为更好地研究5G技术将为智能电网带来怎样的改变，以及智能电网对5G技术的需求基线，南方电网公司在广州南沙建设“5G+智能电网”应用示范区，该区域可集中示范电网发输配变用及综合管理共50类业务场景，将于2021年底全部完成。其中广东电网公司广州供电局将于今年年底完成基于5G的23类智能电网典型业务场景研究及验证。
目前，广州供电局已经开展了两栖作业机器人、变电巡检机器人、配电自动化(三遥)、PMU、智能配电房、计量自动化业务6个场景下业务终端与5G通信模块的联调测试。
5G技术推动电网作业模式转变
“施工车辆请注意，上方线路有高压电，请立即停止施工，马上远离高压线路，保持5米以上的安全距离!”
在广州市南沙区大岗镇新联一村和新联二村连片的碧绿田野上，14家施工单位的挖掘机等大型器械正干得热火朝天。这里是大岗先进制造业基地的施工现场。某工地一辆挖掘机，不小心闯进广州南沙供电局大岗供电所设定的电力设施保护区，触发了报警模式，高清摄像头通过5G实时回传画面。
在大岗供电所防外力破坏指挥中心视频监控系统平台，一台无人机收到命令后，立即从机巢起飞，后台人员远程操控，对现场的“泥头车”喊话制止。这是广州供电局基于5G技术“天眼系统”，在防治电力设施外力破坏方面的应用场景探索。
利用无人机防治电力设施外力破坏，在广州供电局早有想法。受制于无人机通信信号长距离传输等困难,实施过程往往难以凑效。现在有了5G，一切有了可能。广州南沙供电局大岗供电所运行维护班班员高军伟站在大岗供电所的天台上，指着正在充电的无人机：“以后我们的员工就坐在对面办公室里，无人机就像放飞出去的鸽子，定点定时飞走了，监管完成后又自己飞回来。同时，外部线路的图像还能实时传送回平台。”
超高带宽、超低延时、超大规模连接优势的5G技术还将在更大范围内改变电力行业传统业务运营方式和作业模式，推动智能电网嬗变。
PMU是安装在配网的高精度微型同步相量测量装置，具备高频率采集、高精度测量的优点，提高配网运行状态的实时监控，实现高精度测量、信息融合、状态估计、故障诊断与精确定位、协调控制等，因此对网络通信延时的要求非常高。
“我们测试中发现，现有商用5G条件下，PMU达到对时300纳秒级别，完全满足了配网PMU高精度对时1微秒要求。网络延时平均14毫秒，远远低于4G技术下的100毫秒，非常了不起。”南网科研院配电技术研究所配网自动化与物联网研究室研究员徐全说。
据广州供电局系统运行部(电力调度控制中心)通信科高级经理孙磊介绍，如果5G可以满足配网PMU业务对通道带宽、时延、时间同步等严苛的要求，理论上它就可以满足绝大多数电力业务需求。从前期测试数据来看，一切进展顺利。
孙磊提到，5G技术在电网要求的安全可靠传输数据方面也正在经受验证。在狮洋变电站，集可见光、红外光、传感器等基础技术于一身的机器人，可代替变电运行人员完成现场巡视检查信息采集，并通过图像识别、深度学习等智能技术算法处理，自动给出判断结果，实现变电站巡视的无人化替代。
这背后要依靠5G替代现有WiFi自组网技术。“电网对通信的安全要求非常高。5G可基于切片技术提供虚拟的行业专网。它的安全隔离性还需进行全面的测试验证。”
通信建设和维护成本将大幅降低
“5G还可能带来商业模式的转变，比如原来按流量结算可能变成预占资源收费，这种收费模式的改变，也将改变电网的一些终端数据采集模式。比如实现智能电表数据的直采等。”孙磊说。
不仅如此，5G技术还将大幅降低配电网业务中通信建设和维护的成本。经过多年建设，南方电网公司110千伏及以上变电站等区域已实现光纤覆盖。
但是，随着电力物联网及智能变电站的业务发展，如输电线路视频监控、电力隧道环境及视频监控、变电站视频及环境监控、变电站巡检机器人、移动作业/巡检等业务兴起，业务呈现出大带宽、高可靠、移动性等特点，需要考虑引入可靠的无线通信方式解决业务接入。
配用电领域，点多面广，现有光纤覆盖建设成本高、开通时间长、运维难度大，无法满足快速灵活的广域接入需求，有效支撑“可观、可管、可控”的智能电网建设需求。
5G技术正好满足了智能电网，尤其是配电网现阶段进一步发展的需求。它的网络切片、能力开放两大创新功能，将为智能电网提供差异化服务保障，实现电力终端通信的可靠可管可控。这一切将在未来进一步得到验证。
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