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5G赋能新型电力系统场景应用前瞻报告

5G改变社会，电力点亮未来。5G如何赋能智慧电网？应用场景有哪些？主要挑战在哪里？从技术创新到商业

落地如何穿越？这些问题催生了这份报告的诞生。报告对5G在电力行业四大应用场景进行了仔细梳理，并对各场

景下的具体应用、体系架构和通信需求进行了详细分析。

一、5G驱动未来电力

目前，电网可以通过不同类型的通信网络进行互联，但日益多样化的电力需求需要一个更精密、包容和创新的系统

以满足海量设备互联互通和数据传输。

1、从电力行业看5G

据估算，到2026年，5G将为全球十个主要产业带来1.3万亿美元的数字化市场规模，其中能源产业/公用事业（水、

电、燃气等）占比最高为19%，约为2500亿美元。到2026年5G将带动1.3万亿美元产业数字化市场规模。

5G通信特点与电力通信系统需求高度契合

2、全球及中国5G+电力行业发展

目前全球已有42个国家和地区部署5G商用，386家运营商已宣布对5G进行投资，81家运营商已经推出了一项或

多项支持3GPP标准的5G服务。

主要国家5G商用进度

二、5G电力行业主要应用场景

5G在电力行业主要有四大应用场景，分别为控制类业务、采集类业务、移动应用类业务、以及以多站融合为代表

的电网新型业务。

在控制类业务中，5G技术将优化能源配置，避免大面积停电以影响企业和居民用电，同时也将满足于配电网实时动

态数据的在线监测应用。

在采集类业务中，5G将推动收集和提供整个系统的原始用电信息。

在移动应用类业务中，5G预防安全事故和环境污染，减少人工巡检工作量，在未来可进行简单的带电操作。

在多站融合业务中，5G技术将推进平台型、共享型企业建设。

5G电力行业四大应用场景

1、控制类业务

电网控制类对通信需求的典型特征是低时延、高可靠、安全性要求高，适合5G技术体制下的uRRLC应用场景，典

型的业务有精准切负荷控制业务和配网差动保护业务。

(1)精准负荷控制应用场景

基于5G通信网络的精准负荷控制系统由业务终端、需求响应终端、通信网络和主站系统构成。其中，业务终端通

过本地网络接入楼宇需求响应终端，需求响应终端通过5G通信网络接入需求响应系统主站。

基于5G通信网络的精准负荷控制业务应用场景

2）配网差动保护业务应用场景

配网差动保护技术作为一种在高压输电网中成熟应用的电网技术，可以很好地解决分布电源接入对配电网带来的诸

多困扰。

配网差动保护作为配网自动化系统的一个子系统，DTU和FTU负责将各自采样数据和跳闸信息传递给相邻的终端，

并收集相邻终端的采样数据和运行信息，通过差动保护算法对故障进行快速响应。其特点就是速度快、可动态适应、

故障判别可靠等。

基于5G的差动保护系统架构

、采集类业务

电网采集类业务对通信需求的典型特征是点多面广，有线通信方式覆盖难度大，对通信时延要求不高，

适合5G技术体制下的mMTC应用场景，典型的业务有用电信息采集等。

（1）用电信息采集业务应用场景

终端多部署于楼道、屋檐及小区配电房等，部分位于地下室。用电信息采集系统在逻辑上分为主站层、

通信信道层、采集设备层三个层次。主站层又分为营销采集业务应用、前置采集平台、数据库管理三

大部分。

用电信息采集系统框架图

、移动应用类业务

移动应用类业务对通信需求的典型特征是通信带宽要求高，安全性要求高，适合5G技术体制下的eMBB

应用场景，典型的业务有移动巡检类业务。

（1）移动巡检类业务应用场景

移动巡检类业务主要包含变电站巡检机器人、移动式现场施工作业管控、应急现场自组网综合应用三

大场景。

主要针对电力生产管理中的中低速率移动场景，对配电柜、开关柜的图片、视频进行采集、识別，提

取其运行状态、开关资源状态等信息，监控机房整体环境，预防安全事故和环境污染，减少人工巡

检工作量，避免了人工现场作业带来的不确定性，同时减少人工成本，极大提高运维效率。

移动巡检类业务应用场景

4、电网新型业务

电网新型业务是随着智能电网和电力物联网的深入建设而出现的一类业务，这类个性化通信需求较多，

缺乏存量业务前期的通信积累，而5G技术的出现，能更好地与传统通信方式结合，满足各种电网新

型业务的个性化通信需求。典型的业务有多站融合业务等。