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摘要:5G uRLLC 场景解决了配电网络中配网自动化、差动保护、PMU 三大应用场景的通信需求。5G配网差动保护可实现配网线路区段或设备的故障判断及精准定位,快速隔离故障区段或设备,故障隔离时间由分钟级缩短至百毫秒级。基于 5G R16 的智能配电网同步相量测量装置(PMU)到广域监测系统(WAMS)主站的5G端到端业务授时同步时间误差在240 ns以内,满足PMU装置1 μm的精度指标要求。5G的uRLLC特性完全满足智能配电网的业务特性需求。
关键词:5G;配网自动化;差动保护;PMU
doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2023.03.013
背景
伴随5G的发展,信息通信技术正从助力经济发展的基础动力加速转向引领经济发展的核心引擎,电力网络也正在加速向智能电网升级。配网差动保护、配网自动化、配网 PMU 均属于配电控制类业务,对通信安全、时延及网络授时精度都有很高要求,智能配电网场景通信需求如表 1 所示。传统 2G/3G/4G 网络无法满足智能配电网的通信需求,而5G网络融合时间敏感网络(TSN)服务则可以根据配电网的通信需求提供uRLLC 切片,对应的网络通道性能为端到端业务时延小于 10 ms,授时同步误差小于 240 ns,网络可靠性大于99.999%,完全满足智能配电网业务在时延、可靠性和授时精度方面的通信要求,进而有利于传统电网业务的数字化产业升级。
5G在我国已经开始商用,三大运营商均推动了5G发展,使它成为众多垂直行业场景下多种技术融合和应用的基础纽带。特别是在5G SA独立组网方式下,5G将为智能配电网提供包括网络隔离、数据不出厂、安全加密等多种增值业务,为智能配电网提供定制化组网及差异化无线服务。
现阶段,35kV以下的配电网侧光纤覆盖率较低,而90%以上的停电发生在最后5km配电侧。配电侧点多面广,光纤网络接入成本极高,随着智能电网的发展,传统光纤网不能满足配电网“泛在化、全覆盖”的通信要求。显然,通过5G无线网络覆盖来提升配网自动化率是最高效的方法,一是利用公共频谱资源搭建专网实现业务要求,可为整个电力行业及社会节约大量建设成本(比如以租代建的直接成本)和运维成本;二是避免了专网无法提供差异化无线资源和网络架构而导致配置灵活性差的问题。
从市场空间、行业集中度、5G诉求这3个方面来看,电力行业本身集中度高(CR5>50%),对 5G在配电网场景的应用有着现实和明确场景的诉求,5G网络的灵活性能够满足配电网多维度的运营服务能力需求,帮助客户以更低的成本、更高效的部署方式实现通信管理和业务控制。