基于5G 通信的有源配電網(wǎng)線路差動保護實用化方案

濮宏飛，吳通華，2，3，姚 剛，2，洪 豐，2，鄭小江，江 源

（1. 南瑞集團有限公司（國網(wǎng)電力科學研究院有限公司），江蘇省南京市 211106；2. 智能電網(wǎng)保護和運行控制國家重點實驗室，江蘇省南京市 211106；3. 河海大學能源與電氣學院，江蘇省南京市 210098）

0 引言

近年來，配電網(wǎng)中分布式新能源的滲透率持續(xù)增加［1-2］。配電網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出多源特性，單端量保護難以適應，需引入差動保護以提高供電可靠性［3］。光纖和5G 通信技術(shù)均能滿足線路差動保護在數(shù)據(jù)傳輸性能方面的要求，但5G 基站建設難度小、選址靈活，選擇5G 通信作為保護通道將有助于配電網(wǎng)線路差動保護的推廣［4-5］。

在5G 的超高可靠與低時延通信場景中，智能電網(wǎng)將獲得更高的供電可靠性和更低的數(shù)據(jù)傳輸時延［6］。2020 年，中 國 已 有 部 分 城 市 開 始 了 獨 立（standalone，SA）組網(wǎng)模式的建設，其他地區(qū)仍處于非獨立（non-SA，NSA）組網(wǎng)模式。在NSA 組網(wǎng)模式下，5G 網(wǎng)絡建設尚不完善，5G 終端間的通信時延較大。文獻［7-8］對兩種組網(wǎng)模式分別進行了測試，結(jié)果表明，SA 組網(wǎng)模式下的5G 通信端到端時延約為9 ms，可以滿足配電網(wǎng)線路差動保護對通道時延的需求。利用5G 切片、邊緣計算和核心網(wǎng)功能下沉等技術(shù)可有效降低5G 通信時延［9-10］。

相比傳統(tǒng)光纖通道，5G 通信目前在作為線路差動保護的數(shù)據(jù)通道時，主要存在3 個問題：

1）5G 通信時延抖動幅度與其時隙配比大小正相關(guān)［11］。5G 網(wǎng)絡傳輸時經(jīng)常會發(fā)生一個中斷收到多幀報文或連續(xù)多個中斷收不到報文的情況，5G 時延抖動可達100 ms，使得傳統(tǒng)電流差動保護出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包和錯序的問題［12］。……