5G智能电网解决方案

面向5G通信技术的配电网故障自愈技术摘要：随着现代化技术水平的不断提高，越来越多智能化的用电设备出现在人们的生活中，给人们的工作和生活带来了更多的便利。

但是用电器数量与种类的增加给电网的建设提出了更高的要求，尤其是对电网故障的处理，要求速度更快，精准度更高。

5G通信网络的推广与应用，正好能够满足故障自愈的要求，减少大面积停电问题发生的概率，快速消除电网安全隐患。

本文主要介绍了5G通信技术中配电网故障自愈技术的特点、实现方式以及技术支持，希望给相关的工作人员提供一些参考意见。

关键词：5G通信技术；配电网；故障自愈配电网故障自愈是指电力系统在运行过程中，通过对配电网自动化信息分析，可以精准地发现和隔离故障设备，对于已经发生的故障问题能够立即报警，并自动采取对应的解决措施，恢复非故障区域的电力供应，缩小停电范围，避免出现大规模停电。

我国在智能电网建设方面，对于故障自愈功能的研究已经取得了一定的成绩，再加上5G通信技术的应用，使故障诊断的精准度更高，速度也更快，不断突破极限，给人们带来更加安全稳定的电能。

1.配电网故障自愈技术的特点和种类1.1配电网故障自愈技术的特点配电网故障自愈技术在智能电网中已经有所实现，是将各种配电技术进行集成和交融，充分发挥出自身的作用。

自愈技术的特点主要有以下几个方面：（1）自动化程度更高，故障自愈是对整个电网体系运行状态的在线监测，同时还能精准的对其进行评价，确诊故障的所在，并自动消除故障风险，使电网恢复正常的运行。

整个过程都是系统自动进行控制，完全不需要人工进行干涉，因此节约了大量的人力和物力，减少电网的运行成本。

（2）信息化程度更强，故障自愈技术能够将电网运行的状态信息进行实时采集上送，帮助技术人员更迅速和直观地了解到电网的状况，然后根据实际情况进行调度。

（3）安全性更高，故障自愈技术可以将电网运行中出现的危险因素进行隔离，自动阻隔问题，避免风险扩大化，降低安全事故发生的概率。

5G移动通信技术在电力系统中的应用摘要：经济的发展，促进社会对电力的需求也逐渐增加，这有效地推动了电力企业的发展。

现阶段，社会急需具备稳定、高效性特征的通讯平台以及相对完善的电力系统，以保障相关工作向着智能化、信息化有序发展。

这不仅需要对电力物联网以及智能化、自动化电力系统相关设备、组件、技术等进行充分研究，并要在此基础上将5G技术高效应用于相关电力系统之中，以保障我国各行各业电力系统的有序运作，促进相关企业、工作的有序发展。

本文就5G移动通信技术在电力系统中的应用展开探讨。

关键词：5G移动通信技术；电力；应用引言通信技术发展更迭速度极快，5G技术一经推出在各大行业内得到了广泛使用，电力行业也不例外，在5G通信技术的辅助下，电力系统服务工作质量得到提高，电力运行的稳定性、可靠性也随之增强。

基于5G移动通信技术展开全新的电力系统通信建设是顺应时代发展的必然选择。

1、5G技术优势就无线通信技术的发展层面出发，4G技术至5G技术的转变，促进了个人移动应用到垂直行业应用的升级。

相较而言，5G技术可以为用户提供远超4G技术十倍的使用体验与实际使用效率。

关于5G技术以及其他技术的优势，可以参照表1内容。

其中低至1ms的延时性，增幅至20Gbit/s的最高速率，99.999%的可靠性与安全性。

结合相关设备以及上述内容，便可以帮助各行各业实现真正的万物互联，这不仅意味着无线通信技术进入了更为先进的发展空间，同时也印证着人类信息社会迈入全新纪元。

并且得益于我国相关政策的大力支持，使得现阶段我国的5G产业已经跻身为全球同类型产业的第一梯队中，我国三大运营商也在不同的城市逐步开展了5G试验网的建设工作。

5G时代的到来，将会彻底改变我国居民的生活方式以及工作习惯，因而需要加强对5G技术的认知，同时明确5G技术在电力系统中的应用，以推动相关产业的持续发展。

2、5G在电力监控系统当中的应用价值5G网络是第五代移动通信网络(简称5G)，是最新一代蜂窝移动通信技术。

附件能源领域5G应用实施方案5G具有高速率、低时延、大连接等特征，是支撑能源转型的重要战略资源和新型基础设施。

5G与能源领域各行业深度融合，将有效带动能源生产和消费模式创新，为能源革命注入强大动力。

为贯彻落实党中央、国务院关于加快推动5G应用的相关部署要求，拓展能源领域5G应用场景，探索可复制、易推广的5G应用新模式、新业态，支撑能源产业高质量发展，制定本实施方案。

一、总体要求（一）指导思想。

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，坚持新发展理念，坚持以供给侧结构性改革为主线，以推动能源生产和消费革命为中心，以培育能源新技术、新模式、新业态为主攻方向，促进以5G为代表的先进信息技术与能源产业融通发展，拓展能源领域5G应用场景，有效提升能源数字化、网络化、智能化发展水平，为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供有力支撑。

（二）发展目标。

未来3～5年，围绕智能电厂、智能电网、智能煤矿、智能油气、综合能源、智能制造与建造等方面拓展一批5G典型应用场景，建设一批5G行业专网或虚拟专网，探索形成一批可复制、易推广的有竞争力的商业模式。

研制一批满足能源领域5G应用特定需求的专用技术和配套产品，制定一批重点亟需技术标准，研究建设能源领域5G应用相关技术创新平台、公共服务平台和安全防护体系，显著提升能源领域5G应用产业基础支撑能力。

二、主要任务能源领域5G应用总体处于发展初期阶段，尚需深入挖掘应用场景、完善配套支撑体系、培育有竞争力的商业模式。

本实施方案基于当前发展阶段，梳理提出了相关方面认为具有一定发展前景的典型应用场景及其配套支撑技术、基础设施和安全保障体系建设任务。

随着技术进步，预期后续其他应用场景也将获得进一步拓展，并演化出丰富多彩、形态各异的新模式、新业态。

（一）进一步拓展能源领域5G应用场景1.智能电厂+5G研究面向智能电厂的5G组网和接入方案，开展电厂5G无线网覆盖建设，综合利用物联网、大数据、人工智能、云计算、边缘计算等技术，在确保电厂安全前提下，以需求为牵引，搭建适应电厂复杂环境的全域工业物联网和数据传输网络。

电力行业智能电网智能巡检方案第一章智能电网智能巡检概述 (3)1.1 项目背景 (3)1.2 项目目标 (3)第二章智能电网智能巡检技术原理 (4)2.1 巡检基本组成 (4)2.2 巡检工作原理 (4)2.3 关键技术分析 (5)第三章视觉系统 (5)3.1 视觉系统设计 (5)3.2 图像处理与识别 (5)3.3 视觉导航与定位 (6)第四章导航与路径规划 (6)4.1 导航系统设计 (6)4.1.1 导航系统构成 (6)4.1.2 导航原理 (6)4.1.3 导航系统优化 (7)4.2 路径规划算法 (7)4.2.1 路径规划算法概述 (7)4.2.2 常用路径规划算法 (7)4.2.3 改进路径规划算法 (7)4.3 运动控制 (7)4.3.1 运动控制原理 (7)4.3.2 运动控制策略 (7)4.3.3 运动控制优化 (8)第五章感知与避障 (8)5.1 感知系统设计 (8)5.1.1 概述 (8)5.1.2 系统架构 (8)5.1.3 传感器选型与应用 (8)5.2 避障算法与应用 (8)5.2.1 概述 (8)5.2.2 算法原理 (8)5.2.3 算法应用 (9)5.3 安全防护措施 (9)第六章数据采集与传输 (9)6.1 数据采集方式 (9)6.1.1 视觉数据采集 (9)6.1.2 红外数据采集 (9)6.1.3 声音数据采集 (10)6.1.4 振动数据采集 (10)6.2 数据传输技术 (10)6.2.2 有线传输技术 (10)6.2.3 自组网传输技术 (10)6.3 数据处理与分析 (10)6.3.1 数据预处理 (10)6.3.2 数据挖掘与分析 (10)6.3.3 模型训练与优化 (11)6.3.4 实时监控与预警 (11)第七章自主充电与维护 (11)7.1 自主充电技术 (11)7.1.1 技术原理 (11)7.1.2 充电方式 (11)7.1.3 充电策略 (11)7.2 维护策略与实施 (11)7.2.1 维护策略 (11)7.2.2 维护实施 (12)7.3 故障诊断与处理 (12)7.3.1 故障诊断 (12)7.3.2 故障处理 (12)第八章智能决策与优化 (12)8.1 智能决策系统 (12)8.1.1 系统概述 (12)8.1.2 系统架构 (13)8.1.3 关键技术 (13)8.2 巡检任务调度 (13)8.2.1 任务调度策略 (13)8.2.2 调度算法 (13)8.3 优化算法应用 (14)8.3.1 路径优化 (14)8.3.2 巡检策略优化 (14)8.3.3 故障诊断优化 (14)第九章智能电网智能巡检系统集成 (14)9.1 系统架构设计 (14)9.1.1 总体架构 (14)9.1.2 模块详细设计 (15)9.2 系统集成与调试 (15)9.2.1 硬件集成 (15)9.2.2 软件集成 (15)9.2.3 系统调试 (15)9.3 系统功能评估 (16)9.3.1 功能指标 (16)9.3.2 评估方法 (16)9.3.3 评估结果 (16)第十章项目实施与推广 (16)10.1.1 项目目标 (16)10.1.2 实施步骤 (16)10.1.3 资源配置 (17)10.2 推广策略与建议 (17)10.2.1 推广渠道 (17)10.2.2 推广策略 (17)10.3 项目风险分析及应对措施 (17)10.3.1 技术风险 (17)10.3.2 运营风险 (17)10.3.3 市场风险 (18)第一章智能电网智能巡检概述1.1 项目背景我国经济的快速发展，电力系统规模不断扩大，对电网的稳定运行和安全性提出了更高要求。

面向泛在电力物联网的5G通信技术原理与典型应用一、概述随着科技的快速发展，人类社会正逐步迈向一个万物互联的新时代，物联网技术在此过程中扮演着至关重要的角色。

电力物联网作为物联网领域的重要分支，对于实现电力系统的智能化、自动化和高效化运行具有重要意义。

面向泛在电力物联网的5G通信技术，作为新一代通信技术，以其高速率、低时延、大连接数等特性，为电力物联网的发展提供了强有力的支撑。

5G通信技术以其独特的优势，如高带宽、低时延和高可靠性，为电力物联网带来了前所未有的发展机遇。

在电力系统中，5G技术可以应用于智能电网、分布式能源、电力设备的远程监控与维护等多个领域，实现电力系统的智能化管理和优化运行。

本文将对面向泛在电力物联网的5G通信技术原理进行详细介绍，包括5G网络架构、关键技术、协议栈等方面。

同时，还将探讨5G通信技术在电力物联网中的典型应用案例，如智能电网中的数据传输、分布式能源系统中的远程监控、电力设备状态监测与维护等。

通过对这些案例的分析，旨在展示5G通信技术在电力物联网中的重要地位和作用，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。

在未来，随着5G技术的不断发展和完善，相信其在电力物联网领域的应用将会更加广泛和深入，为电力系统的智能化和高效化运行做出更大的贡献。

1. 泛在电力物联网的概念与发展随着科技的日新月异，物联网（IoT）技术已经渗透到我们生活的方方面面，而泛在电力物联网（UEIOT，Ubiquitous Electric Internet of Things）则是物联网技术在电力领域的深度应用。

泛在电力物联网是指在电力系统的各个环节中，通过应用移动互联网、人工智能等现代信息技术和先进通信技术，实现电力系统各环节的万物互联、人机交互，从而构建出具有全面状态感知、信息高效处理、应用便捷灵活等特征的智慧服务系统。

泛在电力物联网的提出，源于电网公司对数字化转型的深刻理解和前瞻布局。

特别是在2019年，国家电网公司做出了全面推进“三型两网”建设的战略部署，旨在加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业。

十大5G应用，开启智慧未来在5G正式商用一周年之际，通信行业以多种形式展示了5G发展成果。

总体来看，这一年我国5G发展确实取得了远超预期的成绩，尤其在行业应用领域，示范应用案例频出。

基于此，通信世界全媒体从众多落地的行业标杆案例中遴选出十大5G行业应用案例，并对5G行业应用未来发展趋势进行了深入探讨，助力5G加速落地千行百业。

一、5G+医疗：中大附属第八医院的智慧化医疗建设之路随着5G与大数据分析、人工智能、物联网技术的充分整合与应用，医疗领域与5G将深度结合，推动智慧医疗进一步发展。

新冠肺炎疫情更进一步推动了智慧医疗的建设和发展。

深圳市福田区卫生健康局和中国移动福田分公司于2020年4月签署5G智慧医疗专网项目试点协议，为福田区医联体提供远程会诊、医疗影像云等服务。

福田区医联体选择以中山大学附属第八医院为5G智慧医疗专网试点医疗机构，研发和集成5G医疗终端，打造5G示范应用，树立深圳市医疗行业5G样板。

本次试点在中山大学附属第八医院院区内、福田区医联体院间和院外公共区域覆盖高速、稳定的5G网络，通过部署MEC边缘云和包括无线、传输及核心网在内的端到端切片能力，为医院、社区健康服务中心、急救车等提供医疗业务识别、本地分流功能，在网络层实现医疗业务与公众业务安全分离，共同打造了移动查房、移动护理、移动会诊、床边会诊、远程移动视频查房、院间远程会诊、院前急救等5G示范应用。

随着5G的规模商用，5G智慧医疗必将逐步走向成熟和普及，为民众带来更方便、更快捷、更优质的医疗服务。

二、5G+智能电网：国网青岛公司打造全国较大规模5G电力切片实验网5G与智能电网的结合，将为全社会提供更加优质、高效、绿色和创新的电力服务。

5G与MEC、网络切片等技术的结合，更能为有高度数据安全要求的电网提供一张安全隔离的虚拟专网。

2019年8月，中国电信、国家电网和华为公司共同组建5G应用联合创新实验室，共同推进5G在智能电网、能源互联网体系的建设。

5G多功能电力巡检机器人解决方案随着科技的发展，电力巡检工作正在经历一场革命。

借助于5G技术的强大功能，多功能电力巡检机器人解决方案已经逐渐成为电力行业的重要工具，极大地提高了电力巡检工作的效率和精确度。

5G技术作为新一代移动通信技术，具有高速、低延迟、大容量等特点，为机器人解决方案提供了强大的技术支持。

5G网络的高速度使得机器人可以实时接收和发送大量数据，实现快速的信息传递和数据处理。

5G网络的低延迟特性确保了机器人操作的精确同步，从而提高了机器人的工作效率。

5G网络的大容量特性使得大量数据的处理成为可能，满足了机器人对大量信息处理的需求。

自动化巡检：机器人可以通过预设的路径自动进行巡检，无需人工干预，大大减轻了人工巡检的负担。

实时监控：机器人可以实时传输电力设备的状态数据，以便工作人员远程监控电力设备的运行状态。

故障诊断：机器人可以通过图像识别和数据分析，自动识别电力设备的故障，提高了故障诊断的准确性和效率。

实时报警：机器人可以实时传输异常数据，及时发出报警信号，以便工作人员及时处理问题。

提高效率：通过5G网络的高速传输，机器人可以实时回传数据，工作人员可以在第一时间了解电力设备的运行状态，大大提高了工作效率。

提高精确度：5G网络的低延迟特性确保了机器人操作的精确同步，使得故障诊断和异常检测的准确度大大提高。

降低成本：通过自动化巡检和实时监控，可以减少人工巡检的频率和强度，降低了人力成本。

保障安全：通过实时的数据监控和故障预警，可以及时发现和处理电力设备的故障和异常，保障了电力设备的安全稳定运行。

5G多功能电力巡检机器人解决方案是电力行业的重要创新，它将5G 技术和机器人技术相结合，实现了电力巡检工作的自动化、智能化和实时监控。

这一解决方案不仅可以提高工作效率和精确度，降低成本，还可以保障电力设备的安全稳定运行，为电力行业的发展提供了强大的技术支持。

随着科技的不断发展，我们有理由相信，未来的电力巡检工作将会更加智能化、高效化和安全化。

智能电网建设技术指南第1章智能电网概述 (4)1.1 智能电网的定义与特征 (4)1.1.1 自愈能力：智能电网具备自我检测、故障诊断及自动恢复功能，可减少停电范围和时间，提高供电可靠性。

(4)1.1.2 互动性：智能电网支持供需双向互动，用户可以实时了解电力消费信息，实现电力需求响应和能效管理。

(5)1.1.3 优化配置：智能电网通过优化电力系统运行，提高能源利用效率，降低能源消耗。

(5)1.1.4 安全性：智能电网具备较强的安全防护能力，能够有效抵御外部攻击和内部故障，保障电力系统安全稳定运行。

(5)1.1.5 兼容性：智能电网支持多种能源接入，包括可再生能源和分布式能源，有利于实现能源结构优化。

(5)1.2 智能电网的发展历程与趋势 (5)1.2.1 发展历程 (5)1.2.2 发展趋势 (5)1.3 智能电网的关键技术 (5)1.3.1 电力系统自动化技术：包括发电、输电、变电、配电等环节的自动化技术，实现电力系统运行高度自动化。

(5)1.3.2 电力系统信息化技术：利用信息技术，实现电力系统信息的实时采集、传输和处理，提高电力系统运行效率。

(6)1.3.3 通信技术：为智能电网提供稳定、可靠的通信保障，包括有线通信、无线通信、光纤通信等。

(6)1.3.4 大数据与人工智能技术：利用大数据分析和人工智能算法，实现电力系统运行优化、故障预测等功能。

(6)1.3.5 分布式能源技术：支持分布式能源的接入和运行，提高能源利用效率，促进能源结构优化。

(6)1.3.6 能源存储技术：包括电池储能、飞轮储能等，为智能电网提供调峰、调频等辅助服务。

(6)1.3.7 智能电网安全技术：包括网络安全、物理安全等方面，保障智能电网安全稳定运行。

(6)第2章智能电网规划与设计 (6)2.1 智能电网规划原则与目标 (6)2.1.1 规划原则 (6)2.1.2 规划目标 (6)2.2 智能电网规划设计内容与方法 (6)2.2.1 设计内容 (7)2.2.2 设计方法 (7)2.3 智能电网设计与评估 (7)2.3.1 设计要求 (7)2.3.2 评估方法 (7)第3章电力系统自动化技术 (8)3.2 配电网自动化 (8)3.2.1 故障检测与隔离 (8)3.2.2 恢复供电 (8)3.2.3 电压无功控制 (8)3.2.4 配电设备监控 (8)3.3 发电厂自动化 (8)3.3.1 锅炉自动化 (9)3.3.2 汽轮机自动化 (9)3.3.3 发电机自动化 (9)3.3.4 厂级监控信息系统（SIS） (9)3.4 电力系统调度自动化 (9)3.4.1 调度自动化系统 (9)3.4.2 能量管理系统（EMS） (9)3.4.3 广域测量系统（WAMS） (9)第4章通信与信息网络技术 (9)4.1 通信技术在智能电网中的应用 (10)4.1.1 电力系统通信概述 (10)4.1.2 通信技术在智能电网中的应用 (10)4.2 信息网络技术在智能电网中的应用 (10)4.2.1 信息网络技术概述 (10)4.2.2 信息网络技术在智能电网中的应用 (10)4.3 光通信技术在智能电网中的应用 (10)4.3.1 光通信技术概述 (11)4.3.2 光通信技术在智能电网中的应用 (11)4.4 无线通信技术在智能电网中的应用 (11)4.4.1 无线通信技术概述 (11)4.4.2 无线通信技术在智能电网中的应用 (11)第5章智能传感器与量测技术 (11)5.1 智能传感器概述 (11)5.2 智能量测技术 (11)5.3 智能电网中的传感器应用 (12)5.4 数据处理与分析技术 (12)第6章分布式发电与储能技术 (12)6.1 分布式发电技术 (12)6.1.1 定义与分类 (12)6.1.2 技术特点 (13)6.1.3 关键技术 (13)6.2 储能技术 (13)6.2.1 定义与分类 (13)6.2.2 技术特点 (13)6.2.3 关键技术 (13)6.3 分布式发电与储能系统集成 (14)6.3.1 系统集成架构 (14)6.4 分布式能源管理技术 (14)6.4.1 定义与作用 (14)6.4.2 技术内容 (14)6.4.3 关键技术 (14)第7章智能电网安全防护技术 (14)7.1 智能电网安全风险分析 (15)7.1.1 系统性风险 (15)7.1.2 网络安全风险 (15)7.1.3 信息安全风险 (15)7.2 智能电网安全防护策略 (15)7.2.1 物理安全防护策略 (15)7.2.2 网络安全防护策略 (15)7.2.3 信息安全防护策略 (15)7.3 智能电网安全监控与预警 (15)7.3.1 安全监控技术 (15)7.3.2 预警技术 (15)7.4 智能电网安全防护技术实施 (15)7.4.1 安全防护技术选型与配置 (15)7.4.2 安全防护技术集成与优化 (16)7.4.3 安全防护技术运维管理 (16)第8章智能电网电能质量与节能技术 (16)8.1 电能质量分析与改进 (16)8.1.1 电能质量概述 (16)8.1.2 电能质量问题分析 (16)8.1.3 电能质量改进措施 (16)8.2 智能电网节能技术 (16)8.2.1 节能技术概述 (16)8.2.2 高效变压器技术 (16)8.2.3 高效电机技术 (16)8.2.4 电能替代技术 (16)8.3 电能质量管理与优化 (16)8.3.1 电能质量管理策略 (17)8.3.2 电能质量监测技术 (17)8.3.3 电能质量评估方法 (17)8.3.4 电能质量控制与优化 (17)8.4 智能电网能效评估 (17)8.4.1 能效评估指标体系 (17)8.4.2 能效评估方法 (17)8.4.3 智能电网能效提升策略 (17)第9章智能电网标准与规范 (17)9.1 智能电网标准体系 (17)9.1.1 智能电网标准体系框架 (17)9.1.2 智能电网标准体系构建原则 (17)9.2 智能电网关键技术标准 (18)9.2.1 智能电网关键技术概述 (18)9.2.2 关键技术标准制定 (18)9.2.3 关键技术标准应用实例 (18)9.3 智能电网建设与运行规范 (18)9.3.1 智能电网建设规范 (18)9.3.2 智能电网运行规范 (18)9.3.3 智能电网安全与环保规范 (18)9.4 智能电网标准实施与监督 (18)9.4.1 标准实施策略 (18)9.4.2 标准监督与评估 (18)9.4.3 标准动态更新与完善 (19)第10章智能电网建设与运维管理 (19)10.1 智能电网建设流程与管理 (19)10.1.1 建设前期准备 (19)10.1.2 设计与规划 (19)10.1.3 施工与验收 (19)10.1.4 运维准备 (19)10.2 智能电网运维策略与实施 (19)10.2.1 运维管理体系 (19)10.2.2 运维关键技术 (20)10.2.3 运维实施流程 (20)10.3 智能电网设备状态监测与维护 (20)10.3.1 设备状态监测技术 (20)10.3.2 设备维护策略 (20)10.3.3 设备维护实施 (20)10.4 智能电网项目管理与优化 (20)10.4.1 项目管理策略 (21)10.4.2 项目优化措施 (21)10.4.3 项目评估与持续改进 (21)第1章智能电网概述1.1 智能电网的定义与特征智能电网，即智能化、自动化的电力系统，融合了先进的信息技术、通信技术、控制技术、自动化技术及新能源技术等，形成一种高效、清洁、安全、可靠的现代电力系统。