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智能电网5G网络及切片应用

一、关键词

智能电网、5G、网络切片

二、发起公司和主要联系人联系方式

中兴通讯股份有限公司邵伟翔shao.weixiang@

国网上海市电力公司柳劲松liujinsong1888@126.com

中国移动通信集团有限公司上海公司杜艳艳duyy@sh.chinamobile.cm

三、合作公司

设备厂商和科研机构，提供相关技术支持，包括：

Ø许继集团

Ø南瑞集团

Ø清华大学

Ø合肥工业大学

四、测试床项目目标和概述

本测试床旨在提供一个可复制的使用5G网络切片实现的智能配电解决方

案。该方案应用微型同步相量测量技术对智能配电网的多种要素（配电网故障、

配电网运行状态、分布式电源系统、柔性负荷系统、用电营销系统、电动汽车接

入）进行采集、分析和协调控制，并和5G系统相结合，实现基于网络切片的配

电自动化、智能化，增加配电网的可靠性、灵活性及效率。

五、测试床解决方案架构

(一)测试床应用场景

配电网直接面向电力用户，其性能对用户的供电可靠性有重要影响，也受到用户

用电行为习惯的影响，随着大规模随机波动分布式能源的接入，电动汽车充电负

荷快速增长，用户供需互动日益频繁，使源、网、荷具有更强的时空不确定性，

对配网安全可靠运行带来更大挑战。

随着电力可靠供电要求的逐步提升，要求高可靠性供电区域能够实现电力不间断

持续供电，将事故隔离时间大大缩短，减少停电区域和时间，对目前的集中式配

电自动化中的主站集中处理能力和时延等提出了更加严峻的挑战，因此智能分布

式配电自动化成为未来配网自动化发展的方向和趋势之一。

当前配电网络存在以下挑战：

Ø如何最大可能地减少故障停电时间和范围，使配网故障处理时间从分钟级提

高到秒级甚至毫秒级

Ø如何利用配电网同步相量测量装置PMU实现配电网的状态感知和优化控制

Ø如何实现配电自动化和电网其他业务的完全隔离

除了同步相量测量、差动保护等对时延有着高要求外，无人机、智能机器人巡检

对带宽有着明确的需求，分布式能源接入、高级计量接入等场景大连接有明确的

需求。本项目主要针对大规模分布式电源、电动汽车接入和负荷侧用户供需互动

对配电网运行特性的影响，重点研究适用于配合智能配电网同步相量测量系统的

5G网络切片技术，提供一个可复制的使用5G网络切片实现的智能配电解决方

案。

(二)测试床重点技术

针对当前配电网络存在的“如何最大可能地减少故障停电时间和范围，使配网故

障处理时间从分钟级提高到秒级甚至毫秒级”的挑战，本项目采用高精度微型

同步相量测量装置技术应用在配电网，实现智能分布式配电自动化和毫秒级精准

负荷控制。

针对当前配电网络存在的“如何利用配电网同步相量测量装置PMU实现配电网

的状态感知和优化控制”的挑战，本项目采用5G技术作为组网通信，构建满

足运行状态估计和主动协调控制等应用需求的同步相量测量网络。

针对当前配电网络存在的“如何实现配电自动化和电网其他业务的完全隔离”的

挑战，本项目采用5G网络切片技术实现智能配电网的网络切片，从无线接入、

承载网、核心网几个层面来实现配电自动化和电网其他业务的完全隔离。

(三)技术创新性及先进性

测试床创新点：

ü智能配电网微型同步相量测量应用技术

ü5G无线网络技术在智能配电网中的验证

ü5G网络切片技术实现智能配电网的网络切片

ü5G模组应用实现智能电网端到端的解决方案

(四)测试床解决方案架构

总体方案

5G切片安全方案：切片间采用完全隔离。在业务场景中，控制区、采集区、

管理区等不同的场景对网络时延、带宽、安全性等方面有着不同的要求，根据不

同的需要来进行切片，技术实现上主要从无线接入、承载网、核心网等几个层面

来开展网络切片，保障网络安全。

六、预期成果

(一)测试床的预期测试结果，针对测试项

验证5G网络在智能配网通信的可行性。

验证5G网络切片技术可以保证配电自动化和电网其他业务的完全隔离。

(二)商业价值

可复制的使用5G网络切片实现的智能配电解决方案，配电网故障检测准确率达

99%以上，综合故障测距精度达到150m，无线广域覆盖范围达99%以上，测

量装置上线率达99%以上，高密度实时数据传输成功率达99%以上，为5G系

统方案进入电力行业提供范