5G技術在電力系統(tǒng)中的研究與運用

5G技術在電力系統(tǒng)中的研究與運用

摘要：對于智能電網而言，其建設不僅可以在一定程度上提高電網的運行效率，而且還可以提高供電可靠性。當前，5G技術已經在許多行業(yè)得到了開發(fā)和應用，因此電力行業(yè)要緊跟時代的潮流，在智能電網建設中加強對5G技術的研究，進一步將更多新型技術應用到智能電網建設過程當中。與此同時，5G技術在自動配電、負荷控制、對電力使用情況采集等多個領域具有較好的使用效果，所以在未來的一段時間內，電力系統(tǒng)要加強5G技術在其中的應用。本文主要通過對5G技術在電力系統(tǒng)中的研究與運用進行詳細的分析與闡述關鍵詞：5G技術;網絡架構;電力系統(tǒng);應用;發(fā)展前景在最近一段時間以來，國家電網加快了推進智能電網的建設。在分布式能源接入、電動汽車服務、配電自動化和用戶雙向交互等多樣化領域得到突飛猛進的發(fā)展背景之下，各種電網設施、電力終端和電力用戶的通信需求大量上升，它們迫切需要實時、穩(wěn)定、可靠、高效的新興通信技術和系統(tǒng)支持，進而在一定程度上提高信息化、智能化水平，為社會的可持續(xù)化發(fā)展提供強有力的能源支持。步入二十世紀，國家電網進一步提出了構建通用電力物聯網的戰(zhàn)略部署，這是加快推進“三型兩網”建設的主要內容。無處不在的電力物聯網將在最大限度上為用戶、電網企業(yè)及其設備、發(fā)電企業(yè)及其設備、供應商及其設備、人和物聯網生成共享數據，從而為用戶、電網、供應商和政府進行服務。1.5G技術的特點在最近的一段時間里，5G技術被全面提出，隨之人們逐漸地進入5G時代。對于5G技術而言，其具備以下幾項特點：第一，帶寬容量急劇提升，傳輸速率翻倍。第二，智能設備和移動終端數量得到了大幅度的提升。在5G技術得到逐步應用的背景之下，移動數據業(yè)務的傳輸速度比4G傳輸高出數百倍，連接數量極大增加。與4G網絡的應用相比，5G網絡的連接數有了很大的提高，并且都具備了低時延、低功耗的特點。第三，在進行點對點的傳輸過程中，5G網絡的運用降低了傳輸時延和功耗。第四，由于5G技術主要向個性化的方向發(fā)展，進一步去滿足用戶實時信息交互的實際需求，因此其在一定程度上提高數據應用的特異性和適應性[1];第五，智能網管。5G技術在根本上提高了頻譜利用率，從而使得終端成本得到了有效的降低。2.5G技術的網絡架構對于5G技術的通訊系統(tǒng)而言，其主要是由宏基站、微基站和核心網共同構成，其中核心網[2]主要是進行控制系統(tǒng)以及數據信息的輸送，是整個通訊系統(tǒng)的“總指揮”;而宏基站主要是利用光纖將微波與核心網進行相互之間的連接，在不同地域中的基站以及用戶信息主要是通過無線的方式進行通信，而宏基站就可以當作通訊系統(tǒng)中的“中樞神經”。3.5G技術在電力系統(tǒng)之中的研究與運用3.1無線智能儀表的運用隨著電力物聯網的大肆建設，眾多的智能儀表將會被應用在配電網的方方面面，由于5G技術本身擁有高傳輸速率、低時延等特性，致使它可以完全的滿足儀器的檢測需求。加上其傳輸效率極高，可以有效、科學地將智能儀器搜集的數據信息在第一時間傳輸到云端服務器上面。由于智能電能儀表可以運用的點較多，致使其可以極為方便的接入到5G網絡之中。此外，5G智能電能儀表可以在一定程度上提高電能數據信息讀取和接受的精準性，進而在一定程度上可以對用戶電能消耗習慣的分析得出更為準確的結果。這也為優(yōu)化能源調度和負荷預測提供了依據。對于那些距離市中心較遠的城區(qū)或者有線網絡的安裝不方便的區(qū)域，安裝無線智能儀表是再好不過的了。在部分配電站區(qū)使用5G智能儀表，不僅可以盡可能降低儀表的電能損耗，延長儀表的使用時間，而且還可以節(jié)省電纜、光纜及相應的交換設備的敷設成本和許多儀表電纜數據的建設工程費，極大節(jié)省了無所不在的電力物聯網建設成本。3.2變電環(huán)節(jié)中的運用通過物聯網技術系統(tǒng)的管理，可以將電站的智能化功能充分的展現出來，所謂的變電站就是建立在多樣化嵌入式傳感器基礎之上的信息傳輸。所以，要想進一步保證電壓、電流等數據信息的智能化測量和傳輸，有效地降低成本，一定要對互聯網技術進行科學的優(yōu)化與維護，進而在一定程度上保證互聯網技術及其設備有序的運轉。另外，要加強對變電站信息數據進行合理、有效的監(jiān)控[2]，并在監(jiān)控過程中，相關工作人員要嚴格的規(guī)范自己的行為，充分的保障互聯網數據信息的精確性以及設備的正常運轉。在這個整體的過程之中，倘若發(fā)現各種各樣的故障發(fā)生，要及時的向有關部門進行匯報，并在第一時間內做出正確的決策以及合理的解決。在正常的情況下，除了定期維護相關互聯網技術和設備外，還需要對相關技術數據進行監(jiān)控，合理選擇5G網絡，方便監(jiān)控過程。3.3發(fā)電環(huán)節(jié)中的運用隨著時間的不斷推移，移動網絡通過長時間的演化逐漸變成了互聯網技術，而電力系統(tǒng)在互聯網技術之中扮演著至關重要的角色。對于早年發(fā)現的物聯網技術而言，剛開始是1G，后來是4G，現在甚至出現了5G，而這一發(fā)展為電力系統(tǒng)的智能化與信息化的進步與發(fā)展打下了堅實的基礎。此外，由于電力系統(tǒng)的智能化與信息化的發(fā)展是基于數據、語音、圖像為基礎的，因此隨著5G技術逐步地成熟，5G技術已經循序漸進的融入到人們的日常生活中并作為網絡信息技術發(fā)展的核心因素推動著互聯網技術的進步，所以要根據時代發(fā)展需要對互聯網技術進行重新鉆研與探究，其中發(fā)電環(huán)節(jié)占主要部分。除了上述所描述的5G的深度層次外，還需要創(chuàng)新發(fā)展5G網絡，通過將5G網絡與互聯網網絡進行相互之間的結合，可以在最大程度上提高人們的生活質量。但是在此階段中需要關注5G網絡的創(chuàng)新與研發(fā)，充分的將通信網絡的發(fā)展歷史與電力系統(tǒng)的發(fā)電功能充分結合起來。比如，在1G到4G網絡的發(fā)展過程之中，將它們自身獨特的優(yōu)勢予以結合，并摒棄了它們的缺點，從而在此基礎上結合5G網絡就會變得更加的優(yōu)質與高效，為我國電力系統(tǒng)發(fā)展提供了基本保障。3.4智能配電運行管理中的運用在對配電網運行節(jié)點進行檢查和管理的過程之中運用5G技術，不僅可以在一定程度上實時的監(jiān)測數據信息狀態(tài)，而且還可以對傳輸智能配網的檢修信息進行細致的檢查。與此同時，在檢修過程中所產生的視頻或者音頻信息也可以被及時的存儲到云端平臺，進而為設備的管理提供強有力的數據支持。倘若工作人員發(fā)現設備動態(tài)管理出現異常，但卻又不知如何進行處理時，就可通過移動智能終端邀請企業(yè)領導以及相關專家進行遠程會議，然后對設備所出現的異常進行診斷，并通過科學的技術手段進行有效的制止。以5G技術為基礎的移動智能終端具備一定的特殊性，不信可以對相關的數據信息進行科學的加密[5]，而且還可以在最大限度上保障數據信息的隱秘性。3.5配電網控制中的運用當配電網出現多樣化故障和問題時，故障指示器將把相關信息準確的傳輸到云端服務器中，然后云端服務器會依據故障指示燈和配電網當前的狀態(tài)對相關數據信息進行實時的監(jiān)測，隨后將監(jiān)測到的運行結果以及故障切除指令在進行發(fā)出，通過利用5G技術的特性盡可能的降低指令的執(zhí)行時間，進而在一定程度上縮短事故時間和減少由于事故的發(fā)生而造成的經濟損失。當配電網出現三相不平衡的狀態(tài)時，需要將現場收集的電壓信號迅速輸送到云服務器中，然后在云服務器上執(zhí)行相關的算法以及優(yōu)化與完善負荷預測結果，待所有步驟都實施完畢之后發(fā)出動態(tài)負荷調整指令。3.6應急通信對于通訊方式而言，其又被叫做應急通訊。之所以被稱為應急通訊主要是因為此種通信方式的時間和地點不是固定的。在整個電力系統(tǒng)之中選擇應急通訊，需要在一定的條件之下對通信問題提出有效、可靠、合理的解決方案。與此同時，當溝通出現問題之后，需要調查維修人員對整個溝通過程進行檢測，但這種工作形式無疑給維修人員帶來了極大的工作壓力。應急通信方式在使用的過程之中很難被很好的控制，比如在出現通訊問題之后通信總部需要對所有通信網絡或互聯網進行詳細的排查與檢查，進一步為維修人員帶來較大的工作壓力。所以，如果想要很好地解決這一個問題，通信相關人員必須履行自己的職責和義務，從而在根本上保證通信質量。3.7配電環(huán)節(jié)中的運用在電力系統(tǒng)的整個輸配電系統(tǒng)之中，智能傳感器可以將輸配電線路的故障和事故立即傳送到監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測人員通過傳輸的數據信息進行分析、排除和解決輸電線路的故障，進而在一定程度上實現輸配電系統(tǒng)的優(yōu)化配置。此外，監(jiān)控部門還可以通過使用無人機傳感器對每一個不同區(qū)域內的輸電線路進行實時的巡檢，并通過機載攝像機詳細的記錄線路故障情況，為監(jiān)控人員提供線路故障數據。因為5G技術具備了高帶寬、低時延等多樣化的特性，使得故障圖像的傳輸速率被極大的提高，從而在最大限度上讓監(jiān)控部門可以及時了解與掌握故障問題，保障輸電線路的安全、穩(wěn)定的運行。與此同時，將物聯網技術與5G技術進行相互之間的融合，可以對每一家用戶使用電的情況進行詳細、細致的監(jiān)測與分析，當出現異常時可以及時對輸電線路進行調整，進一步實現電力資源的優(yōu)化配置，加強對電能的使用率。4.5G技術發(fā)展前景4.15G技術的發(fā)展趨勢目前，我國存在的大部分衛(wèi)星公司和無線局域網公司為了緊跟時代的潮流，逐漸地開始將藍牙技術與移動通信網絡進行相互之間的融合，而這種方式方法在一定程度上加快了互聯網的發(fā)展速度。另外，一些企業(yè)通過使用5G技術，將互聯網技術以及5G網絡延伸到人們日常生活和工作之中，使人們真正的感受到5G技術帶來的方便化與便捷化。對于絕大多數企業(yè)而言，他們選擇互聯網技術和5G技術的主要原因就是看到了其們今后的發(fā)展前景?；ヂ摼W技術與5G網絡相互之間的結合，不僅在一定程度上對中國通信企業(yè)起到積極作用，而且還為中國電力系統(tǒng)的發(fā)展提供動力。4.2基于5G的電力系統(tǒng)時間同步技術隨著電力行業(yè)改革進程的推進，電力系統(tǒng)中電力調度和故障分析判斷對時間同步的需求愈發(fā)凸顯，特別是在實時控制中電力系統(tǒng)直接使用時間同步系統(tǒng)即可實現時間同步，而5G網絡的時間同步精度較高，可滿足電力系統(tǒng)的時間同步需求，建立一套基于5G的電力系統(tǒng)時間同步系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中5G技術應用的一大趨勢?；?G的電力系統(tǒng)時間同步技術涵蓋了基站與5G用戶終端的時間同步、5G用戶終端與電力設備的時間同步兩部分。結語：綜上所述，將5G技術運用在電力系統(tǒng)之中，包括無線智能儀表的運用及在發(fā)電、變電、智能配電運行管理、配電網控制、應急通信、配電環(huán)節(jié)中的應用，可以有效、合理推動每一個環(huán)節(jié)的有序進行，進而在一定程度上