2023-02-07-中国电力科学研究院-5G电力行业虚拟专网关键技术研究_23页_2mb

5G电力行业虚拟专网关键技术研究总结

核心内容

本研究聚焦于5G技术在电力行业的应用，探讨其在新型电力系统建设中的关键作用与挑战，提出一系列创新做法和技术解决方案，以推动电力系统的数字化转型与智能化升级。

主要观点

• 5G作为国家数字经济的承载底座，是能源数字化转型的关键技术。
• 新型电力系统以“源网荷储互动”为核心，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动等特征。
• 随着新能源大规模接入，电网结构日益复杂，传统通信方式难以满足实时、高可靠、大连接等需求，亟需5G技术赋能。
• 5G技术通过eMBB、uRLLC、mMTC三大技术分支，能够满足电力系统在高清视频传输、差动保护、海量终端接入等不同场景下的通信需求。

关键信息

5G在电力业务中的应用场景

1. 分布式光伏

   • 5G技术可实现对分布式光伏的实时监控与控制，提升新能源并网效率。

2. 负荷控制

   • 通过5G实现精准负荷控制，满足秒级及分钟级控制需求，支撑电力现货市场交易。
   • 虚拟电厂利用5G技术整合分布式发电、储能和可控负荷，提升电网调节能力。

3. 输电线路巡检

   • 5G+北斗+AI技术实现无人机自动巡检，提升数据传输速率和通信稳定性。
   • 支持高清视频实时回传，提升线路隐患识别效率。

4. 配电自动化

   • 5G网络可实现配电自动化“三遥”功能，快速定位和隔离故障，提升供电可靠性。
   • 5G差动保护技术将故障隔断时间缩短至毫秒级，提升配网管理效率。

5G在电力行业应用中的挑战

• 技术匹配不足：5G与电力行业业务融合不够深入，技术供给与业务需求存在不匹配。
• 网络性能要求高：源网荷储高效协同需要5G网络具备低时延、高可靠、大连接等特性。
• 安全与成本问题：5G网络安全性需进一步提升，同时建设成本较高，需优化部署方案。

电力5G关键技术图谱

• 构建涵盖终端、无线网、承载网、核心网、应用系统和管控系统的5G关键技术图谱，共40余项技术，其中18项为关键技术。
• 针对末端覆盖不足、终端接入安全、网络可观可控等问题，形成系列创新成果，达到国际领先水平。

电力5G标准体系

• 编制电力5G业务需求规范、总体技术要求等10余项行团标及企标，规范电力行业5G应用关键环节。
• 联合编制“5G+智能电网”3GPP R18标准提案，推动5G切片技术在电力行业的标准化应用。

电力5G主要创新做法

技术创新

• 电力5G模组：自主研发具备高速、高可靠、低时延特性的电力5G通信模组，集成eSIM芯片，满足电力行业差异化需求。
• 终端管控平台：实现网络质量监测、用户身份和网络双向认证等功能，满足行业对“可观、可管、可控”需求。
• 网络规划与仿真平台：支持站址规划、性能仿真、杆塔评估等，提升5G网络部署效率。
• 5G路测系统：用于网络覆盖性评估，确保5G网络在电力场景中的稳定运行。

标准建设

• 电力无线虚拟专网技术规范：已发布，规范电力行业5G虚拟专网建设。
• 电力5G终端测试规范：正在立项，推动终端标准化测试流程。
• 5G网络切片电力应用技术要求：正在立项，支持电力行业对网络切片的定制化需求。

生态合作

• 与电信运营商、设备制造商、研究机构等合作，共同打造电力5G生态圈。
• 参与5G DNA、5G SLICING等产业联盟，推动5G与电力行业的深度融合。

成果展示

• 研发电力5G模组、终端管控平台等4项核心成果，为电力行业5G应用奠定基础。
• 突破安全鉴权、NR空口授时、轻量级5G协议等关键技术，提升电力系统通信安全性与效率。

未来展望

• 电力行业将开启5G规模化示范应用，实现比特与瓦特、数字与能源的深度融合。
• 5G技术将赋能电网生产运营、服务政府和行业治理，带动产业链、应用链、创新链协同发展，为我国5G发展注入新动力。