5G 在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用前景分析

姚生金

（國投甘肅新能源有限公司，甘肅 蘭州 730070）

0 引 言

在智能電網(wǎng)建設(shè)的過程中，電力廠家需要整合資源，尤其是軟件資源和硬件資源，利用移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展成果，促進(jìn)電廠的現(xiàn)代化管理，優(yōu)化資源配合。在這個(gè)過程中，需要應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施全時(shí)段模擬，提高信息傳輸?shù)母咝?，避免出現(xiàn)信號(hào)傳輸失誤，方便各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的高效配合分析，做出遠(yuǎn)程故障診斷。

1 5G 在電力監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用價(jià)值

5G 網(wǎng)絡(luò)即第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（5th generation mobile networks 或5th generation wireless systems，簡 稱5G），是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。其性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。其主要優(yōu)勢在于，數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)高于以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，最高可達(dá)10 Gb/s，比4G 快100 倍。

這種移動(dòng)通信技術(shù)作為發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)與管理之間的連接橋梁，具有多種重要的作用。（1）應(yīng)用這種通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化虛擬化的管理，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)安全當(dāng)中存在的多項(xiàng)問題；可以對(duì)硬件服務(wù)器的應(yīng)用效率進(jìn)行全時(shí)段的分析，基于各項(xiàng)通信設(shè)備型號(hào)的不同，滿足現(xiàn)代化服務(wù)質(zhì)量的相關(guān)要求。（2）應(yīng)用這種通信技術(shù)可以提高不同服務(wù)器之間的連接應(yīng)用性，并結(jié)合設(shè)備備用，對(duì)于長時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行升級(jí)，滿足客戶的基本訴求。（3）應(yīng)用這種通信技術(shù)可以超越物理硬件的限制，實(shí)現(xiàn)全時(shí)段的動(dòng)態(tài)優(yōu)化以及資源的集中調(diào)配和統(tǒng)一運(yùn)行，更加滿足現(xiàn)代化電廠高效率運(yùn)行管理的需求，提高業(yè)務(wù)的響應(yīng)速度，便于資源在各個(gè)部門之間的優(yōu)化配合與部署，提高連接的一致性，降低通信設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的成本。（4）應(yīng)用這種通信技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)服務(wù)器的虛擬設(shè)置，按照虛擬功能來進(jìn)行物理操作。通過在VR 服務(wù)器中的虛擬機(jī)設(shè)置，降低資源的浪費(fèi)情況，提高資源利用的有效率，改變資源運(yùn)行的通暢程度，避免冗余光纖交換機(jī)對(duì)于通信效率造成損傷。同時(shí)，做到容災(zāi)備份，提高信息傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性[1]。

2 5G 在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用與前景展望

2.1 5G 在電力系統(tǒng)服務(wù)器中的應(yīng)用

電力監(jiān)控的服務(wù)器要想實(shí)現(xiàn)虛擬化，就離不開高效的移動(dòng)通信傳輸，可以應(yīng)用多臺(tái)虛構(gòu)服務(wù)器的形式來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化傳輸。

首先，可以應(yīng)用Web 服務(wù)器來對(duì)信號(hào)進(jìn)行全面的模擬，提高信息傳輸?shù)母咝浴＠?，采用CRD 設(shè)備、ERP 設(shè)備，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的無線連接，從而發(fā)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)信息，提高虛擬機(jī)的交換性。其次，可以采用大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)建設(shè)數(shù)據(jù)服務(wù)器，對(duì)于不同部門之間的生產(chǎn)、發(fā)電、供電、銷售的服務(wù)進(jìn)行全時(shí)段的模擬與分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)用電監(jiān)控當(dāng)中存在的一些漏洞，提高電力監(jiān)控的實(shí)際管理等級(jí)。最后，可以應(yīng)用地域服務(wù)器來開展域服務(wù)，避免單獨(dú)管理的方式造成信息的泄露或者信息管理的不健全，也避免單一服務(wù)器的服務(wù)方式出現(xiàn)過大的壓力造成監(jiān)控不當(dāng)?？梢酝ㄟ^這種虛擬服務(wù)綜合連接的方式優(yōu)化監(jiān)控的流程，提高實(shí)際的設(shè)計(jì)與管理效果。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

5G 通信技術(shù)可以應(yīng)用在后臺(tái)監(jiān)控模塊中，通過下載地址的優(yōu)化管理，提高電力監(jiān)控的實(shí)際等級(jí)。

第一，可以通過Web 頁面和底層系統(tǒng)服務(wù)性能管理的方式，創(chuàng)建一個(gè)優(yōu)化連接網(wǎng)絡(luò)，利用服務(wù)器的硬件信息來獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行高效的傳輸、收集、處理和可視化建設(shè)；利用數(shù)據(jù)庫中的一些配置來進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)分析，避免傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式造成人員浪費(fèi)、資源浪費(fèi)。第二，在用戶配置和檢測的過程中，要通過用戶會(huì)話模塊進(jìn)行項(xiàng)目檢測。例如華為公司生產(chǎn)的PCR 移動(dòng)通信設(shè)備，就可以應(yīng)用在電力檢測中，通過用戶會(huì)話的優(yōu)化模擬，實(shí)現(xiàn)機(jī)房運(yùn)維、管理服務(wù)的統(tǒng)一化建設(shè)，提高檢測的高效程度。第三，通過報(bào)警接口設(shè)置，對(duì)用戶和管理員進(jìn)行有效的維護(hù)，進(jìn)行后臺(tái)監(jiān)控模塊的等級(jí)提高，避免傳統(tǒng)監(jiān)測方式造成流程失效、配置不足等現(xiàn)象，影響實(shí)際的運(yùn)行效果。

2.3 資源調(diào)用與填寫

5G 移動(dòng)通信技術(shù)可以應(yīng)用在硬件信息檢測的過程中，一方面可以在內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)流量及硬盤的存儲(chǔ)過程中進(jìn)行全時(shí)段的模擬，保障電力監(jiān)控系統(tǒng)可以在現(xiàn)有的硬件信息基礎(chǔ)之上進(jìn)行優(yōu)化；輸出內(nèi)存緩存機(jī)制可以配合5G 通信技術(shù)，從數(shù)據(jù)庫當(dāng)中獲得硬件信息存儲(chǔ)到相應(yīng)的硬盤當(dāng)中，連接到服務(wù)臺(tái)，提高電力監(jiān)控的實(shí)時(shí)性。另一方面，利用緩存中取技術(shù)可以配合5G 移動(dòng)通信，提高信息數(shù)據(jù)的使用性能。這種系統(tǒng)底層要求與系統(tǒng)頂層要求無線連接的方式，可以對(duì)硬件資源中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)取，避免由于信號(hào)傳輸?shù)臏螅绊憣?shí)際的電力監(jiān)控效果。例如，英國parliament公司生產(chǎn)的底層信息技術(shù)讀寫硬盤，就可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。?019 年的技能測試當(dāng)中，該硬盤系統(tǒng)可以全面提高電力監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與高效性，降低誤差的產(chǎn)生，提高冗余去除的效果，實(shí)現(xiàn)底層要求的滿足，緩存中取技術(shù)可以全面實(shí)現(xiàn)。

2.4 報(bào)警設(shè)置

電力監(jiān)控系統(tǒng)傳統(tǒng)的報(bào)警結(jié)構(gòu)主要是通過限制報(bào)警的方式來進(jìn)行表達(dá)。這一種表達(dá)分析的方式傳輸?shù)男时容^低，也無法滿足目前的性能要求。在智能電網(wǎng)建設(shè)的背景之下，要想拓展數(shù)據(jù)源、進(jìn)行表達(dá)方式的升級(jí)，就要不斷提高報(bào)警結(jié)構(gòu)的優(yōu)化程度。

應(yīng)用5G 通信技術(shù)，可以對(duì)獲得到的數(shù)據(jù)源進(jìn)行全面的分析，拓展報(bào)警結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有的指標(biāo)分析結(jié)構(gòu)之上，分析報(bào)警的真實(shí)性和可需要性，從而進(jìn)行報(bào)警的優(yōu)化選擇。利用這種模式可以提高內(nèi)存使用率，一般內(nèi)存使用率可以超過50%[2]。

應(yīng)用5G 移動(dòng)通信技術(shù)可以拓展數(shù)據(jù)源，在系統(tǒng)超過自動(dòng)報(bào)警限制的過程中調(diào)節(jié)配置指標(biāo)，從而獲得真正有用的報(bào)警信息。這樣的方式可以對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行的情況進(jìn)行全時(shí)段的把握，從而分析出真實(shí)的報(bào)警需求。這樣能更好地安排維修人員，避免資源的浪費(fèi)，提高管理的有效性，從而改善設(shè)備維修的方便程度。

2.5 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理

電力監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)獲得多時(shí)段的應(yīng)用數(shù)據(jù)，只有建立虛擬化的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)才能提高數(shù)據(jù)管理的時(shí)效性，對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行起到良好的監(jiān)控與報(bào)警作用，并獲得相關(guān)的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，對(duì)未來的電力系統(tǒng)升級(jí)進(jìn)行戰(zhàn)略支持。

從目前的發(fā)展情況來看，虛擬化技術(shù)已經(jīng)全面改變了電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。以貴州電網(wǎng)為例，在2018 年5 月到2019 年4 月進(jìn)行的電力系統(tǒng)升級(jí)改造過程中，就應(yīng)用5G 移動(dòng)通信技術(shù)WIL 監(jiān)控系統(tǒng)獲得實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。這樣的方式可以全面提高數(shù)據(jù)庫的容量，存入數(shù)據(jù)的效率可以提高30%，利用分布模式可以提高40%，性能指標(biāo)可以上升50%～60%。基于這種結(jié)構(gòu)，管理人員可以利用內(nèi)存技術(shù)對(duì)于性能指標(biāo)進(jìn)行合理的分析，從而調(diào)取靈活的數(shù)據(jù)，避免無法自動(dòng)回復(fù)的現(xiàn)象。

2.6 監(jiān)控服務(wù)

5G 移動(dòng)通信技術(shù)可以應(yīng)用在電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)中。目前，電力系統(tǒng)正在進(jìn)行優(yōu)質(zhì)化改革，以全面提高監(jiān)控服務(wù)的質(zhì)量與水平，滿足客戶的需求。在監(jiān)控服務(wù)的過程中，要根據(jù)用戶會(huì)話以及監(jiān)控程序應(yīng)用的實(shí)際水平，發(fā)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)處理過程中存在的問題。

傳統(tǒng)的信息處理方式誤碼和延遲現(xiàn)象較多，無法對(duì)用戶的注銷和分程序的關(guān)掉情況進(jìn)行及時(shí)的獲取應(yīng)用。擁有5G 移動(dòng)通信技術(shù)之后，可以在會(huì)話監(jiān)控過程中納入實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊，及時(shí)發(fā)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)處理過程中存在的問題，建立垃圾回收機(jī)制，應(yīng)用大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，增加監(jiān)控服務(wù)的時(shí)效性，并排查無效的用戶進(jìn)行即時(shí)的連接與輸出。5G 移動(dòng)通信技術(shù)不僅單單提高了通信的效率，而且可以對(duì)無效用戶進(jìn)行在線的識(shí)別，大大改變了傳統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)質(zhì)量、等級(jí)，從而排除無效冗余的信號(hào)，降低資源的浪費(fèi)情況，全面提高監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

2.7 電力智能化服務(wù)

一方面，在電力系統(tǒng)監(jiān)控中，應(yīng)用的5G 移動(dòng)通信峰值速度可以達(dá)到10Gb以上，實(shí)現(xiàn)高通吐量的技術(shù)要求。配合廣播電視和移動(dòng)通信達(dá)到高頻傳播的實(shí)際效果，開發(fā)這種5G技術(shù)，可以滿足電力監(jiān)控場景和需求的多樣性。通過5G 切片技術(shù)等，按需定制電力網(wǎng)絡(luò)切片，達(dá)到高容量、高速、實(shí)時(shí)和穩(wěn)定的電力監(jiān)控系統(tǒng)要求。應(yīng)用更加靈活的無線接口方式，提高容災(zāi)數(shù)據(jù)，進(jìn)行高效、快捷的傳輸?？梢栽诤Ａ康碾姳頂?shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)智能化的剪切，利用電力的通信切片達(dá)到安全通話的需求[3]。

另一方面，在未來發(fā)展的過程中，還要針對(duì)5G 移動(dòng)通信的選擇方式進(jìn)行優(yōu)化配合，在現(xiàn)有的場景模式之下選擇更好的組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合供應(yīng)商給出的相關(guān)服務(wù)，構(gòu)建安全可靠、高效和環(huán)保的現(xiàn)代化電網(wǎng)。針對(duì)電力行業(yè)的實(shí)際訴求進(jìn)行針對(duì)性的分析，采用智能化的管理模式，降低信息的延遲，提高數(shù)據(jù)控制的有效性和實(shí)時(shí)性。在海量數(shù)據(jù)當(dāng)中，尋求針對(duì)性管理策略，促進(jìn)5G 移動(dòng)通信在電力監(jiān)控當(dāng)中的有效應(yīng)用。通過邏輯隔離的方式對(duì)于核心網(wǎng)絡(luò)傳輸中存在的問題進(jìn)行優(yōu)化處理與解決，并且設(shè)置好電力監(jiān)控中的典型案例，滿足后續(xù)學(xué)習(xí)的需求。

3 結(jié) 論

在電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的過程中，5G 技術(shù)的應(yīng)用可以全面提高信息資源利用的高效性。因此，要加強(qiáng)系統(tǒng)研究，探知有效的管理方式，提高現(xiàn)代化應(yīng)用水平，不斷創(chuàng)新電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用路徑。