1、基礎薄弱。配電網是電網的重要組成部分。是聯(lián)接電網和用戶的最關鍵結點,其安全和可靠性與主網相比配電網仍顯薄弱和發(fā)展相對滯后;
2、自動化面少。配電自動化目前仍集中在城市中心區(qū),規(guī)模化、系統(tǒng)化尚未實現(xiàn),實用化水平有待進一步提升;
3、外部環(huán)境復雜。用戶側分布式新能源規(guī)模并網,配電網缺乏與外部環(huán)境的互動,新能源消納與電網安全穩(wěn)定運行之間的矛盾日益突出。
(來源:微信公眾號“EPTC”ID:chinaeptc 作者:趙晨旭)
企業(yè)經營遇到瓶頸
1、電力市場化改革。市場競爭主體劇增。9號文放開售電側和增量配網業(yè)務,數(shù)千家售電公司出現(xiàn);
2、連續(xù)降電價。政府降低輸配電價要求,企業(yè)經營收入形式嚴峻;
3、新技術的沖擊。直流配電網與儲能電池的突破,將給傳統(tǒng)配電網帶來沖擊。
社會經濟形態(tài)發(fā)生變化
1、互聯(lián)網經濟。“互聯(lián)網+”吸引行業(yè)外公司采用互聯(lián)網的創(chuàng)新方式開展跨界經營,帶來大量資本;
2、數(shù)字經濟提高了社會勞動生產率,客戶要求日益多樣化和精益化,給配電網企業(yè)經營效益提出了更高要求。
5G技術特征
5G趨勢
據中國信通院預測2020-2025年中國5G將直接帶動經濟總產出10.6萬億元,直接創(chuàng)造經濟增長3.3萬億,創(chuàng)造直接就業(yè)崗位超過300萬個。
中國電信運營商5G主要頻段
MassiveMIMO(大規(guī)模天線)
5G網絡切片
面向應用定義“網絡即服務”
5G技術賦能配電網
1、瓦特、比特融合,配電網末端連接是瓶頸
(1)連接痛點:點多、面廣智能終端和用戶終端連接困難、連接匱乏、無線通信質量低;
(2)智能配網需要5G連接:新能源新業(yè)務億級大連接、毫秒級業(yè)務、高精度授時、高帶寬業(yè)務;配網連接提升-高在線、易運維、全覆蓋、安全可靠;基于5G的新智能技術應用-無人機機器人、高清智能視頻;
(3)配電網特點:點多面廣,海量設備實時監(jiān)控,信息雙向交互頻繁,且光纖敷設成本高、運維難度大技術選型:有線是“干”,無線是“支”,無線是有線的拓展和補充,尤其在解決配電網業(yè)務“最后一公里”接入方面,無線是快速、靈活部署的最佳選擇。
(4)5G是配、用電泛在連接的重要選項。
(5)無線“安全、可靠、經濟、靈活、泛在”,賦能全聯(lián)接電網。
(6)聯(lián)接數(shù)從萬到億,覆蓋從干線到全覆蓋,無線是關鍵。
2、配電網典型業(yè)務場景可分為控制、采集兩大類
(1)控制類:分布式配電自動化、用電負荷需求側響應、分布式能源調控等。隨著精準負控、分布式能源接入等業(yè)務發(fā)展,主站系統(tǒng)逐步下沉,更多地本地就近控制,與主網需要控制聯(lián)動,時延需求將達到毫秒級;
(2)采集類:低壓集抄、站所內外場景的智能電網大視頻應用等。未來采集對象將趨于多媒體化、深入用戶行為分析;采集內容將趨于視頻化、高清化;采集頻次將趨于準實時,且從單向采集向雙向互動演進。
(3)應用場景關鍵通信指標
3、5G網絡為配電網業(yè)務無線接入提供了一種更優(yōu)化解決方案
各類電網設備、電力終端、用電客戶的通信需求爆發(fā)式增長,迫切需要構建安全可信、接入靈活、雙向實時互動的"泛在化、全覆蓋”配電通信接入網,并采用先進、可靠、穩(wěn)定、高效的新興通信技術及系統(tǒng)予以支撐。
4、5G多場景適配為智能電網不同業(yè)務提供差異化的網絡服務能力
智能電網業(yè)務需求廣泛,同時包含了eMBB(如巡檢機器人、無人機巡檢、應急通信等智能電網大視頻應用)、uRLLC(智能分布式配電自動化)、mMTC(低壓集抄、分布式能源等)三大場景。多場景適配可同時滿足海量連接、大帶寬、低時延、授時等多樣化需求,更有針對性地解決智能電網不同業(yè)務的通信需求。
5、5G網絡切片為電網不同分區(qū)業(yè)務提供高可靠的安全隔離能力
5G網絡切片技術可為電網不同分區(qū)業(yè)務提供物理資源、虛擬邏輯資源等不同層次的安全隔離能力,為智能電網的業(yè)務承載提供更好的安全保障。
6、5G能力開放為海量接入終端提供高效靈活的運營管理能力
電力企業(yè)可利用公網運營商提供的各種能力開放,實現(xiàn)電力通信終端的連接管理、設備管理、業(yè)務管理、網絡切片管理等創(chuàng)新業(yè)務,滿足電力終端通信的可管可控要求。
5G賦能配電網思考
未來在配電網的應用
1、配電房、開閉站集中監(jiān)控。在城市中心配電房與開閉站.運維班組所轄區(qū)域部署5G網絡,實現(xiàn)對配電房、開閉電站控制系統(tǒng)、視頻和狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據、機器人巡檢的實時遠程監(jiān)視和控制,同步實現(xiàn)移動操作和AR巡檢,通過5G網絡實時回傳移動終端現(xiàn)場巡檢數(shù)據和遠程會診。網絡要求:帶寬50M,時延100ms。
2、線路保護隔離。配電線路中環(huán)網柜、柱上開關、隔離開關等設備啟用5G網絡通道后,線路保護功能將發(fā)揮更大作用,通過預設設備的定值,實現(xiàn)自動分段隔離,停電范圍將大大減少。其網絡要求:帶寬1M,時延10ms。
3、配電線路立體巡檢。在配電線實現(xiàn)無人機和可視化監(jiān)拍裝置(桿塔攝像頭),完成移動作業(yè)(PAD)的立體巡檢,通過5G無線通道實時回傳巡檢圖像,確保輸電線路和通道安全。網絡要求:帶寬50M,時延100ms。
展望
1、5G技術將給電力配電網發(fā)展帶來深刻變革。推動大量智能微型傳感器在配電設備中的應用,5G通信技術應用,促進電網“智能化”、“透明化”、“可感知、可互動”,助力電網向智慧能源運營商、能源產業(yè)價值鏈整合商、能源生態(tài)系統(tǒng)服務商轉型發(fā)展;
2、5G+配電的應用將在配電網全壽命周期中發(fā)揮不可估量的作用。“規(guī)劃、設計、建設、運維”全鏈條;
3、電網行業(yè)與通信運營商的合作模式將發(fā)生變革。“B to C普遍性服務”向“B to B差異化服務”過渡;推動共享式、深度嵌入式的雙贏、高質量發(fā)展。后續(xù)工作展望如下:
終端研發(fā):研發(fā)電力定制化5G通信終端和標準化,切片的定制。大數(shù)據與區(qū)塊鏈的技術全面應用。唯一性、可保密、安全、可追溯,中心化的;
業(yè)務適配:研究、測試與試點驗證5G新特性及其與配電網各類業(yè)務的適配性。從自愈到智能,從單向到雙向的設備控制;
合作模式:探索電網與電信運營商新型業(yè)務合作管理模式、運營模式、資費模式;產業(yè)鏈:上下游、網絡側、業(yè)務側共同研發(fā);發(fā)展5G智能配電網應用生態(tài)圈和產業(yè)鏈。
作者:趙晨旭,碩士,高級工程師,現(xiàn)任內蒙古電力經濟技術研究院計劃經營處處長,內蒙古電力公司“蒙電英才“,配電網專家,從事配電網專業(yè)研究二十余年,多次參與起草國家、行業(yè)標準,多年來發(fā)表論文60多篇,獲得專利12項,取得科技成果獎30多項。長期從事配電網規(guī)劃,設計,建設,生產管理,長年受聘于中國電力企業(yè)聯(lián)合會、全國輸配電協(xié)作網專家委員會委員、全國配電網設計聯(lián)盟、智能配電與物聯(lián)網創(chuàng)新聯(lián)盟成員。