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高厚磊教授團隊配電網5G通信差動保護研究取得突破性進展
發布時間:2019年10月24日 17:17    作者:徐彬    點擊:[]

10月15日,電氣學院高厚磊教授團隊成功實施了國內首例跨基站5G通信配網差動保護試驗驗證,在基于5G通信的配網分布式電流差動保護研究中取得重大突破,使5G承載的差動保護技術更接近于工程應用水平。

試驗所用裝置為高厚磊團隊研制的智能配電終端,終端嵌入分布式電流差動保護功能,采用故障時刻自同步專利技術實現線路兩端數據同步,利用華為生產的5G無線數據終端(CPE Pro)接入5G網絡。試驗地點在濟南供電公司漢峪金谷5G環境配電室。

試驗分兩步進行,首先進行單基站通信條件下兩終端單元之間電流差動保護功能測試,并與光纖差動同步對比,測試地點在東城逸家2-1北中心配電室;第二步在兩個具有獨立基站的室內開關站內進行跨基站通信條件下差動保護功能測試,測試地點分別為漢峪金谷A1-1開關站和A1-2開關站。測試內容包括終端之間互聯、端對端通道延時、電流相量數據傳輸、差動保護動作性能等。在所進行的幾十組內、外部故障模擬試驗中,單基站下端對端通信延時范圍在9-13ms(平均10.58ms),跨基站下端對端延時范圍在10-14ms(平均10.89ms),電流相量數據收、發無誤,保護判定全部正確,動作時間小于60ms。與采用光纖通信的差動保護相比,其通道延時僅延長約7.8ms,完全滿足分布式配網差動保護對快速通信的要求。結合深度定制的uRLLC場景下的5G網絡切片技術,差動保護通信延時及整體動作時間仍有提升空間。

現有配電網保護配置方式下,線路某處發生故障,將造成變電站出線開關跳閘,整條線路都會停電,然后依靠配電自動化主站進行故障隔離和供電恢復,整個過程往往持續幾分鐘至幾十分鐘,嚴重影響用戶用電感受。分布式差動保護能夠實現故障區段的快速定位與隔離,但差動保護要求保護裝置之間實時快速通信,之前只有光纖能夠滿足這種高要求,但存在光纜敷設困難和投資太高的問題。5G通訊技術具有高帶寬、低時延及安全可靠的特點,為配網差動保護提供了新的無線通信方式。5G技術與差動保護結合,可在較低的成本投入下,將故障隔離時間從數分鐘縮短至幾十毫秒,最大程度地減少故障停電范圍和時間。將5G通信技術應用于配電網分布式保護與自動化領域,將有效解決終端間互通互聯問題,契合建設泛在電力物聯網的需求,對于加快故障處理,實現秒級故障自愈具有重要意義。

本次試驗得到國網山東電科院、國網濟南供電公司和山東聯通公司的大力支持。

單基站5G通信差動保護測試現場






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