5G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用

5G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用目錄TOC\o"1-3"\h\u200545G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用 227324一、智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn) 3265061、智能電網(wǎng)具有可靠性強(qiáng)的特點(diǎn) 3321502、智能電網(wǎng)的開放性與兼容性較好 3201573、智能電網(wǎng)具備更強(qiáng)的互動(dòng)性能 3141624、智能電網(wǎng)能夠促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的高效運(yùn)行 426534二、5G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用 4240341、智能電網(wǎng)中5G通信技術(shù)的具體應(yīng)用 4218152、5G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展方向 521009三、結(jié)論 75G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用【關(guān)鍵詞】5G通信技術(shù)；智能電網(wǎng)5G通信技術(shù)的出現(xiàn)受到了廣泛關(guān)注，相比于上幾代通信技術(shù)，5G通信技術(shù)在帶寬和速率等方面都得到了十分顯著的提升，因此能夠更好滿足不同行業(yè)對(duì)于通信的需求。在智能電網(wǎng)的應(yīng)用方面，5G通信技術(shù)具有低時(shí)延的優(yōu)勢，更有利于實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的配網(wǎng)自動(dòng)化以及差動(dòng)保護(hù)等方面的功能。一、智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)智能電網(wǎng)是指在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用了各類新能源、新材料、新設(shè)備，以及先進(jìn)的傳感技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)等新技術(shù)，形成新一代的電力系統(tǒng)。也稱為“電網(wǎng)2.0”。智能電網(wǎng)的概念產(chǎn)生于上個(gè)世紀(jì)末，目前已得到了普遍認(rèn)同，也成為了電網(wǎng)今后發(fā)展的主要趨勢。相對(duì)于傳統(tǒng)的電網(wǎng)，智能電網(wǎng)的信息化與自動(dòng)化程度更高，在發(fā)電、配電、用電和調(diào)度等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，能夠有效促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行效率的提升，增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。在智能電網(wǎng)的運(yùn)行過程中，通信技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。利用通信技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)的有效監(jiān)控，以及數(shù)據(jù)信息的收集。智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)目前可以概括為以下幾方面。智能電網(wǎng)具有可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)智能電網(wǎng)的體系具有先進(jìn)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信支持，具備預(yù)警、安全評(píng)估、故障診斷與自我修復(fù)等功能。上述功能使其可靠性得到了顯著增強(qiáng)，在電網(wǎng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)下，可以維持一定的供電能力，減少停電的不良影響。因此智能電網(wǎng)對(duì)各類供電條件具有較強(qiáng)適應(yīng)性。2、智能電網(wǎng)的開放性與兼容性較好目前有關(guān)可再生能源、分布式能源的技術(shù)逐漸得到了發(fā)展，促進(jìn)了上述能源的有效利用，也暴露了上述類型能源與傳統(tǒng)電網(wǎng)的兼容性問題。通過合理運(yùn)用智能電網(wǎng)，能夠更加充分有效地利用不同種類的能源，全面滿足各類用電需求。3、智能電網(wǎng)具備更強(qiáng)的互動(dòng)性能運(yùn)用智能電網(wǎng)有利于實(shí)現(xiàn)電力用戶與電力企業(yè)之間的雙向互動(dòng)，電力企業(yè)能夠充分了解用戶需求，促進(jìn)服務(wù)水平的改進(jìn)。電力用戶能夠及時(shí)了解電力企業(yè)的供電情況，采用更為合理的用電方式。4、智能電網(wǎng)能夠促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的高效運(yùn)行智能電網(wǎng)能夠促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的高效運(yùn)行，對(duì)電網(wǎng)信息作出更加充分的集成與共享，有利于管理效率的提高，同時(shí)還能夠?qū)﹄娏Y源進(jìn)行優(yōu)化配置，促進(jìn)電力資源的高效利用。二、5G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用1、智能電網(wǎng)中5G通信技術(shù)的具體應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用大規(guī)模天線完成高頻信號(hào)傳輸，并運(yùn)用低頻段傳輸信息。目前4G網(wǎng)絡(luò)傳輸速度最大能夠達(dá)到150Mb/s，運(yùn)用5G網(wǎng)絡(luò)能夠達(dá)到15Gb/s，并且可以使網(wǎng)絡(luò)時(shí)延低于100ms，上述特點(diǎn)能夠更好滿足智能電網(wǎng)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求。在將5G通信技術(shù)用于智能電網(wǎng)過程中，以下技術(shù)具有較強(qiáng)的代表性。多天線傳輸技術(shù)多天線傳輸技術(shù)通過對(duì)有源天線陣列的引進(jìn)，對(duì)無線信號(hào)的覆蓋能力作出有效改進(jìn)。其中協(xié)作天線的數(shù)量能夠達(dá)到128根，利用3D-MIMO技術(shù)將2D天線陣列改進(jìn)為3D天線陣列，能夠有效避免用戶之間的干擾。D2D技術(shù)D2D技術(shù)的主要特征是對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接、接入方式的創(chuàng)新，運(yùn)用D2D技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)通信終端直接進(jìn)行通信，而不需要通過運(yùn)用基站。D2D技術(shù)主要優(yōu)勢在于利用直接通信方式有效提高了信道質(zhì)量，并且可以提升速率、降低通信時(shí)延、提高覆蓋能力。除此之外采用D2D技術(shù)更有利于實(shí)現(xiàn)多樣化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與連接方式，起到提高智能電網(wǎng)通信可靠性的作用。C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)5G通信技術(shù)在今后的發(fā)展當(dāng)中，C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)是其中一種發(fā)展趨勢，這一技術(shù)的總體思路是通過運(yùn)用傳輸速率較高的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，利用遠(yuǎn)端天線與集中化中心節(jié)點(diǎn)，使得無線信號(hào)能夠覆蓋近百個(gè)基站服務(wù)區(qū)。當(dāng)前對(duì)于C-RAN架構(gòu)的研究主要為集中控制、RRU接口定義等方面。C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)有助于減少智能電網(wǎng)運(yùn)行成本，更有利于維護(hù)管理。5G網(wǎng)絡(luò)切片網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是對(duì)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，使之成為許多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)。不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)在帶寬和時(shí)延等方面具備不同特性，從而能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。在中國電信、華為、國家電網(wǎng)公司聯(lián)合發(fā)布的《5G助力智能電網(wǎng)應(yīng)用白皮書》當(dāng)中，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)說明，結(jié)合電力行業(yè)具體情況制定了5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)應(yīng)用方案，例如電網(wǎng)控制切片、電網(wǎng)監(jiān)測切片、電網(wǎng)通信切片和智能抄表切片等，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)功能模塊化。2、5G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展方向智能自動(dòng)化配電智能自動(dòng)化配電是智能電網(wǎng)發(fā)展的重要趨勢之一，配電自動(dòng)化當(dāng)中涉及到多種技術(shù)的應(yīng)用，主要包括數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)等，并且需要先進(jìn)設(shè)備與科學(xué)管理方式的配合。智能自動(dòng)化配電的應(yīng)用能夠有效提升供電效率與電能質(zhì)量，減少配電系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)成本，促進(jìn)供電可靠性的提升。目前常見的自動(dòng)化配電有以下幾種方式，首先是運(yùn)用自動(dòng)化開關(guān)等設(shè)備，發(fā)生故障時(shí)能夠起到有效的隔離作用。還包括利用通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行過程中呢情況作出監(jiān)控，發(fā)生故障階段需要調(diào)度員進(jìn)行手動(dòng)操作。當(dāng)前市場對(duì)電力可靠性的要求逐漸增強(qiáng)，對(duì)事故的處理時(shí)間需要達(dá)到毫秒級(jí)，從而保證供電的持續(xù)性。運(yùn)用5G通信技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制，能夠及時(shí)對(duì)故障作出準(zhǔn)確的分析判斷和定位，進(jìn)行有效隔離，同時(shí)快速恢復(fù)故障區(qū)域以外地區(qū)的供電，使故障處理的自動(dòng)化程度得到明顯提高，最大程度縮小停電范圍，縮短故障停電的時(shí)間，并能將處理配電故障的時(shí)間縮短到20ms以內(nèi)。精準(zhǔn)負(fù)荷控制電力負(fù)荷控制是指對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行跟蹤檢測，在電力負(fù)荷超過事先設(shè)定的負(fù)荷定值時(shí)，系統(tǒng)首先進(jìn)行報(bào)警，而后跳閘切斷負(fù)荷，是管理用電負(fù)荷的一種重要方式。在傳統(tǒng)的電力負(fù)荷控制工作中，由于缺乏相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)，一般只能對(duì)配電線路進(jìn)行整體切除，對(duì)于電力用戶造成的影響較大。在目前的發(fā)展趨勢下，電力企業(yè)需要加強(qiáng)負(fù)荷控制的精確程度，降低對(duì)于重要電力用戶的影響。通過利用精準(zhǔn)負(fù)荷控制技術(shù)，可以首先切斷電動(dòng)汽車充電樁以及工廠非連續(xù)生產(chǎn)電源等重要程度較低的負(fù)荷。運(yùn)用5G通信技術(shù)進(jìn)行負(fù)荷控制，在穩(wěn)控技術(shù)支持下，充分發(fā)揮5G通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)延低、可靠性強(qiáng)的優(yōu)勢。能夠有效提高控制系統(tǒng)的精確度，對(duì)故障用戶的可中斷負(fù)荷進(jìn)行有效控制。能夠起到減少經(jīng)濟(jì)損失，降低對(duì)其他用戶影響的作用。在今后的發(fā)展中，5G通信技術(shù)的應(yīng)用也將促進(jìn)精準(zhǔn)負(fù)荷控制技術(shù)的推廣。低壓用電信息采集低壓用電信息采集是指收集與處理用戶的用電信息，并對(duì)信息進(jìn)行有效監(jiān)測。通過低壓用電信息采集，具有監(jiān)測用戶用電信息的異常情況，對(duì)用電情況作出分析等方面的作用。目前在低壓用電信息的采集上，運(yùn)用的主要方法是傳送計(jì)量所用的數(shù)據(jù)，具體可以分為上行與下行兩種不同方向的信息，在信息流量的特征上，一般上行流量要大于下行流量。并且在對(duì)終端信息的采集方式上，主要是運(yùn)用集中器，采取集中部署的方式。最初階段的采集方法為每天采集24個(gè)計(jì)量點(diǎn)，而目前所運(yùn)用的采集方法為5min、15min，在0點(diǎn)需要進(jìn)行統(tǒng)一采集工作。在今后的發(fā)展趨勢上，對(duì)于用電信息需要進(jìn)行更為準(zhǔn)時(shí)的上報(bào)。而且用戶終端的數(shù)量也將很大程度地增加，在這一趨勢下，對(duì)通信規(guī)模也提出了更高要求。今后可以通過5G通信技術(shù)，促進(jìn)用戶信息采集工作的進(jìn)一步細(xì)化，更為全面地獲得用戶終端信息，在此基礎(chǔ)上對(duì)供電作出精確調(diào)整，并制定電價(jià)階梯報(bào)價(jià)等管理制度。分布式電源的控制目前分布式電源得到了一定程度的推廣，比如太陽能與風(fēng)能發(fā)電，以及電動(dòng)汽車充換電站等。運(yùn)用分布式電源具有明顯優(yōu)勢，能夠起到節(jié)省投資、提升電力系統(tǒng)工作效率的作用，對(duì)分布式電源的利用也是智能電網(wǎng)發(fā)展中的重要部分。與此同時(shí)，由于傳統(tǒng)電網(wǎng)在設(shè)計(jì)上不適應(yīng)分布式電源的要求，分布式電源并網(wǎng)也造成了一些問題，比如原有的電網(wǎng)為單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)，分布式電源接入后則變?yōu)槎嚯娫淳W(wǎng)絡(luò)。在電流的運(yùn)行上也從單向變?yōu)殡p向。通過5G通信技術(shù)，能夠?qū)Ψ植际诫娫磳?shí)施有效監(jiān)控，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集處理，有功功率與無功功率調(diào)控等方