随着智能电网建设的推进，我国电网在发电和输电等主线环节实现了高度的集成化、信息化和智能化，部分已取得国际领先水平。但在用户端低压台区侧，其配电和用电环节的信息化和智能化还相对薄弱，电网管理效率和电能利用效率仍有进一步的提升空间。
台区作为电网供电体系中的末端部分，其在优化电力资源配置和提升电能利用效率等方面起关键作用。实现台区管理的信息化和智能化，对于我国的能源高效利用，助力“碳达峰，碳中和”目标的实现有重要意义。
低压台区是指一台变压器的供电范围或区域，包括从变压器一直到用户侧，是直接面向电力客户的一个环节。低压台区中包含了台变部分，低压分支部分以及用户分支部分。
每一部分都包含了大量的电气设备，如框架断路器，智能电容，塑壳断路器，静止无功发生器（StaticVarGenerator,SVG）设备，费控开关、隔离开关以及智能换相开关等。
这些设备大部分是为保障供电有序和安全可靠而设置的。但由于设备在台区中分布区域较广，型号不统一，且数量较大，这给低压台区的数据采集和组网传输带来了极大的挑战。
一方面，台区范围较广，且设备分布较为稀疏。如果采用可靠性高，传输量大的有线通信，对原有台区进行改造相对较为复杂且工程量极大。
另一方面，如果使用组网较为简单的无线通信，台区中数据类型多样，有带宽要求较高的高清视频监控数据，有时延较为敏感的控制类命令下发，还有各设备之间的运行参数和环境监控数据等很难同时满足不同数据的传输要求，这使得低压台区信息化和智能化建设相对缓慢。
此外，台区由于缺乏合理规划或用户拓扑随时间发生变化未能及时更新线路分配，造成低压台区线路过载和三相不平衡问题经常出现。当三相不平衡问题严重时，可造成变压器的损坏，带来更大的安全问题和设备损毁，严重威胁电网运行安全。
因此对于低压台区的三相不平衡的治理也是台区管理中的一个重要问题。随着泛在电力物联网的发展，可实现设备的远程数据采集和控制，并利用云端强大的计算能力对数据进行分析，及时给出管理策略或预警信息，大大提高了电网管理的效率，保障了电网的安全可靠运行。
5G作为新一代无线通信技术，也是电力物联网下一代主要互联通信技术。其本身具有低时延，大带宽，高可靠，大连接等通信服务特点。能够助力于台区运行、管理、安全方面的广泛连接和深度感知，进一步提升台区管理的信息化、智能化水平，促进台区管理的转型升级。
一、智能低压台区研究现状
在智能电网建设方面，国外研究较早，体系也较为成熟。对于电力信息的自动化采集，国外十分重视，经历了人工抄表到高效便捷的自动化抄表再到现阶段的智能化、多功能监测系统，大幅提高了电网管理的自动化水平和效率。
80年代，得益于集成电路的发展，美国的克罗多拉州丹佛市就已初步实现了规模化的自动抄表系统。英国在年就已经实现超过10万用户规模量的用电信息的自动化采集。
为提升电网运行的管理效率，西方发达国家早在70年代，针对大型电网管理平台的研究已较为成熟，基本实现了电网设备的互联互通，具备实时获取设备运行信息和远程管理的功能。
80年代中后期之后，国外将台区管理平台的发展重点放到了电网治理方面，主要包括台区的低电压、线路损耗、三相负荷不平衡以及谐波治理等问题。
20世纪80~90年代，我国的电力系统开始在发电厂和变电站进行电力信息化建设，主要是设备状态的自动监测和远程控制。随后，开始转向电力系统内的具体业务，如电网调度自动化、用电信息采集、计算机信息管理等的应用。
进入90年代后，电力信息化建设方向再次调整，各级电力企业开始构建综合的管理信息系统，电力信息管理平台朝着集成化，模块化的方向发展。
以电表信息自动采集为代表的台区信息化建设自年全面推广以来，极大丰富了智能电网建设的数据源，并进一步推动智能电网发展。
但当前台区智能化发展仍面临较多问题，例如当前电力用户信息采集系统主要依赖于窄带低速电力线载波以及部分低功耗无线方式，通信能力较差，且容易受到干扰。
基本上只能满足日上报用户的有功电能数据以及部分重点用户的整点用电信息，无法满足台区精细化管理的要求。还有台区三相负荷不平衡难以治理等问题。
随着第一轮智能电网建设接近尾声，电力公司对用电台区信息采集系统除基本数据采集功能外，又提出了更多的功能需求：统一利用供电公司采集资源，充分挖掘智能电表价值，加快智能终端建设，深化电力载波技术应用，集成各专业系统数据，紧扣配电网规划需求。
实现“采集全成功、数据全自动、档案全同步、关系全贯通、指标全达标、异常全监控”等“六全”目标，算准“设备负载率、供电可靠率、电压合格率、同期线损率”等配电网“四率”指标,打造配电网规划大数据应用示范基地，全面提升配电网管理效率和发展质量。
为满足智能电网建设的新要求，智能低压台区是在原台区的基础之上，将先进的测量技术、新型传感器、先进信息传输技术、大数据、人工智能以及云计算等当下主流信息化技术综合应用到智能台区建设中。
同时，对原网络系统架构进行改造，提升网络信息化水平，全方位打通电力设备与管理中心的互联通路，对数据进行深度挖掘，提供智能化管理策略，全面提升电网管理水平与效率。
二、智能台区的5G通信需求
5G作为运营商面向公众提供服务的新一代无线通信技术，将其应用到电力系统有许多研究工作需要开展。首先，当前电力业务并未充分利用5G的技术优势，电力业务系统需要针对5G的技术特性进行升级改造，监控更多的生产环节，消纳更多的监控数据。
其次，电力业务对时延、抖动、可靠性、业务隔离性、可管理性以及覆盖区域等方面的需求与运营商其它业务都有明显不同，5G提供了更好的网络可定制性，需要做好从网络架构、边缘计算服务、切片管理等方面开展5G承载电力业务技术研究，满足电力业务承载需求。
第三，需要解决5G承载电力各种业务的安全防护和网络资源管理问题，实现电力业务安全承载，网络资源端到端可视、可管、可控。因此，为将5G通信技术与台区电力业务更好的融合，本章首先需要明确当前智能台区管理场景中的无线业务需求，其次，与其他无线通信技术相比，分析5G通信在电力业务中的特色和优势。
最后，设计基于5G电力业务承载的系统总体架构，为具体的5G通信应用实施奠定基础。
三、智能台区管理场景业务
智能台区无线通信的应用场景总体上可分为电网控制类、信息采集类和移动应用类三大业务。不同的业务对通信的要求也各不相同，控制类业务对通信的时延和可靠性要求较高。
信息采集类业务则侧重于设备的海量接入和传输带宽等方面；移动应用类业务的要求相对最高，不仅要满足移动性的支持，同时对于巡检机器人等高清视频数据务还要保证大带宽和广覆盖。
1.控制类业务
台区控制类电力业务包括配电自动化、精准负荷控制以及配电网的差动保护等，该类业务主要保障电力系统运行的安全性与稳定性，主要用于设备远程控制、故障点隔离、电力机器人控制等，对于通信的时延特性和可靠性具有较高要求，一般要求为毫秒级到秒级。
配电自动化配电自动化的主要目的是保障台区配网安全。
其主要是通过在配网线路中部署自动化检测装置和智能设备，实时感知配网状态。并通过划分区段检测的方式，快速实现故障判断及准确定位，提升配网故障解决效率，保障电网的安全运行。
早期的配网保护较为简单，当配网保护单元监测到线路故障（如线路过载）时，则会直接进行跳闸操作，并不能做到故障精准隔离，造成停电范围影响较大。
当前，为实现精准的故障隔离，则需获取相邻设备的运行状态信息，因此产生了对通信的需求。当前配网保护主要包括集中式和分布式两种控制类型。
2.集中控制型
集中控制型配电自动化主要由中心控制单元和本地控制单元构成。中心控制单元的主要职责是对配网状态综合监测，并及时发出配网保护指令。本地控制单元则负责本区段电力信息的采集上传，并接收执行中心控制单元下发的指令。
3.分布控制型
分布式控制型配电自动化中，取消了中心控制单元，并将其功能集成在每一个本地单元中。当本地单元监测到本区段线路异常时，会自动执行跳闸操作，并将处理信息上传至运维中心，可进一步减少故障处理时间，更好的保障电网运行安全。
4.负荷控制
负荷控制又称为负荷管理，主要用来在电网出现系统故障或者超稳定极限时，对部分负荷进行限电操作。负荷控制属于生产大区业务，业务安全性要求较高。
精准负荷控制的通信要求主要针对信息传输的时延和可靠性方面。通常毫秒级负荷控制系统要求从故障发现到系统决策再到分路开关跳闸，全过程处理时间小于ms。
具体地，从故障开始上传到用户负控装置执行跳闸操作要求不超过ms，无线传输时间要求不超过50ms。在通信可靠性方面，为保障数据传输的完整性和准确性，要求信道的平均比特差错率应小于10-4。
结语
同时，无人机还可利用基站的边缘计算功能，直接进行本机业务的卸载，将视频、图像、控制信息利用边缘资源计算处理后，直接回传至控制台，进一步降低传输时延，提升无人机的巡检效率。
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