在广东省广州市南沙区大岗先进制造业基地施工现场，一辆挖掘机不小心闯进广州南沙供电局大岗供电所设定的电力设施保护区，触发了报警模式，高清摄像头通过5G实时回传现场画面。一台无人飞机收到命令后，立即从机巢起飞，通过后台远程操控，对挖掘机进行喊话制止。这是南网广东广州供电局基于5G技术的“天眼系统”，在防治电力设施外力破坏方面的应用场景探索，也是该局5G智能电网建设成果的一个缩影。
据了解，南网在南沙区明珠湾区域建立的国内最大5G智能电网应用示范区，应用场景达51个，目前已完成上线业务14个，业务场景数量及验证进度领跑行业。
打造具有电力特色的5G技术
为智能电网注入新动能
南沙是粤港澳大湾区地理中心，广州供电局系统运行部（电力调度控制中心）通信科高级经理孙磊说：“在南沙区明珠湾试点5G+智能电网，有利于发挥辐射作用，为电网服务粤港澳大湾区建设提供良好的示范效应。”该示范区以南沙区明珠湾为中心，辐射周边重要变电站及输电线路，形成空间上点、线、面多维一体，业务上源、网、荷、储全场景覆盖，并以此为基础承接国家发改委2020年新基建工程等多个重点任务，是南网关于5G虚拟专网建设顶层设计的具体落地和实践。
目前广州供电局已在该示范区开展了两栖作业机器人、变电巡检机器人、配电自动化（三遥）、智能配电房、计量自动化业务等14个场景下业务终端与5G通信模块的联调测试。值得一提的是，5G技术满足了智能电网尤其是配电网现阶段进一步发展需求，为配电网“最后一公里”难题提供更好的解决方案。
“我们测试中发现，现有商用5G条件下，PMU（配电网广域同步向量测量）达到对时300纳秒级别；网络延时平均14毫秒，远低于4G技术下的100毫秒，非常了不起。”南网科研院配电技术研究所配网自动化与物联网研究室研究员徐全介绍，PMU是安装在配网的高精度微型同步相量测量装置，具备高频率采集、高精度测量的优点，对网络通信延时的要求非常高。
如果5G可以满足配网PMU业务对通道带宽、时延、时间同步等严苛的要求，理论上就可以满足绝大多数电力业务需求。
更多5G+智能电网应用落地实践
电网发展前景展现更多可能性
一直以来，像广州这种特大型城市电网，线路长、分布范围广，电网巡检与维护工作主要依靠人力，不仅效率慢、质量低、覆盖面不足，同时因为环境、天气等因素，还可能给人员安全带来威胁。基于此，在传统方式巡检下的电网经常暴露出各种隐患和问题，造成供电困难。
“以前我们日常巡视需要两个人花费半天时间，涉及数据高达2700多个。巡检机器人代替后，巡检效率和精准度都大幅提升。”在狮洋变电站，集可见光、红外光、传感器等基础技术于一身的机器人，代替变电运行人员完成现场巡视检查信息采集，并通过图像识别、深度学习等智能技术算法处理，自动给出判断结果。狮洋变电站人员介绍，5G电力巡检机器人将巡检拍摄的视频实时回传与实时分析，突破人工巡检频次和时间的瓶颈，实现真正无人化、自动化，节省了大量巡检人力和运营成本。
此外，广州供电局还引入输电线路两栖带电作业机器人，飞行上线，并在导线上行走巡视，通过5G网络将现场4K实时视频数据传送到远程智能控制主站，结合视频AI分析，实现对输电架空线路智能检测，减轻人工巡检的作业强度，提高输电线路巡检作业质量和管理水平。
电力专用切片研究
5G应用成为电力行业新突破口
据了解，电力5G专用切片研究、5G电力切片通信支撑平台研发是51类电力业务接入5G的先决条件，是目前广州供电局在通信技术领域的研究重点。
“目前，我们在探索和应用5G电力专用切片架构等方面开展了大量研究工作，提出了多种先进通信技术的融合隔离方案。”广州供电局通信中心安全生产部经理王浩介绍，“当前，为实现广州电力通信网与电信运营商5G网络相对通，我们试点部署5G专用UPF设备，这是实现运行商5G网络与电网各类型业务主站间数据转发功能的关键设备，目前电力专用5G UPF设备的安装调测正在紧锣密鼓的进行中，即将在近期实现与运营商网络的无缝对接。”
据了解，南网总体上采用跟运营商合作的方式部署、租用5G电力虚拟专网，基于5G切片技术实现业务通道端到端的硬隔离，能更好地满足电网业务安全、可靠、灵活、高效的需求。广州供电局预计在2020年底将开展电力公网管理平台与运营商5G切片管理平台的对接，逐步实现对公网运营商5G网络切片资源的可观、可测、可控。
5G+智能配电网微型同步相量测量（PMU）业务、5G+配电自动化、5G+变电站巡检机器人、5G+一键顺控、5G+输电两栖作业机器人……5G正在与电网产生奇妙的化学反应。
截至2020年10月底，广州供电局已完成14类电力业务的5G连通性测试及业务调试上线，涵盖输电、变电、配电、用电、综合等环节。预计至2021年底，广州南沙5G+智能电网应用示范区将实现电网51类业务集中应用示范，打造电力行业与5G技术结合的精品案例。
