新型电力系统的通讯需求
新型电力系统在演进升级历程中，电源趋于清洁化、电网趋于智能化、用户趋于电气化。一方面，随着新能源发电装机容量和发电电量的提升，大容量型集中式新能源场站和海量泛在的园区家庭漫衍式小型新能源电站将在未来涌现，两类新能源发电的间歇性和随机性将对电网并网的清静性提出严肃挑战。想要解决并网这一难题，需要接入大宗的新能源场站气象信息和运行信息，并做出实时功率展望盘算与电网交互。另一方面，用户侧用电量和最大负荷在未来也将泛起双极增添，电力负荷峰谷差增速显着，纯粹靠扩容知足最大负荷增添将造成极大的资源投入和铺张，因此，使用在线调理手段实现负荷优化运行势在必行。
而处于电源和用户之间的电网，无论重新能源电源接入消纳、负荷侧尖峰抑制，照旧从电网的稳固高效运行方面来看，都需要向高效的、叠加了信息化功效的智能电网转型升级。因此，不难看出，打造顽强智能电网系统是构建新型电力系统的要害，而顺应智能电网需求的信息通讯辖档挽域的各项要害手艺手段尤其主要。
一样平常而言，古板电网的信息通讯需求主要包括调理控制类、运行磨练类和用户数据收罗类。调理控制类的实时性、清静性要求高，以光纤网络承载为主；运行磨练类带宽颗粒大、清静隔离性要求高，以局域无线和广域光纤网络承载为主；用户数据收罗类数目大、漫衍广，以近距离物联接入和无线公网混淆承载。而在智能电网的运行控制方面，需要通过“大云物移智链”等先进手艺与电力手艺深度融合，实现全营业信息感知、全系统协同控制、全历程在线决议、全时空优化平衡、全方位负荷调理（简称“五全”）。实现“五全”需要在输电、变电、配电和用电各环节拥有海量数据信息的收罗，并且这些数据能够高效传送、精准速算和回传。
为解决上述问题，以超低时延超高可靠（uRLLC）、大带宽（eMBB）、大规模毗连（mMTC）三大手艺特征为主的5G通讯手艺脱颖而出，成为支持新型电力系统能源转型的主要战略资源和新型基础设施。
5G的三大发力点
2021年6月，国家生长刷新委等相关部分团结印发了关于《能源领域5G应用实验计划》的通知，通知中指出，未来3～5年，我国将围绕智能电厂、智能电网、智能煤矿、智能油气、综合能源、智能制造与制作等方面拓展一批5G典范应用场景，以有用提升能源数字化、网络化、智能化生长水平，为构建清洁低碳、清静高效的能源系统提供有力支持。
着实早在去年6月，国家电网有限公司就宣布了“数字新基建”十大重点建设使命，明确未来将重点聚焦大数据、工业互联网、5G、人工智能等领域，并与华为、阿里、腾讯、百度等41家合作伙伴签署了战略合作协议。
作为“六保”“六稳”的主要一环，电网一端毗连着能源命脉，另一端毗连着一直升级的消耗市场以及数十亿的民生需求，主要性不言而喻。当下，5G通讯手艺成为包管电网清静、稳固的又一大利器。
在配电网掩护场景中，统计数据批注凌驾85%的停电事故与配电网故障有关，而5G通讯的低延时、高可靠性手艺优势则可以大幅度地降低配电网的停电事故几率。在5G自力组网(SA)网络下掩护行动时间可缩短至几十毫秒，战略优化后，故障自愈时间可由数分钟降至几百毫秒，大大镌汰停电时间，缩小停电规模。广东电网公司在配电网掩护应用场景中充分使用5G网络的uRLLC特征，搭载5G模组的智能漫衍式配电自动化，通过配电终端之间点到（多）点通讯，刷新了掩护原理及设置，实现配电网双端量、多端量掩护，实现快速可靠隔离电网故障，提升了供电可靠性。
在智能变电站场景中，类似机械人巡检、无人机巡检等磨练使命需要高清视频监测，需将多路4K超高清视频实时回传，要求网络具备大带宽能力，尤其是提供上行大带宽营业包管，此时，5G网络的高速率、大毗连特征和边沿盘算等手艺便派上用场，同时引入边沿盘算手艺，使本作业区数据在本级管理区落地终结，大大提高了数据传送效率，降低了数据时延。国网河南省电力公司与国网天津市电力公司关于5G在智能巡检上的应用举行了测试验证。
在网络切片管理场景中，以往4G公网无法在电力领域举行专网应用是由于无法真正实现资源隔离，而5G网络的切片管理可凭证差别营业对网络带宽、时延、清静性、可靠性、地理笼罩规模等SLA（服务品级协议）需求，通过网络切片手艺从一张基础网络上“切”出多个相互隔离的、清静的、SLA可包管的虚拟专网，为差别的营业提供差别化服务。现在，5G网络切片手艺不但可以知足电网差别应用场景关于大带宽、低时延、大毗连、清静性、可靠性、隔离性、SLA包管的差别需求，还能通过网络切片管理平台和网络能力开放让电网行业客户自运维、自管理自己的切片网络。国网青岛供电公司和国网南京供电公司与运营商合作测试和验证了网络切片在电力行业的应用。
5G落地的挑战
上述提到5G在电力行业的应用历程中取得了一定的效果，可是这些试点应用都是基于R15软件版本的5G通讯网络和装备，现在测试的主要是eMBB类营业，网络切片功效获得验证。在配电网掩护等低时延类营业测试中发明，时延不可一连稳固坚持10毫秒以内，保存时延颤抖和重传征象。海量毗连场景没有规模测试，并发接入处置惩罚能力受网络设置的控制信道资源、营业信道资源、内存硬件资源和系统算力影响，现在还不可周全实现每平方千米百万级别的并发毗连。虽然，若是并发的界定不是绝对精准的统一时间点，允许毫秒级的时间差，系统的实现就会容易许多。
应该看到，5G在电力行业落地的挑战尚有许多，由于古板电力系统是典范的工业系统，各方生产要素是约束性的，清静冗余度较高，而信息通讯系统建设的模子是共享高效的，具备海量毗连能力的物联网实时性容忍度较高，允许延时重传（NB-IOT已纳入5G标准系统），可是公共资源收敛共享导致着实时并发接入能力不是很强。因此，目今使用现有5G公网开展电网5G试点应用项目均为eMBB数据传送类营业，而基于uRLLC的配电网掩护营业，因现在5G现网R15版本并没有特殊机制包管而性能不稳；基于mMTC的海量毗连类营业基本没有开展，后两类营业的开展需要R16以后的手艺标准支持，响应的5G网络架构也会有针对电力行业应用专网的特殊设计才华包管应用。
5G公网在行业上的应用不是4G网络时代的“起劲而为”，而应该是因需而建。在后续的标准产品研发和网络安排应用中，公、专网两种模子的冲突处置惩罚机制研究是需要予以重点思量的。
现在，5G的频谱使用率较4G提升了3倍，5G网络的能效较4G提升了10倍，可是由于数据需求的增添是数百倍的，因而社会上爆发了关于5G网络基站占用频带资源过宽，单基站能耗偏大的一些熟悉。随着相关基带调制手艺和射频手艺的生长，相信这些问题会获得解决。
虽然社会上关于5G网络能耗偏大尚有一部分误差熟悉，甚至会有生长5G与“双碳”目的是否背离的推测。但现实上，由于5G网络承载的数据量将会抵达4G网络的数百倍以上，因此5G网络将会在千行百业“双碳”达标历程中起到强力数字化支持包管作用。自5G最先建设以来，网络建设本钱已经趋近4G网络，可是由于行业应用尚少，终端模组受规模限制本钱尚有很大下降空间，需要工业链各环节企业配合起劲，降低本钱。
电力供应与信息通讯是现代人类生爆发涯必不可少的两大基础设施，5G手艺是构建新型电力系统的主要手艺手段，进入5G新基建时代，5G与电网这两大超等基础设施的融合增进，将引领新的厘革。
