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摘要:5G技术获得了越来越多的认可，被期望能广泛应用于各个领域、各个行业，其中， 电力系统也成为了5G技术的应用场景，随着时间的推移，5G技术也发挥了越来越重要的作用。本文将首先对5G技术进行详细介绍，同时总结配电网的相关方面的发展现状，最后提出将5G技术应用于配电网的新理念，并探讨其可行性。
关键词:5G通信技术；配电网；电流差动保护；分布式电源
改革开放以来，我国经济发展迅速，科学技术的发展水平也有了重大的推进，其中，通信网络正一步步朝着智能化、信息化、现代化的方面迈进。近年来，5G技术走进大众的视野，使得通信网络领域风起云涌，相比于4G，其最高速率是4G的100倍，其系统容量是现有移动网络的1000倍。
1．5G通信技术
第五代移动通信技术称为5G，是最新一代的移动通信技术，是继2G、3G、4G以后的延伸发展，5G技术所拥有的功能更加具备优势，5G传输数据速率更快，能承受的系统容量更大，流量密度和数据连接度显著提高。推动5G技术的发展主要有两个因素，一是长期以来的4G网络通信技术已全面商用，这便要求将下一代通信技术的开发提上日程；二是如今已俨然成为大数据时代，大众对数据需求呈现出爆炸式增长，为了使移动通信系统满足未来的需求，必须尽快研发新一代的5G系统。同时，伴随着各种智能终端的普及，5G无线通信技术正朝着综合化，多元化、智能化以及宽带化的方向发展。目前，5G技术已应用的领域包括车联网与自动驾驶、外科手术和智能电网，本文将对5G技术在配电网电流差动保护中的应用方面展开说明。
2.配电网
随着经济的发展，资源被越来越多的开发，为了平衡经济发展与资源保护之间的关系，应着重推进能源方式的改变，而电力作为被社会公认的优质资源，便顺其自然成了转换能源发展方式的核心。为了满足电力的需求，继续研发一种新的发电方式，分布式发电便因此诞生了。分布式发电通常与配电网相连接，接入分布式发电后的配电网会在一些方面发生变化，比如自身的结构、潮流、以及运行方式等。值得一提的是，在继电保护方面也会产生相应的变化，使得原有的保护无法继续满足复杂的配电网的保护需求。
2.1配电网中的故障定位
对配电网中的故障有明确的定位是及时排除故障区段给供电带来的影响，同时也是及时恢复非故障区段的电力供应，这是对供电可靠性的有力保障。由于分布式电源被接入了配电网中，使配电网的故障保护电流在结构和潮流上发生了改变，传统的故障的定位方法已不能适应新情况的改变，因此需要新的故障定位方法。首先，对配电网的故障定位原理做一个明确的分析和掌握。针对有源配电网的相间故障，可采用延时修正的电流差动故障定位方法，而针对配电网中的单相接地故障，采用同步电流故障相位差动方法，与传统的故障定位方法相比较，此两种方法原理上更加简单，除去了繁琐复杂的算法，方便快捷。
2.2配电网中的保护技术
2.2.1传统保护技术
配电网中的继电保护在电力系统中扮演的角色尤为重要，传统的配电网继电保护为三段式电流保护方法，该方法主要包括三个层面：瞬时电流速断保护、定时限电流速断保护、定时限过电流保护，该三种保护技术主要区别在于选择了不同的启动电流，同时三段式电流保护技术配有自动重合电闸。其中，三段式保护电流中的瞬时电流速断保护和定时限电流速断保护作为主保护方式，而定时限过电流保护为后备保护方式。瞬时电流速断保护主要用于电路发生故障时，在时间上没有延时，因此其保护的线路长短和范围容易受到限制；定时限电流速断保护能够整段线路且能延伸到下一支路，依靠电流的大小和动作时间的长短来执行；定时限过电流保护作为后备保护在正常情况下不予以启动，其动作反应电流大，具有保护全长线路的作用。
2.2.2电流差动保护技术
电流差动保护技术是建立在基尔霍夫电流定律的基础上的，反映了被保护区域两端的电流之和，其对电流的选择性并不对延时、方向、定位产生依靠。由于电流差动保护技术比较的是保护区两端的电流，所以电流差动保护对传输数据的速度以及数据的同步性有着很高的要求。对的数据同步是电流差动保护技术的关键环节，目前存在三种相对比较成熟的数据同步法：基于数据通道的同步、基于GPS的同步、基于相位参照的同步。其中，基于数据通道的同步能够达到每个单元单独采样的效果，有利于保证采样频率；基于GPS的同步法利用了卫星导航定位系统，能够保证获得精确的时间；基于相位参照的同步法适应性强，能够不受通道的约束。面对结构复杂、庞大的配电网，电路差动保护技术是最好的选择，其具有绝对的选择性，目前，电流差动技术已被应用于电力系统中发电机、变压器、输送电路等设备的保护。
2.3配电网的网络通信现状
众所周知，终端与终端之间的连接依靠移动通信系统，而通信系统也是实现电流差动保护的核心环节，伴随着科技的进步，配电网正一步步朝着智能化、自动化的方向发展，自动配电网是一种综合了计算机技术、数据传输技术、控制技术的管理系统。目前，光导纤维的价格比之前显著降低，所以配电网通信的普遍应用形式便是光纤以太网。经过多年的实践证明，工业以太网和无源光纤以太网成为了实现终端之间通信的两种最为普遍的方式。但是面临无法架构光纤的配电网区域，无线通信网路便成了最佳选择之一，无线通信网络可以很好的解决配电网结构复杂的问题，同时，无线通信网络数据传输速率更快，信号覆盖范围更广，降低了停电引起的范围和时长。无线通信网络无疑成为了供电质量和可靠性提高的重要保障。
3. 5G通信技术在配电网中的应用
随着科学技术的进步，未来电网只会越来越趋向智能化的方向。智能电网是建立在高速通信网络的基础上，再配以先进的传感技术和新锐的测量技术实现的智能化的电网，与此同时还可带动配电网朝着高稳定性、高可靠性以及低延时性的方向发展。而为了满足人们对电力需求的高质量和高可靠性的要求，以及配电网接入分布式发电以后，其故障电流的大小将会发生改变，且分布式发电接入的位置不同，发生故障的隔离点也会发生相应的变化，此时，原有的三段式电流保护方法已无法满足保护需求。为此，采取电流差动保护方式应用于配电网的保护即可提高供电的可靠性。为了使电力持续供应，将故障隔离时间缩短至毫秒级，这便对配电站的集中处理能力和延时能力提出了更高的要求。而5G无线通信技术可以实现网络的相互隔离和编排，利用各终端之间的通信，能够自动判断故障定位，分析故障隔离点以及恢复非故障区的供电等，同时第五代通信技术（5G）具有超低延时、高可靠、高稳定特性，可作为供电质量的一个重要保障。
结语：
为了使经济发展朝着可持续、绿色、健康的方向发展，必须转变能源的利用方式，电力作为最优质的的能源一直以来都是人们关注的焦点。因此，为了保证供电质量和供电可靠性，本文将5G技术在配电网电流差动保护技术中的应用作为一个新的发展方向，且从总体来看，电力系统的发展前景与5G通信技术的发展趋势相吻合，利用5G通信技术可以解除通道对信号传输的束缚，及时对通信故障进行定位，在电流差动保护中将延时缩短至毫秒级，实现数据交互的高速率和高实时，及时恢复非故障区的供电，保证了配电站的工作正常进行，与此同时，5G无线通信技术可以推动工业革命的发展，为人们对未来美好生活的向往贡献力量。
参考文献：
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