5G技術在電力系統(tǒng)中的研究與應用

秦銘澤

國網(wǎng)七臺河供電公司 黑龍江佳木斯 154600

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對電力基礎數(shù)據(jù)的采集，承載，分析和應用以及通信技術和方式提出了全新的，更高的要求，對此，探究在智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設的環(huán)境背景下，將5G技術與電力系統(tǒng)融合發(fā)展,以推動我國電力系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。介紹了多種電力系統(tǒng)下的典型業(yè)務場景。并對5G技術在這些場景中的應用進行分析。通過與傳統(tǒng)4G技術進行比較，并選擇一種典型的精準負荷控制業(yè)務進行外場測試,結果驗證了5G技術低時延特性,以及證明5G技術可為支撐未來電力泛在物聯(lián)網(wǎng)應用提供技術支撐。

1 5G時代

5G已成為全球移動通信研究的熱門，5G時代正悄然來臨，其通信具有以下特點：①超高傳輸速率和超大容量帶寬。物聯(lián)網(wǎng)具有大量移動終端和智能設備，移動數(shù)據(jù)流量以百千倍的速度飆升，5G能夠滿足巨大的流量需求。②海量連接數(shù)。4G與50億物品相連，而5G的連接數(shù)可以達到1000億。③低延時低功耗的點對點傳輸。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務將沿著個性化發(fā)展，不僅要求信息實時交互，更要求網(wǎng)絡具有專門性、適應性。④智能的網(wǎng)絡管理，高效的頻譜利用。提升頻譜利用效率不僅可以降低能源損耗，而且可以降低終端成本，大大提升了物聯(lián)網(wǎng)的效率[1]。

2 堅強智能電網(wǎng)對電力系統(tǒng)的優(yōu)化

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，全球不斷加大物聯(lián)網(wǎng)電力系統(tǒng)技術開發(fā)方面的人員和資金投入，推進信息通信和電力能源輸電快速發(fā)展，電力系統(tǒng)提升至更智能的層面。面對電力系統(tǒng)電能資源供應緊張的現(xiàn)狀，堅強智能電網(wǎng)提供了戰(zhàn)略性的解決方向。它可以有效解決資源供應緊缺的問題，保證電力系統(tǒng)正常運轉。堅強智能電網(wǎng)包含對整個電力系統(tǒng)發(fā)電技術、送變電線路、供電配電和使用電等的完整操作，在現(xiàn)有的信息通信技術和電力發(fā)展技術輔助下，更具備智能化、自動化的高端技術特點。其中，以特高壓輸電的傳感技術為中心的堅強智能網(wǎng)架，是堅強智能電網(wǎng)的核心。堅強智能電網(wǎng)最根本的技術是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展技術。先進的物聯(lián)網(wǎng)技術可以對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)和各級電網(wǎng)發(fā)展協(xié)調(diào)等方面進行監(jiān)測，保證整個電網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠，實現(xiàn)更加經(jīng)濟、高效和平穩(wěn)化的發(fā)展[2]。

3 5G技術在電力系統(tǒng)中的研究與應用

3.1 在電力系統(tǒng)輸配電環(huán)節(jié)中應用

電力系統(tǒng)輸配電智能傳感器可以實時向監(jiān)測系統(tǒng)傳輸輸電線路和輸電線路干擾和事故有關的信息，進而讓相關人員可以及時發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)技術的問題所在，并及時對其進行合理的解決。而就目前我國的電力系統(tǒng)輸配電系統(tǒng)來說，不管是相關的技術還是設備，都不夠完善，除此之外，對配點系統(tǒng)的檢測系統(tǒng)相對也比較落后，因此，作為互聯(lián)網(wǎng)技術行業(yè)，就需要不斷對其進行創(chuàng)新。將5G技術運用在電力系統(tǒng)輸配電環(huán)節(jié)就是對電力系統(tǒng)的一種創(chuàng)新，因為這在一定程度上提高了電力系統(tǒng)對能源的敏感性，不僅如此，如果將5G技術運用在電力系統(tǒng)輸配電環(huán)節(jié)，還能有效地保證監(jiān)控系統(tǒng)的有效性。當然，如果電力系統(tǒng)輸配電環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題，那么5G技術就可以根據(jù)數(shù)據(jù)來源判斷出現(xiàn)問題的地方，并將這種信息傳達給總的電力系統(tǒng)控制中心，進而高效地解決出現(xiàn)的問題。

3.2 在電力系統(tǒng)輸配電環(huán)節(jié)中應用

輸配電環(huán)節(jié)是電力系統(tǒng)供配電領域中的關鍵組成部分。在電力系統(tǒng)的輸電環(huán)節(jié)中，物聯(lián)網(wǎng)技術的應用主要體現(xiàn)在傳感器的部署和應用方面。在電力系統(tǒng)的供配電環(huán)節(jié)中，相關領域的工作人員可以通過在輸電線路當中安裝智能化傳感器的方式，對線路的輸配電狀況進行實時動態(tài)監(jiān)測。將線路損耗、絕緣損耗、異常故常等運行狀態(tài)消息及時地反饋到系統(tǒng)的監(jiān)管中心當中。工作人員根據(jù)調(diào)度人員的優(yōu)化設計，對輸電系統(tǒng)的方案進行適當調(diào)整[3]。除此之外，近幾年無人機巡查和檢驗技術等也在電力系統(tǒng)當中逐漸興起。此種巡查方式是將無人機設備與物聯(lián)網(wǎng)技術相互結合，通過無線通訊的方式，幫助工作人員盡可能全面地掌握輸配電環(huán)節(jié)的情況。5G時代背景下，通訊速度和通訊質(zhì)量等都得到了全面提升。無人機在5G科學技術的支持下，可以提升拍攝和傳輸圖片的數(shù)量和質(zhì)量，增強了巡檢環(huán)節(jié)的可靠性和有效性。在物聯(lián)網(wǎng)技術的支持下，無人機巡檢工作可以擺脫地理和環(huán)境等因素的影響，提供一種更為可靠的新型巡檢模式，提高我國電力系統(tǒng)的輸電水平。對于配電環(huán)節(jié)來說，大量新型的分布式電源的計入，推動了智能化電動汽車和智能家用電氣等新型生活器具的產(chǎn)生。分布式電源以其良好的接納能力，將物聯(lián)網(wǎng)技術納入到系統(tǒng)內(nèi)部，通過跟蹤負荷曲線的變化情況，及時了解和掌握系統(tǒng)的工作狀態(tài)[4]。

4 結語

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對電力數(shù)據(jù)的承載，采集，應用和分析提出了更高的要求。電力業(yè)務應考慮業(yè)務的流量模型。站房監(jiān)控數(shù)量的增多，移動業(yè)務場景對大帶寬。大流量的需求，以及控制業(yè)務對時延和可靠性的要求很高等。本文系統(tǒng)地探究了5G技術與電力系統(tǒng)業(yè)務的融合發(fā)展手段,對多種典型的電力業(yè)務場景在5G技術下的應用進行了分析,并選擇一種典型的業(yè)務場景，即精準負荷控制業(yè)務進行了測試。測試結果驗證了5G技術的低時延特性,由此證明5G技術可為電力泛在物聯(lián)網(wǎng)的應用提供技術支撐。