5G作為支撐經濟社會數字化、信息化、智能化轉型的關鍵新型基礎設施，是實現各行業數字化轉型的重要手段，能夠實時、穩定、可靠、高效為電網數字化建設提供網絡支撐，從根本上滿足能源互聯網戰略目標和業務場景的剛性需求。本文重點聚焦智能配用電領域的5G應用創新，分析國家電網數字新基建能源互聯網5G應用發展背景，結合智能配用電業務現狀及發展趨勢，提出基于5G技術的配用電典型場景應用解決方案，并在具體實踐中驗證5G技術在電網應用中的可用性。

2020年5月的政府工作報告中明確提出，加強新型基礎設施建設，發展新一代信息網絡，拓展5G應用。國家強化新基建，拓展5G應用，將開啟5G賦能千行百業新篇章。在這一背景下，國家電網公司在同年6月對外發布“數字新基建”十大重點建設任務，其中就包含能源互聯網5G應用。

能源互聯網與5G的深度結合，將有效促進資源集約化利用，將傳統電網轉變為能源信息樞紐，創建能源與信息共享互濟、融合創新的新業態。作為支撐經濟社會數字化、信息化、智能化轉型的關鍵新型基礎設施，5G能夠實時、穩定、可靠、高效為電網數字化建設提供網絡支撐，從根本上滿足能源互聯網戰略目標和業務場景的剛性需求，可廣泛應用于發、輸、變、配、用各環節，助力國家電網數字化轉型。

1、配用電業務現狀及發展趨勢

配電網是指從輸電網或地區發電廠接受電能，通過配電設施就地分配或按電壓逐級分配給各類用戶的電力網，是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償器及一些附屬設施等組成的，在電力網中起重要分配電能作用的網絡。配電網是電網的重要組成部分，直接面向電力用戶，是電力系統各環節中聯接電網和用戶的關鍵結點。

然而我國配電網網架基礎薄弱，配電系統自動化與智能化程度遠低于輸電系統，其安全和可靠性與主網相比配電網仍顯薄弱和發展相對滯后，配電自動化目前主要集中在城市中心區。配電網規模化、系統化程度較低，很多裝置沒有互聯互通的功能，只具備在本地監測和控制的功能。配電網中大量設備需要實時監控，信息雙向交互頻繁，造成有線光纖敷設成本高、運維難度大，而傳統無線通信使得智能終端和用戶終端連接困難、連接匱乏、通信質量差。由于用戶側分布式新能源規模并網，配電網缺乏與外部環境的互動，新能源消納與電網安全穩定運行之間的矛盾日益突出。

隨著智能電網建設及能源互聯網發展，配電側業務逐步延伸至0.4kV，連接節點達到千萬，呈現高安全、低時延、廣覆蓋的特征，并且控制應用需要更加精準。用電側業務用電規模不斷擴大且采集頻次變高，呈現出精益化管理和高效互動的特征。根據業務特征將配電側業務分為控制類、采集類及移動應用類。

控制類：是指配電自動化三遙，精準負荷控制，配網差動保護以及分布式新能源等，主要涉及電網安全穩定運行，具有典型的低時延、高可靠業務特征。未來的連接模式將出現更多的分布式點對點連接，使得主站系統將逐步下沉，并且出現更多的本地就近控制，使得時延需要達到毫秒級。

采集類：是指用電信息采集、電動汽車充電樁以及配電環境監測等，涉及海量終端，并且分布廣泛，具有廣覆蓋、大連接業務特征。未來采集頻次趨于分鐘級使得連接數量至少翻一倍。若集采方式下沉，那么連接數量預計翻50-100倍，進而使得采集內容趨于視頻化、高清化，屆時連接需求將達到數十億級。

移動應用類：是指視頻監控和機器人巡檢，其對于網絡帶寬和移動性有更多的需求，具有典型的大帶寬、靈活接入業務特征，其中帶寬要求不低于2Mbps。移動應用未來將向4K/8K高清視頻、AR/VR方向發展，屆時帶寬需求將達到50Mbps以上。

2、5G通信技術概述

（1）5G的基本特征

5G，指的是第五代移動通信技術，法定名稱是IMT-2020。在早期5G關鍵指標需求征集中，中國最開始提出了“5G之花”，如圖1。ITU采納了中國的部分指標，確定了以下5個基本特征，即高速率、高容量、高可靠性、低時延與低能耗，可簡單概括為“三高兩低”。

高速率。5G峰值速率指的是最佳條件下的最大速率，能夠達到20Gbps。

高容量。5G能夠連接海量終端設備，每平方公里可以連接100萬個移動終端，能夠為能源互聯網中萬物互聯提供幫助。

高可靠性。5G傳輸速率成功概率高達99.999%，電力通信可靠性也將提升電力系統本身的可靠性。

低時延。5G能夠讓端到端時延小于10ms，為靈活響應各種需求提供幫助。

低能耗。5G 通過優化通信硬件協議等而具備的低能耗特點將有效解決電力通信能耗問題。

圖1 5G性能指標

（2）5G技術與電力業務適配性分析