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要搞懂应用了5G技术的配电自动化系统，很简单，首先要搞懂什么是配电，再搞懂什么是配电自动化系统，再搞懂5G在配电自动化系统中的实战应用。这就够了，逐句逐字读完全文7077字，你也就是准专家级别了。
如果把城市比喻成“人体”，电力比喻成人的“血液”，那么配电网就是人体的“供血系统”，10千伏线路则相当于这一系统中的“毛细血管”，它连接的是上一级变电站和居民小区。配电自动化主站就是“大脑”和“心脏”，当他发现哪里“断血”了，得远程指挥“红细胞”、“血小板”，瞬间把该堵的地方堵住，该供的血供上，这就是我理解的配电自动化。人体受伤了，是可以自愈的，而配电网也应该具备这种自愈功能，这就是配电自动化的意义。而5G加上配电自动化的意义就是，哪怕我血管到不了的地方，5G通过“脑电波”可以控制“人体”的任何地方，5G拓展了配电自动化的控制速和控制域，也许比喻得不恰当，但这就是我目前能想到的最好的比喻了。接下来我们就来拆解整个“供血系统”。
什么是配电？
配电是在电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。配电系统由配电变电所、高压配电线路、配电变压器、低压配电线路以及相应的控制保护设备组成。
简单来说，配电就是电网中离用户最近的那部分，配网也就是我们理解的流遍全身的“血管”。配电送的是电，血管送的是血。
什么是配电自动化？
配电自动化是指以配电网一次网架和设备为基础，综合利用计算机、信息及通信等技术，并通过与相关应用系统的信息集成，实现对配电网的监测、控制和快速故障隔离，为配电管理系统提供实时数据支撑。通过快速故障处理，提高供电可靠性；通过优化运行方式，改善供电质量、提升电网运营效率和效益。
简单来说，配电自动化就是配电的网络化、自动化、智能化。普通配电网是没有自愈功能的，故障“自愈”是城市配电网走向智能化的一种基本能力，目的是实现不间断供电，从而提升整个城市的供电可靠率。
什么是配电自动化系统？
配电自动化系统，简单说，就是利用配电自动化终端采集配电网运行数据，通过通信通道上传到配调中心配电自动化主站，供配调人员通过配电网自动化主站实时监测配电网运行状态，实现三遥功能(遥测，遥信、遥控)。
系统信息流程：远方配电自动化终端实施数据采集、处理并上传至配电主站或子站，配电主站或子站通过信息查询、处理、分析、判断、计算与决策，实时对远方终端实施控制、调度命令并存储、显示、打印配电网信息，完成整个系统的测量、控制和调度管理。
简单来说，对于我一个电子通信出身的人来说，配电自动化系统就是一个基于物理网、嵌入式技术的配电专业系统，虽然是专业系统，但系统中处处是电子技术、通信技术、信息技术的身影。
配电自动化有什么样的发展历程？
我国的配电自动化先后经历了三个阶段：
基于自动化开关设备相互配合的配电自动化阶段。
基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的配电自动化系统阶段。
集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理(DSM)、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作管理等一体化的综合自动化系统阶段。
简单来说，人类的一切系统都是从简单系统向智能化方向发展。人也必须向数字化方向综合发展，为什么骂一个人是草履虫思维、单细胞生物，骂一个弱智球迷是二极管球迷，就是这个道理。
什么是馈线自动化？
馈线自动化是指对配电线路运行状态进行监测和控制，在故障发生后实现快速准确定位和迅速隔离故障区段，恢复非故障区域供电。馈线自动化包括主站集中型馈线自动化和就地型馈线自动化两种方式。
主站集中型馈线自动化是指配电自动化主站与配电自动化终端相互通信，由配电自动化主站实现对配电线路的故障定位、故障隔离和恢复非故障区域供电。
就地型馈线自动化是指不依赖与配电自动化主站通信，由现场自动化开关与终端协同配合实现对配电线路故障的实时检测，就地实现故障快速定位/隔离以及恢复非故障区域供电。
简单来说，主站集中型馈线自动化通过大脑完成了复杂自愈，就地型馈线自动化虽然完成了简单自愈，但是没有过大脑。虽然说不过脑不是什么好事，但有些时候，条件反射趋利避害也是很有效的。
配电自动化主站这个大脑到底长什么样?
配电自动化主站是整个配电网的监视、控制和管理中心，主要完成配电网信息的采集、处理与存储，并进行综合分析、计算与决策，并与配网GIS、配网生产信息、调度自动化和计量自动化等系统进行信息共享与实时交互。
按照功能模块的部署可分为简易型、实用型、标准型、集成型、智能型5种配电自动化主站系统。
标准型
集成型
智能型
简单来说，配电自动化系统非常考验一个供电企业的配网一次水平和信息通信水平，缺一不可。其中主站更是配电自动化系统中的心脏和大脑，水平如何得看这颗大脑的脑容量和智力水平。
有哪些配电自动化终端设备？
了解完配电自动化主站这个心脏和大脑，那么大脑控制器官总需要靠细胞，也就是终端，这些终端具体有哪些呢？
架空线馈线自动化终端（FTU）
架空线馈线自动化终端（FTU）适用于10kV架空线路的分段开关和联络开关的监测和控制，按照控制逻辑可设置成电流型、电压时间型两种工作模式。
配电房配电自动化终端（DTU）
站所终端DTU一般安装在常规的开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成对开关设备遥测、遥信数据的采集，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。
故障指示器
故障指示器是指安装在架空线、电力电缆上，用于指示故障电流流通的装置。短路故障指示器分为户外型及户内型两种，架空线路安装户外型故障指示器，电缆线路安装户内型故障指示器。
简单来说，主站这个大脑控制的就是DTU、FTU、故障指示器，他们就像细胞一样，遍布城市的每条大街小巷。说起来我对这些细胞还是很有感情的，因为我以前的工作每天都可以接触到这些细胞。有光无电和有电无光算是我们这群配电自动化基层工作者才能听得懂的暗语了，他的意思是啥呢？就是通信一旦故障，细胞就无法触达，整个人就成了“植物人”，不受大脑控制。
配电自动化有哪些功能？
配电自动化的基本功能可分为运行自动化功能和管理自动化功能两方面。数据采集与监控、故障自动隔离及恢复供电、高压及无功管理、负荷管理、自动读表等，称为配电网运行自动化功能；设备管理、检修管理、停电管理、规划及设计管理、用电管理等，称为配电网管理自动化功能。
简单来说：因为配电自动化系统隶属于“供血系统”，离用户是最近的，是可以触达用户的，所以拿得到靠近用户的第一手数据，拿到靠近用户的第一手数据意味着什么大家都懂，无需赘言，拿到的数据越全越多，功能也就越全越多。
配电自动化有哪些意义？
配电自动化作为智能配电网发展的重要组成部分，是提高供电可靠性、提升优质服务水平以及提高配电网精益化管理水平的重要手段，是配电网现代化、智能化发展的必然趋势。建设配电自动化系统具有以下主要意义：提升配电网的运行水平与供电可靠性、提升配电网电能质量水平、为配电网规划及技术改造提供基础数据、升对分布式光伏等新能源的消纳能力、提高企业劳动生产率、提高供电企业服务水平。
简单来说：对于电力企业而言，配电自动化直接决定了用户的用电体验，就这一点已经意义非凡。
配电自动化有哪些通信方式？
终于到我的强项了，通信！！！没有可靠通信的系统就啥也不是！！！
配电自动化通信一般采用主干网和接入网两层结构组网，配电自动化主站系统至变电站的主干通信网一般采用光纤传输网方式。这种方式我在前文《一文讲通电力通信光传输系统》中已详细论述过，具体可点击以下链接观看，在此不再赘述。
变电站至配电自动化终端之间的接入部分采用多种通信方式，主要有以下几种：工业以太网、EPON网络、无线公网。
工业以太网
有源光网络主要是利用工业以太网技术，具有技术成熟、性能稳定、组网灵活、便于升级扩容等优点，适合高温、潮湿环境、强电磁干扰等恶劣环境下的应用。
不足之处是存在点对点结构纤芯资源浪费、相对投资高等缺点。
EPON网络
无源光网络主要是利用以太网无源光网络（EPON）技术，采用点到多点结构，无源光纤传输，具有成本低、带宽高、扩展性强、组网快速灵活以及方便与现有以太网完全兼容等优点。
不足之处是EPON组网方式以星型为主，对于链形和环形网络受技术本身限制支持较差，施工前需严格规划各节点的光功率，不利于灵活组网和未来扩容需求。
EPON网络是目前配电自动化最常用的一种网络。
无线公网
目前无线公网通信主要包括GPRS、CDMA、3G等。无线公网可节约光缆铺设费用，组网灵活，适用于无线公共网络覆盖完整且信号优良的城市。
不足之处是只适合于实时性要求不高的数据采集应用，可靠性、安全性方面有待进一步提高。
简单来说，没有通信，就没有控制，没有控制就没有自动化。通信的可靠性直接决定了配电自动化的可靠性。因为控制业务对于实时性、安全性、可靠性的超高要求，EPON网络这种有线光网络才制霸了配网通信网络。EPON网络有多难运维当然只有亲身运维过的我们才知道。那么谁来打破这种制霸呢？5G!
5G时代的配电自动化是怎样的？
第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology，简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。
ITU给5G定义了三大场景，即增强移动带宽（eMBB）、超高可靠低时延通信（uRLLC）和大规模机器类通信（mMTC），它们在电力系统的发电、输电、变电、配电、用电，以及应急通信各个环节均有不同程度的应用。
在配电侧，5G的应用比较广泛，涵盖故障监测定位到精准负荷控制的全流程。这些应用对低时延的要求非常高，其中配网保护与控制、智能配电网微型同步相量测量都要求低于10毫秒的超低时延，基于用户响应的负荷控制也要求不超过20毫秒的低时延。同时，这一环节需要管理的连接数也比较大，基本都在百万级和千万级。
5G网络可以提供数据面与控制面分离技术，即业务数据流与5G网络控制信令分离，电力业务终端数据流可以直接进入地市主站，无需按照4G通信模式绕行运营商省级或大区核心网，与公共业务流向完全隔离，在提升业务数据安全性的同时大幅降低通信时延，满足电力控制业务高可靠、强隔离、低时延的要求。
5G网络采用微服务架构，实现了核心网元行业可定制化。若建设电力专用AMF（接入管理）、SMF（切片管理）两个5G核心网元，可实现电力切片用户的控制信令与公众业务完全隔离，并可对电力切片用户控制信令进行加密，进一步提升电力切片用户的安全性。
配网业务主要分为终端到终端通信（以5G配网自愈为代表）与终端到主站通信（配电自动化、行波测距、配网融合终端）两类。
简单来说：只有5G技术，在无线技术中，有实力支撑起实时性、安全性、可靠性要求极高的电力控制类业务。唯一有希望打破EPON技术封锁的是5G。
5G在智能电网中有哪些典型应用？
一是差动保护。凭借超低时延，5G可以替代光纤做配网差动保护，大幅降低成本。电力的配电网络由配电站和输电线组成，配电站里有输电设备、变压器、配电保护设备（DTU）等，假如全网按照有线连接的方式去部署差动保护，那么对光纤的需求量和部署难度会极大地推高成本。凭借小于10ms的超低时延，5G网络可以代替光纤去做差动保护，实现降本增效。
二是无人巡检。在变电站机器人巡检等电力生产管理中的中低速率移动场景中，具备大带宽特性的5G网络一方面可以对巡检机器人进行移动/飞行控制，在降低人工成本和安全风险的同时大幅提升巡检效率，另一方面还能把高清视频图像及时回传到指挥中心做分析处理，提升运维效率。
三是高级计量。随着家庭和工商业用户对用电信息、电价信息等的知情和管理诉求日益凸显，电力计量需要从传统计量向高级计量演进。具备广连接特性的5G网络可以连接海量的智能电表设备，并提升采集频次，丰富采集内容，实现双向互动，最终满足客户智能用电和个性化服务的需求。
四是安全隔离。5G独特的可定制化的网络切片技术，可端到端保障电网的高隔离性应用，更好地满足电力网络对“行业专网”的诉求，为智能电网不同业务提供差异化的网络服务能力。比如上述三大类场景应用，就可以在5G网络下并行不悖，满足用户对安全性、可靠性和灵活性的多重需求。
简单来说：5G在成本、安全性、海量接入三方面极具竞争力。
5G在配电自动化中有哪些应用场景？
在智能配电网上的应用
虽然5G公网通信技术同样可实现各终端间的对等通信，形成集变电所自动化、容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于体的配电网管理系统，但配电网的重要性决定了其在控制类业务，如开关站、配电房、配电箱、综合接入配网自动化、计量自动化等方面会选择安全性、通道可靠性、灵活性较高的光纤通信和无线专网，5G通信将作为一种补充覆盖方式，在一些不具备控制功能的开关柜、配电房等节点使用。
配电网精准负荷控制
通过5G网络支持，采用基于稳控技术的精准负荷控制系统，控制对象精准到生产企业内部的可中断负荷，既满足电网紧急情况下的应急处置，同时仅涉及经济生活中的企业用户，且为用户的可中断负荷，将经济损失、社会影响降至了最低，是目前负荷控制系统的一大技术创新。
在电网配用电侧的应用
同样5G超低时延和高可靠性的信息传输特性，也有助于降低电力系统潜在停电影响的范围和时长，当配网局部发生故障时，5G通信系统使得毫秒级自动定位并隔离故障成为可能，从而保障非故障区域的不间断供电，可大幅度提高应急效率。
在分布式电源数据接入的应用
我国分布式电源发展迅速，国家发改委能源研究所预测到2025年，光伏总装机达到7.3亿千瓦，占全国总装机的24%，全年发电量为8770亿千瓦时，占当年全社会用电量的9%。到2050年，光伏发电总装机规模达到50亿千瓦，占全国总装机的59%，全年发电量约为6万亿千瓦时，占当年全社会用电量的39%。
而目前分布式发电面临的关键问题是业务节点多、海量的数据如何接入。
5G通信技术凭借高速率、高安全、全覆盖、智能化的特点，可有效地解决分布式电源分散、点多、量大等问题，为分布式电源的海量数据接入提供保障。
在低压电能计量服务上的应用
用电信息的采集能为电网进行负荷预测、电力营销等提供强有力的数据支撑，让电网企业更加精准地掌握区域用电的情况，从而提升电网的服务水平。
5G网络的大规模运营使得其在低压电能计量服务上的应用具备得天独厚的优势，可将偏远地区、农电配网和城市密集的用电户都实时精准地接入用电信息采集系统，同时也减少了有线网络的建设规模。
简单来说：5G让配电自动化手伸得更长，管得更宽，管得更准，管得更稳，管得更省。
成都5G配电自动化实战案例
“5G网络授时配网区域保护系统”
5G“大带宽、低时延、高可靠”的三大特性为配置更加可靠、快速、精准的配网保护提供了技术基础，基于5G网络精准授时，精度达到1微秒。研制具备5G网络授时功能的工业级CPE（接入终端）和即插即用边缘代理网关，实现配网保护及自动化等业务的灵活可靠接入。
系统全部采用国产化芯片定制的5G通信模组，通过5G通信实时传输数据信号，保证区内外故障的准确识别；创新5G网络授时技术，避免因时钟不同步导致保护误动，保证配网保护的可靠性和速动性；采用5G独立组网实现保护装置端对端直接通信，将端对端时延优化至20毫秒以内，保证配网保护的灵敏性和选择性。
城市配电网具有网络结构错综复杂的特点，传统配网保护存在级差配合困难、CT饱和等问题，很难满足保护快速准确甄别故障点的要求，而配网光纤建设成本高，2G、3G、4G等无线网络通信在时延和安全隔高方面又无法满足配网保护业务需求。同时，信道局限使配网保护装置数据交互难以实现，导致客户产权设备故障引发的主网设备跳闸情况时有发生。
该系统实现了配网馈线、环网柜设备的故障自动判断、精准定位和故障区段快速隔离。其中，故障区段快速隔离还可将停电压缩在故障支线范围，而不涉及主线，大幅提升配网安全性和供电可靠性。
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“5G配网区域保护自愈系统”
该架空线路5G配网自愈系统实现200ms故障切除，1s内恢复供电，几乎感觉不到停电。
利用5G高速网络实现配电网故障精准隔离、快速转供复电，通过高速交互配电网设备运行状态，利用边缘计算技术准确判断故障点位，自动生成转供方案，并在极短时间内全自动执行。其成功投运，可实现对农村架空配电网故障的精准快速隔离和智能自动复电，降低农村配网故障停电影响范围，快速恢复非故障区域用户供电，大幅提升供电可靠性。
利用5G电力虚拟专网技术，在仅花费专用光纤百分之一投入的情况下，可实现1秒钟自愈供电，用户对配网故障“无感知”，处于国内领先水平。
，时长00:08
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“5G新型电力系统业务示范区”
下一步，成都将持续探索推进5G+新型电力系统研究应用，建设国内领先的5G配网业务示范区，以高速高效，无处不在的数据通道，为数字化转型提供坚强支撑。主要包括“5G电力虚拟专网基础设施建设”与“高供电可靠性配电网业务承载”两个部分。
总结
配电自动化建设是新型电力系统的必然趋势，5G与电网在标准层面的“碰撞”更是可见的未来。
5G与配电网的结合具有重要的建设意和经济效益。5G时代配电自动化的建设与运行管理将在5G+智慧配电、5G+智能计量、5G精准切负荷、5G配电网保护、5G配电线路智能监控等方面开展应用，共同推进5G与配电网的深度融合。
5G技术在新型电力系统建设中还会扮演越来越重要的作用。
后记
还记得我刚进公司的时候，跟着国家级配电自动化专家教授级高工郑毅老师写材料的时候，我还是一脸懵逼的状态，通过这几年工作的积淀，我终于能把这一整套系统给搞懂并讲清了。
最后放上我亲自表演的一段关于配电自动化的精彩视频作为彩蛋，您对我最大的支持就是点赞，在看，朋友圈转发，我们下期原创大爆款再见。
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