任新鑫

摘? ?要：經(jīng)濟的快速發(fā)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(wěn)定性和可靠性提出了新的要求。電氣設備數(shù)量的迅速增加，對電氣設備電壓穩(wěn)定性的要求越來越高。電能質量不平衡或不穩(wěn)定，極易損壞電氣設備，甚至引發(fā)火災，這對我國供配電系統(tǒng)提出了新的要求。5G時代配電網(wǎng)自動化的建設既能提高智能設施、設備及系統(tǒng)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(lián)的基礎設施。文章就5G時代配電網(wǎng)自動化的建設與運行管理進行分析。

關鍵詞：5G時代;配電網(wǎng);自動化;運行管理

5G時代的來臨，使互聯(lián)網(wǎng)技術得到飛速發(fā)展。5G時代配電網(wǎng)自動化能更直觀、準確并迅速地進行系統(tǒng)報警、故障分析和停電維護指導，配電系統(tǒng)可借助5G技術打造智慧的數(shù)字化運維管理信息平臺，既節(jié)省人力成本，又能高效地運行配電系統(tǒng)?；谖锫?lián)網(wǎng)的數(shù)字化配電解決方案，結合控制技術、云計算和大數(shù)據(jù)進行分析與服務。

1? ? 5G網(wǎng)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(wǎng)絡及新型網(wǎng)絡架構實現(xiàn)超低時延、超高帶寬、海量接入的通信網(wǎng)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(shù)據(jù)業(yè)務的進一步增強，提供更高的系統(tǒng)速率;mMTC提供低速率、大連接業(yè)務以滿足萬物互聯(lián)的需求;uRLLC主要面向控制等領域，提供高可靠與低時延業(yè)務能力。

演進架構及5G技術的特點主要有兩個部分：核心網(wǎng)分離、接入網(wǎng)重構。5G網(wǎng)絡架構將核心網(wǎng)分為核心網(wǎng)控制面以及分布式核心網(wǎng)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(xiàn)無線高層協(xié)議處理、業(yè)務應用邊緣側處理，能夠滿足未來通信網(wǎng)絡對于新興業(yè)務中的視頻會議、視頻監(jiān)控、虛擬/增強現(xiàn)實等對于時延敏感業(yè)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(tǒng)一的編排使網(wǎng)絡具備管理與協(xié)同能力，從而將網(wǎng)絡通道按照業(yè)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(wǎng)絡劃分成多個虛擬網(wǎng)絡，適配不同應用場景的業(yè)務應用需求。

2? ? 加強5G時代配電網(wǎng)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(wǎng)電流差動保護應用

根據(jù)現(xiàn)場部署情況，配電主站系統(tǒng)和配電網(wǎng)業(yè)務終端之間采用5G通信系統(tǒng)、光纖、4G無線專網(wǎng)或以太網(wǎng)方式進行數(shù)據(jù)傳輸。其中，作為降低停電時長、提高搶修效率的配電網(wǎng)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(wǎng)從單端放射式網(wǎng)絡演變?yōu)槎嚯娫淳W(wǎng)絡。不同于輸電網(wǎng)絡，配電網(wǎng)保護無法隨網(wǎng)絡拓撲的變化實現(xiàn)靈活配置。

結合5G通信網(wǎng)絡，提出配電網(wǎng)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(lián)。變電站之間的常用聯(lián)絡線作為配電網(wǎng)電流差動保護場景設計，為該線路環(huán)網(wǎng)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(wǎng)電力uRLLC切片，當發(fā)生區(qū)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(xiàn)配電網(wǎng)電流差動保護應用。

2.2? 利用5G技術推動電力無線專網(wǎng)全覆蓋

縱觀我國通信網(wǎng)絡發(fā)展歷程，不難發(fā)現(xiàn)，4G網(wǎng)絡改變了2G網(wǎng)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(wǎng)絡速度的提升讓原本不可能完成的目標變成現(xiàn)實，5G時代的到來更是推動了智能配電網(wǎng)的優(yōu)化調度。5G時代下的電力無線專網(wǎng)相較于傳統(tǒng)的電力光纖網(wǎng)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(wǎng)提供服務的同時，更是支持多項智能業(yè)務的開展，例如圖像監(jiān)控、應急搶險等，形成以智能配電網(wǎng)為主體的泛物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。利用5G技術推動電力無線專網(wǎng)全覆蓋是未來智能配電網(wǎng)優(yōu)化調度設計的必然選擇，因為智能配電網(wǎng)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(wǎng)的工作質量越高。通過構建電力無線專網(wǎng)的全覆蓋模式，能夠顯著提升智能配電網(wǎng)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(chǎn)出平衡

在進行配電網(wǎng)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(xiàn)故障時，能夠迅速啟用備用方式。要加強各部門協(xié)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(wǎng)沒有管理盲區(qū)，對出現(xiàn)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(yè)發(fā)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(wěn)定。

3? ? 結語

綜上所述，智能配電網(wǎng)優(yōu)化調度設計是我國未來配電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術在各個領域的廣泛應用以及5G技術的應用和發(fā)展，我國智能配電網(wǎng)優(yōu)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(xiàn)跨越式發(fā)展。

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