所在地市：江苏省南京市、江苏省泰州市、陕西省宝鸡市、江西省南昌市

参与单位：国网江苏省电力有限公司、南京南瑞信息通信科技有限公司、国网陕西省电力有限公司、国网南昌供电公司

技术特点：利用 5G 承载线路差动保护业务，解决配电线路故障快速切除的问题；利用输电线路 5G 无人机巡检，解决无人机无法远程控制、巡检超高清图像不能实时回传的问题；利用变电站 5G 机器人巡检，解决数据传输安全性不足、传输带宽受限的问题；利用 5G+专网双通道终端，解决配电房控制类业务和高清视频监控统一传输的问题；利用 5G 智能仓储，解决自动叉车控制精确度差、运行效率低的问题

应用成效：缩短电网故障处理时间，大幅提升巡检效率，带动电力行业降本增

效，节约运维成本 2.18 亿元，节约通信网建设投资 4.5 亿元，减少

停电损失 2 亿元，增加直接经济效益 20 亿元

国网江苏省电力有限公司是国家电网系统规模最大的省级电网公司之一，拥有 35 千伏及以上变电站 3300 座、输电线路 10.71 万公里，服务全省 4621.36 万电力客户。

近年来，国网江苏电力在新型电力系统建设中面临三大痛点：一是分布式电源、储能等新型可控资源快速扩展，增大了输、配电网运行风险，故障应急处置缺少可靠的通信支撑；二是光纤难以支撑点多面广的保护控制类业务以及移动作业业务，基于光纤通信的线路电流差动保护和纵联保护在输配电网中并不具备大规模应用的条件；三是现有 4G 网络在带宽、速率、并发比等方面的承载能力面临巨大挑战。为解决上述问题，国网江苏电力联合南瑞集团、国网陕西电力等单位面向输配电领域开展 5G 网络在配网差动保护、无人机、巡检机器人、配电房全景监控、智能仓储等业务场景的应用研究，有效提高电网末端供电可靠性，为能源互联网数字化建设提供强有力的信息支撑。

该案例构建适用于电力行业的电力 5G 虚拟专网组网架构，形成“2切片+1安全”的解决方案。“2切片”是指分别建设生产控制大区和管理信息大区两个 5G 切片：一是生产控制大区采用硬切片隔离方式，在无线侧采用 RB 资源预留，在传输侧采用 FlexE 硬管道，在核心网侧部署电力专用 UPF；二是管理信息大区采用软切片隔离方式，在无线侧采用 5QI优先级保障，在传输侧采用 VPN 隔离，在核心网侧共享运营商核心网 UPF，或共享地市级下沉 UPF。“1 安全”是指该案例在终端侧根据业务需求，对业务数据进行加密，启用 5G 通信终端访问控制，采取机卡绑定策略；在安全接入区，按照二次安防要求部署安全接入、正反向隔离等措施；在主站侧，对控制报文做数字签名，并对所有报文进行加密。

国网江苏电力基于输配电领域，围绕“输-变-配”环节业务场景，重点开展了一批可复制、易推广、新模式、新业态的 5G 应用，在利用 5G 提效传统业务、赋能新兴业务方面进行了有益尝试。

该场景通过在南京、连云港 10 条线路试点部署基于 5G的差动保护装置，并依托 5G 网络实现高安全、低时延、高可靠通信通道，支持装置之间的数据交互。该场景中出现线路异常时，后台能够根据交互数据迅速研判和精确定位异常线路故障，并同步隔离故障线路或设备，实现电网故障快速切除，使电网故障处理时间从 1 s 左右缩短至 50 ms以下，有效提高电网末端供电可靠性。

该场景利用定制化无人机通信模块，通过 5G 网络接收飞行管控平台下发的巡检任务，解析飞行控制指令，实现无人机的远程控制，并且将其位置信息实时传输给飞行管控平台，以保障飞行安全。此外，无人机通信模块对无人机云台摄像头的原始视频流进行编码、转换和封装，并依托 5G 网络回传至江苏电力统一视频平台，以实现超高清巡检图像的实时回传与识别。目前，该场景在江苏总共完成110kV 及以上杆塔无人机精细化巡检 14 万余次（占比约70%），发现缺陷 10.6 万处，巡检效率提升 6 倍，人力成本减少 1.05 亿元/年。

该场景将变电站巡检机器人原有的 Wi-Fi 通信模块替换为 5G 通信模块，通过 5G 网络将视频流回传至江苏电力统一视频平台，并结合 5G 双向鉴权认证、信令面及用户面数据加密与完整性保护、机卡绑定等诸多安全技术措施，解决了 Wi-Fi 网络安全性不足、节点层级多的问题，让机器人数据传输更加安全。同时，依托 5G 高带宽、低时延及移动性优势，为机器人巡检提供更实时的数据回传、更快速的控制响应，巡检效率大幅提升，平均每次巡检时间 2 小时，每站每年平均节省巡检工时 200 人/小时。

配电站房内的设备规模大幅增长对内部设备状态管控能力以及通信性能提出更高要求。该场景基于江苏电力无线专网的建设基础，创新研发了电力业务 5G+专网双通道终端，既满足高清视频监控等业务的大带宽需求，也能满足控制类业务接入专网的需求。一方面，通过 5G 网络将配电房多路高清视频传输到视频平台；另一方面，发挥电力无线专网近乎物理隔离的防护优势，实现配电自动化终端与主站系统的连接。国网江苏电力在全省 13 个地市、8000 个配电站接入视频监控业务，完成配电站远程监视巡检约 15万次，巡检效率提升 8 倍。

该场景在 AGV、行吊、子母车等大型移动设备增加 5G数据转换终端，实现移动自动化设备“5G 化”改造。该终端将 5G 信号转化为以太网信号，通过网线连接至移动设备；同时开通设备控制系统到运营商地市级下沉 UPF 的专线通道，实现业务在市内的本地处理。依托 5G 网络实现设备控制系统与移动设备双向交互，实现移动设备抗干扰性增强、切换时延降低以及业务连续性提升。该场景 AGV 小车回传的端到端时延降低至 20ms 左右，设备控制系统可有效控制AGV 安全保护距离，单位空间设备容纳数量增加 25%，设备协同效率提高 35%。

该案例 5G 应用预计可获得 20 亿元直接经济效益，主要体现在三个方面：一是为电力业务服务提供智能化支撑，该案例提升巡检效率并大幅降低成本，节约运维成本 2.18亿元，节约通信网建设投资 4.5 亿元；二是带动电力行业降本增效，降低输、配电线路停电损失 2 亿元，清理长期未使用的 0 流量卡，节约公网资费 2 亿元；三是通过共建共享、共治运维、共同投入，实现产业的协同发展。

该案例加速 5G 行业应用，促进多领域融合创新，带动上下游产业发展升级，带来四方面社会效益：一是通过 5 大业务场景、2 万通信终端的应用，规模化引导 5G 在智能电网领域的应用，推动产业升级；二是促进产学研联动，推动关键技术攻关，该案例突破 29 项关键技术，研发 15 款电力定制化 5G 装置及系统；三是提升电网的故障切除能力，减少故障停电频次，电网更稳定，用电更安全；四是加快5G 融合，加快安全高效的能源体系建设，实现可再生能源替代，每年节约标准煤 800 万吨，减少碳排放 1500 万吨，全面助力双碳目标。

本案例开展过程中探索得到两方面经验：一是标准化推动 5G 应用发展。国网江苏电力与南瑞信通公司研制了5G+专网双通道终端和电力 5G 综合管理平台，形成了《电力 5G 终端设备网络管理系统技术规范》等国家电网企业标准 3 项；二是共建共享加速 5G 应用推广。国网江苏电力与运营商探索形成了电力杆塔与移动通信 5G 基站共建共享的合作模式。该模式利用密布全国城乡和公路铁路沿线的电力杆塔共建电力移动通信系统，促进移动通信网络广覆盖、快覆盖，缩短施工周期 2 倍以上，提高通信基站建设效率，降低通信基站建设成本；推动电力业务安全接入 5G 网络，在加速国家 5G 网络建设进程的同时满足了电力业务 5G 接入应用需求；有利于节约土地使用面积，减少钢材用量，减少全社会温室气体排放量，助力“双碳”目标实现。

随着新能源的高速发展，新型电力系统中配电网将从无源网变为有源网，潮流由单向变为双向、多向，电网运行控制更加复杂，实现生产提质、经营提效、服务提升，推动全业务、全环节数字化转型。该案例通过在输电端、变电端、配电侧等开展 5G 试点应用，有效验证了 5G 网络

在性能指标上全面支撑电网业务，夯实了 5G 在电力行业的应用基础。从发展趋势看，未来进一步利用 5G 技术超高带宽、超低时延以及超大规模连接的新型特点，在发电、输电、变电、配电、用电等场景加快 5G 规模化应用，助力电网数字化转型。