45、5G-IoT在智能电网广域监测、保护与控制中的集成架构

5G-IoT在智能电网广域监测、保护与控制中的集成架构

1. 引言

近年来，诸多新颖的智能电网（SG）系统架构被提出并发表，旨在将高速双向数据通信网络集成到电网中。而物联网（IoT）系统的研究尚处于起步阶段。智能电网给5G网络新技术带来了实际且多样的挑战。

电网是每个国家的关键基础设施之一，其规划和运营必须谨慎进行，需考虑成本、可靠性、效率和服务质量等多方面因素。为实现电网的最优运行，尤其是可再生能源的最优整合，新型传感器和通信基础设施的实施必不可少。这些设施不仅有助于减少二氧化碳排放，还能优化所有可用能源资源的利用，甚至涵盖电力网络之外的其他能源网络，如天然气或热网。不同能源网络的整合正催生集成能源网络，使其具备更高的灵活性和恢复能力。新技术需与现有技术具备互操作性和兼容性，应优化利用电力网络的现有基础设施，且所做的修改要符合5G标准。

新一代5G移动网络支持高度可靠、低延迟的广域监测、保护和控制（WAMPAC）的集成，为集成系统的实现奠定了坚实基础。智能电网对实时互联和双向交互的需求，推动电力通信网络朝着大规模连接、高可靠性和低延迟的方向发展。支持智能电网发展的关键基础设施是信息和通信技术（ICT），5G - IoT技术是下一代机器类型（MTC）无线通信系统的主要发展方向。5G于2019年开始部署，其技术规范和系统架构的标准化第二阶段于2020年完成。

本文将详细探讨5G和物联网技术在现代电力系统、高比例可再生能源电力系统以及动态和预期发生显著变化的系统中的应用需求、机遇和挑战。同时，还将从机遇和挑战的角度讨论新型传感器和通信技术应用的重要性，并介绍一些高影响力的实际项目。

2. 需求

智能电网是新一代电力系统，