5G時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

王炬 周薇

摘要：作為新興的網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為各種物品與網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)公司之間的關(guān)系是最為主要的兩種關(guān)系，而通過物聯(lián)網(wǎng)與電力系統(tǒng)的融合能夠把它們聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的互聯(lián)，提升了電力系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)效性。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的目標(biāo)，電力系統(tǒng)在5G時(shí)代下就必須利用好物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，促進(jìn)電力系統(tǒng)從傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)多元化的發(fā)展，從而更好的滿足社會(huì)發(fā)展的需要。

關(guān)鍵詞：5G時(shí)代;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);電力系統(tǒng)

一、5G時(shí)代與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展

中華人民共和國工業(yè)和信息化部門頒布的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”的發(fā)展規(guī)劃》中指出，更大程度地發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)作用，需要加大對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和發(fā)展的推進(jìn)力度，不斷更新相關(guān)方面的技術(shù)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上的創(chuàng)新突破。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)的中心內(nèi)容是互聯(lián)網(wǎng)。它是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化和提升的。物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識(shí)別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行物物之間的關(guān)聯(lián)和信息交換。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之所以得到發(fā)展，首先是由于5G時(shí)代的到來，通信技術(shù)不斷發(fā)展，很大程度上豐富了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展內(nèi)容。其次，伴隨著技術(shù)方面不斷的創(chuàng)新和研發(fā)，現(xiàn)階段的物聯(lián)網(wǎng)具備智能感知、技術(shù)識(shí)別系統(tǒng)和信息通信等技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的大背景下，電力系統(tǒng)的發(fā)展也在逐步提升，智能感知技術(shù)和自動(dòng)化信息技術(shù)更是得到了廣泛應(yīng)用。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的逐漸完善，電力系統(tǒng)步入全新的物聯(lián)網(wǎng)電力系統(tǒng)時(shí)代。

與物聯(lián)網(wǎng)息息相關(guān)的是即將到來的5G時(shí)代。在當(dāng)前信息技術(shù)快速發(fā)展的前提下，5G逐漸被全世界的通信技術(shù)所接受，已成為最新的研究和探索項(xiàng)目。5G時(shí)代的到來，為通信技術(shù)的發(fā)展帶來了眾多好處。5G的運(yùn)行提高了網(wǎng)速，對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備相關(guān)廠商而言，是一個(gè)扭轉(zhuǎn)命運(yùn)的機(jī)會(huì)。對(duì)于用戶，5G的運(yùn)行能夠加快設(shè)備運(yùn)行速度，滿足使用需求。伴隨著5G時(shí)代的到來，物與物之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)變得更為廣泛。5G關(guān)聯(lián)物品的速度約是4G的20倍，延時(shí)和功耗變得更低，可實(shí)現(xiàn)更具體、更有針對(duì)性的信息交換優(yōu)化。對(duì)于萬物相互關(guān)聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)來說，5G的到來發(fā)揮了重要作用。5G打開了智能化技術(shù)的大門，而智能化的應(yīng)用方便了人們的生活。智能化管理在很大程度上提升了物聯(lián)網(wǎng)的利用效率，降低了電力能源和其他能源的消耗，促使物聯(lián)網(wǎng)在5G背景下不斷平穩(wěn)發(fā)展。

二、5G時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的采用

2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)中應(yīng)用

隨著5G移動(dòng)通信技術(shù)的即將到來，有力推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。由于5G技術(shù)擁有十倍于4G技術(shù)的數(shù)據(jù)交換和傳播速度，并具有超大容量和低時(shí)延等特點(diǎn)，提高了信息交換的時(shí)效性。風(fēng)力發(fā)電雖然屬于綠色清潔的能源，但是由于其發(fā)電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益較低，造成大量電力資源的浪費(fèi)和發(fā)電廠的虧損，通過對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改造，能夠通過各種內(nèi)嵌傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)對(duì)天氣和風(fēng)力的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的測(cè)量和分析，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果而只能操控風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，降低風(fēng)力發(fā)電的成本支出，從而能夠較好的處理?xiàng)夛L(fēng)限電的問題。

2.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)變電環(huán)節(jié)中應(yīng)用

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站的智能化操作，使得變電站在各種內(nèi)嵌傳感器的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流的信息數(shù)據(jù)采集以及智能測(cè)量和轉(zhuǎn)換，從而降低人工成本的支出。在變電站的長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，需要對(duì)其做定期檢修，以確保變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

通過物聯(lián)網(wǎng)的遙感監(jiān)測(cè)和5G網(wǎng)絡(luò)的低延時(shí)、高速率優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，相關(guān)檢修人員通過對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，安排變電站的檢修計(jì)劃。通過5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的融合，不但實(shí)現(xiàn)了變電站的實(shí)時(shí)檢測(cè)，還提高了檢修的時(shí)效，確保了變電站的正常運(yùn)行。另外，在對(duì)地下電纜進(jìn)行檢修時(shí)，可將傳感器內(nèi)嵌到地下電纜中，然后通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)聯(lián)電纜的即時(shí)監(jiān)測(cè)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳給檢修部門進(jìn)行分析、判斷和決策。在5G技術(shù)的支持下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變電站和地下電纜的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而能夠及時(shí)有效的排除生產(chǎn)安全隱患，確保了變電系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

2.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)輸配電環(huán)節(jié)中應(yīng)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(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)人員通過傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來對(duì)輸電線路進(jìn)行故障分析和排除，從而做到故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和及時(shí)解決，從而實(shí)現(xiàn)了輸配電系統(tǒng)的優(yōu)化配置。另外，監(jiān)測(cè)部門還能夠使用無人機(jī)載傳感器來巡檢區(qū)域內(nèi)的輸電線路，并通過機(jī)載攝像機(jī)對(duì)線路的故障問題進(jìn)行攝錄，從而為監(jiān)測(cè)人員提供線路故障的高清數(shù)據(jù)。由于5G技術(shù)的高帶寬、低延時(shí)等特點(diǎn)，大大提高了故障影像的傳輸速率，能夠讓監(jiān)測(cè)部門及時(shí)掌握故障問題，從而確保輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。另外，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)﹄娏τ脩舻挠秒姽β蔬M(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，從而對(duì)電力輸送進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置，提高電能的利用率，評(píng)估配電的風(fēng)險(xiǎn)，提高配電系統(tǒng)的傳送效率。

2.4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)用電環(huán)節(jié)中應(yīng)用

在5G技術(shù)的支持下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還在電力系統(tǒng)的用電環(huán)節(jié)起到了積極的作用。通過傳感器測(cè)量技術(shù)的廣泛使用，能夠?qū)υ诰W(wǎng)的每一位電力用戶及電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)信息的雙向互動(dòng)。具體而言，就是在各種用電設(shè)備中嵌入傳感芯片，通過用電設(shè)備運(yùn)行規(guī)律來達(dá)到節(jié)能省電的目的，當(dāng)監(jiān)測(cè)到屋里無人時(shí)實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的自動(dòng)關(guān)閉。同時(shí)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)與電力價(jià)格信息的關(guān)聯(lián)，并以此來優(yōu)化配置用電設(shè)備，為電力用戶節(jié)省用電支出。在電力計(jì)量計(jì)費(fèi)等環(huán)節(jié)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電表的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、抄送，并從相應(yīng)電力用戶電費(fèi)賬戶中自動(dòng)收繳，這樣不但節(jié)省了人工抄表的成本支出，還降低了人工操作失誤所造成的問題概率。另外，還可以通過用電數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，避免電力偷竊行為的發(fā)生。

2.5物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)急通信環(huán)節(jié)中應(yīng)用

電力系統(tǒng)的“發(fā)輸配用”涉及到較多的環(huán)節(jié)范圍，以及各種類型、數(shù)量繁多的終端設(shè)備，每時(shí)每刻都有可能出現(xiàn)安全事故，為此必須要建立其高效運(yùn)轉(zhuǎn)的應(yīng)急通信保障系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的應(yīng)急保障工作中，搶險(xiǎn)檢修人員只用在事故發(fā)生后才能趕赴現(xiàn)場(chǎng)，并檢查故障源并上報(bào)指揮中心，然后由指揮中心制定應(yīng)急方案來處理事故，這就難免造成大量時(shí)間的浪費(fèi)。通過5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合，可以大幅提高事故搶險(xiǎn)的時(shí)效性，減少指揮調(diào)度中的工作量。通過內(nèi)嵌在電力設(shè)備中的各種傳感器，能夠智能監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行以及各種電力終端設(shè)備的運(yùn)作情況。當(dāng)出現(xiàn)電力事故時(shí)，傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)并精準(zhǔn)定位故障源，并將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到指揮調(diào)度中心，從而讓檢修人員可以做好搶險(xiǎn)準(zhǔn)備工作，提升了事故處理的時(shí)效性。

三、結(jié)語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中，既可以表現(xiàn)為電力系統(tǒng)輸配電環(huán)節(jié)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充內(nèi)容，為網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性增加作出貢獻(xiàn)，同時(shí)還可以作為電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)絡(luò)的主要通訊方式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊存在的不足。相關(guān)領(lǐng)域的工作人員在實(shí)際工作開展的階段，需要充分地探究出合理的應(yīng)用模式，充分地發(fā)揮出5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代化供配電系統(tǒng)當(dāng)中的作用，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向前快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建華.電力安全管理中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用探究[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014，（22）：70-71.

[2]劉海妹.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].電源技術(shù)，2015，（39）：2275-2276.

[3]魯小華.物聯(lián)網(wǎng)的信息安全技術(shù)淺析[J].建筑工程設(shè)計(jì)與技術(shù)，2015，（36）：230.