試論5G時代物聯(lián)網技術在電力系統(tǒng)中的應用

何釗睿

摘要：電力行業(yè)的發(fā)展直接關系到我國人們的生活質量和生活水平，其重要性不言而喻。作為新興的網絡互連技術，物聯(lián)網技術為各種物品與網絡之間架起了互連的橋梁，在電力系統(tǒng)中，電力用戶之間以及電力用戶與電網公司之間的關系是為主要的兩種關系，而通過物聯(lián)網與電力系統(tǒng)的融合能夠把它們聯(lián)系在一起，實現(xiàn)了網絡數(shù)據的互聯(lián)，提升了電力系統(tǒng)運行的時效性。為了進一步實現(xiàn)智能電網的目標，電力系統(tǒng)在5G時代下就必須利用好物聯(lián)網技術，促進電力系統(tǒng)從傳統(tǒng)電網向智能電網多元化的發(fā)展，從而更好的滿足社會發(fā)展的需要。

關鍵詞：5G時代物聯(lián)網技術;電力系統(tǒng);應用

引言

我國電力行業(yè)發(fā)展至今已經取得了非常不錯的成就，迄今為止不具備可替代性，隨著我國國民經濟的發(fā)展以及人民生活水平的提高，社會各界對于我國電力系統(tǒng)的發(fā)展，尤其是新時期5G物聯(lián)網信息技術的應用和發(fā)展等方面越來越關注。

15G時代與物聯(lián)網系統(tǒng)的發(fā)展

物聯(lián)網又可以被稱作傳感網，通過將各種傳感芯片嵌入物體，并借助無線網絡技術來實現(xiàn)傳統(tǒng)物體的智能化和網絡化，使得萬物互聯(lián)的目標得以實現(xiàn)。物聯(lián)網技術的普及和推廣需要兩個重要的條件：首先，要擁有網絡覆蓋支持的標準和網絡體系，自從我國2013年底正式啟動4G網絡建設起，在eMTC等物聯(lián)網技術的基礎上基本實現(xiàn)了網絡的全面覆蓋，滿足了市場對物聯(lián)網可靠性和低速低功耗的需求;其次，物聯(lián)網要具有較高的安全性。移動通信系統(tǒng)由于QOS的安全保障機制，以及通訊行業(yè)安全機制的安全性要求，從而為物聯(lián)網技術提供了安全性保障，也為物聯(lián)網技術快速的規(guī)?；l(fā)展打下了堅實的基礎。隨著科學技術的高速發(fā)展，移動通信技術也逐漸從4G技術逐漸走向5G技術，預計到2020年5G通信系統(tǒng)將正式投入商業(yè)運營。與當前的4G技術相比，5G技術擁有更低的延時性 高容量性，能夠連接千億級別的物聯(lián)網應用，這為物聯(lián)網技術快速發(fā)展提供了網絡基礎，這主要體現(xiàn)在以下三個方面：首先，由于5G通信網絡的傳輸速率將超過當前4G網絡的百倍以上，大大較少了各種移動終端進行網絡數(shù)據交互所學的時間，使得各種移動終端由現(xiàn)在的控制信號逐漸轉變?yōu)槎嘣男畔⒔换ィ沟梦锫?lián)網技術不再桎梏與傳統(tǒng)網絡的限制。其次，5G通信網絡不但能夠支持各種終端設備的直接互聯(lián)以及高頻段的數(shù)據互動，還具備了多天線傳輸?shù)认冗M的通信網絡技術，這不但轉變了數(shù)據網絡的傳統(tǒng)蜂窩結構，還能夠實現(xiàn)終端通信方式的多元化。在5G時代下，物聯(lián)網將擁有更廣闊的覆蓋面積以及更多的頻段，還能夠實現(xiàn)終端通訊模塊的小型化 微型化。后，隨著5G通訊技術的即將到來，為人工智能 智能導航 無人堅實等新興技術的研發(fā)和應用提供了網絡支持。在當前4G網絡上所無法實現(xiàn)的功能，也能夠在5G網絡中逐步得以實現(xiàn)，從而實現(xiàn)物聯(lián)網功能和應用的發(fā)展和創(chuàng)新。

25G時代物聯(lián)網技術在電力系統(tǒng)中的采用

2.1發(fā)電環(huán)節(jié)

堅強智能電網的一大特點就是清潔能源的大力利用。比如風能，根據國家能源局發(fā)布的數(shù)據，2017上半年全國風電新增并網容量601萬kW，截至6月底，累計并網容量達到1.54億kW。盡管如此，我國風力發(fā)電仍然面臨著棄風限電的難題，僅2012年就浪費電力2000億kW·h，經濟損失超百億。如今仍然有一半的風電廠沒有盈利。借助物聯(lián)網技術，可在風機設備上加裝先進的傳感系統(tǒng)，借助傳感測量技術 數(shù)據挖掘技術分析風機出力受天氣變化的影響情況，實現(xiàn)根據天氣情況實時調整風機出力，以此避免棄風限電問題;借助無線通信技術，調度中心可實時掌握風力機的出力情況，從而更好地進行調度，進而確保分布式電源出力在可控范圍之內。如此，可大大提高清潔能源的利用率。

2.2物聯(lián)網的智能化技術有助于完成變電站的電壓和電流的變換

物聯(lián)網的智能化技術有利于變電站實現(xiàn)智能化模式。變電站可以自動完成對信息 數(shù)據的采集和對電壓的變換測量和把控，減少人員支出。長期使用變電站，要求定時對其進行檢測和維修。利用物聯(lián)網的智能化技術和5G快速運行模式，可以根據當天的操作，實時更新變電站的檢測結果，在檢測的同時，將檢測數(shù)據和結果傳送至相關維修人員，以便其及時分析檢測數(shù)據，并決定是否進行維修。物聯(lián)網和5G的結合，提高了檢測效率，明確了檢測結果，有效保證了變電站的安全使用。此外，在檢測地下電纜時，先運用物聯(lián)網技術關聯(lián)地下電纜，然后檢測所有關聯(lián)電纜，將檢測結果第一時間輸送到檢測部門，由檢測部門對相關結果進行分析。其中，絕緣狀態(tài)和輸送狀態(tài)的數(shù)據檢測分析尤為重要，直接影響電纜的使用。隨著5G技術的成熟，相關專家建議，可以結合物聯(lián)網和5G技術對變電站和地下電纜進行問題檢測和預防，保障變電站的安全運行，進而保障整個變電系統(tǒng)的完整性和安全性。

2.3物聯(lián)網技術在電力系統(tǒng)用電環(huán)節(jié)中應用

5G時代的來臨推動了物聯(lián)網信息技術在電力系統(tǒng)用電環(huán)節(jié)的廣泛應用。在5G時代作用下，新型的靈活負荷產生，并且在電力系統(tǒng)的用電環(huán)節(jié)中起到了較為突出的應用效果。根據相關領域的調查和研究結果顯示，目前國內電力系統(tǒng)的用電環(huán)節(jié)中，靈活負荷的應用極大地方便了ADN進行主動控制和主動管理活動，并且在物聯(lián)網技術的配合下，智能電表與高級計量設備等，都可以對用電設備的用電量和用電水平等進行判斷與分析，以此確保系統(tǒng)內部的用電設備在實際的操作環(huán)節(jié)中，可以保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。此外，在近幾年我國電動汽車的發(fā)展水平逐漸攀升。在5G時代背景下的物聯(lián)網信息技術，可以對電動汽車的發(fā)展水平及其行駛特征和負荷特性等方面，都進行系統(tǒng)分析，結合市場電價以及ADN運行的科學管理，能夠對電動汽車的充電和放電進行控制，以此形成特殊的專業(yè)化管理模式，推動行業(yè)整體向前發(fā)展。

2.4物聯(lián)網技術在電力系統(tǒng)輸配電環(huán)節(jié)中應用

在電力系統(tǒng)的輸配電環(huán)節(jié)，智能傳感器能夠把輸配電線路出現(xiàn)的故障及意外情況即時傳輸?shù)奖O(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測人員通過傳輸?shù)臄?shù)據來對輸電線路進行故障分析和排除，從而做到故障的及時發(fā)現(xiàn)和及時解決，從而實現(xiàn)了輸配電系統(tǒng)的優(yōu)化配置。另外，監(jiān)測部門還能夠使用無人機載傳感器來巡檢區(qū)域內的輸電線路，并通過機載攝像機對線路的故障問題進行攝錄，從而為監(jiān)測人員提供線路故障的高清數(shù)據。由于5G技術的高帶寬 低延時等特點，大大提高了故障影像的傳輸速率，能夠讓監(jiān)測部門及時掌握故障問題，從而確保輸電線路的穩(wěn)定運行。另外，通過物聯(lián)網技術和5G技術的應用，能夠對電力用戶的用電功率進行監(jiān)測和分析，從而對電力輸送進行及時調整，從而實現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置，提高電能的利用率，評估配電的風險，提高配電系統(tǒng)的傳送效率。

結語

總而言之。5G物聯(lián)網技術能夠有效保障電力系統(tǒng)的“發(fā)輸配用”環(huán)節(jié)的正常運轉，不但在電網的安全 穩(wěn)定運行中起到積極作用，還改進和完善了電力通信系統(tǒng)，促進了電力系統(tǒng)的技術升級和管理優(yōu)化，提升了電力系統(tǒng)的運行效率，為電力用戶的安全用電提供有力保障。

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