先，保證配套的人才。其次，改善運行管理方式，運行管理方式不僅要科學高效，還要符合實際需求，例如要運用多種信息傳輸方式，保證在主要傳輸方式出現故障時，能夠迅速啟用備用方式。要加強各部門協作能力，增進溝通和信息反饋，提升運行管理效率。再次，在管理制度上也要進行完善。要落實責任制度，各司其職，保障配網沒有管理盲區，對出現的問題有專人解決，這樣也能有效降低運行管理成本，提高利潤，利于企業發展。最后，要完善配套設施，加強員工對設備的操作水平，保障日常工作的穩定。

3? ? 結語

綜上所述，智能配電網優化調度設計是我國未來配電網發展的必然趨勢。隨著物聯網技術在各個領域的廣泛應用以及5G技術的應用和發展，我國智能配電網優化調度設計水平也將得到顯著提升，其智能化和自動化程度也會實現跨越式發展。

[參考文獻]

[1]伊婷.5G室內分布系統部署淺析[J].廣西通信技術，2019（2）：31-35.

[2]竇開明. 配電網WAMS通信規約及組網技術研究[D].合肥：合肥工業大學，2019.

[3]顧晗玥.5G移動通信網絡發展下的內容分發網絡[J].信息與電腦（理論版），2018（16）：177-178.

[4]陳堅，衛慧鋒，梁成業.面向5G演進的數字化室內分布系統研究[J].廣西通信技術，2018（2）：13-15.