5G通信与泛在电力物联网的融合:应用分析与研究展望

摘要：就目前而言，社会经济的不断进步推动了科学技术的快速稳定发展，从而促使分布式能源接入、配电自动化、用户双向互动等业务的快速发展，在提高人们生活水平和生活質量的同时也扩大了各类电网设备、电力终端通讯需求的规模和使用数量。因此，只有在建立电力物联网过程当中有效融入最新的5G通讯技术，这样才能促使电力企业向着信息化和智能化的方向进行发展。本文主要具体阐述5G通讯与泛在电力物联网融合过程当中的价值与展望，就如何进行有效的融合提出了具体的对策，旨在为社会经济的健康稳定发展奠定良好的基础。

关键词：5G通信;泛在电力物联网;融合;应用;展望

1引言

近几年来，科学技术的不断进步推动了电力行业的健康快速发展，提高了电力行业在泛在电力物联网方面的建设力度。同时，随着5G通讯技术的不断研发和逐步推广使用，5G通信技术也在泛在电力物联网通信工作当中得到了广泛的应用并实现了良好的效果，不仅能够满足当代电力系统的通讯需求，还提高了电力系统的智能化与先进化。因此，对于各个电力企业而言，其在建设在泛电力物联网系统过程当中要有效融入5G通讯技术，这样才能提高其对整个电力系统的控制力度，对电力系统的运行状况进行实时的监督，从而才能推动泛在电力物联网行业技术的健康快速发展。

2 5G通信特点

对于5G通信技术而言，其主要是指第五代移动通信技术。相比于传统的通信技术而言，5G通讯技术信号数据的传播速率更快、性能更强，同时也能够满足群众多样化的使用需求。此外，5G通信技术存在成本低、可靠、时延低等特点，是一个开放性的技术架构模式。在5G通信技术发展过程当中，其在电力领域也得到了广阔的发展，存在较多的应用场景和发展前景。对于5G通讯技术在电力领域的应用场景而言，其主要分为以下四个特点：第一，小的连接技术。第二，可靠技术时延高。第三，整体技术覆盖率广。第四，相比传统的移动通信技术存在更多的信息传输与储存容量。

3万物互联

就目前而言，几乎全国所有区域都已经覆盖了电力网络，同时，所有的电力网络末端都连接着成千上万的用电设备。因此，只有采用信息互联的方式，将电力相关设备与实物进行相互连接，这样才能在全国范围内建立完整泛在电力物联网，从而才能推动电力系统的健康可持续发展。此外，采用互联方式将所有家用电器进行连接，不仅能够促使家庭家居向着智能化的方向进行转型，还能提高家庭生活的协调性，提高区域集群供电的智能化。对于万物互联而言，其使用范围较广，在多个行业领域发展内都得到了广泛的应用。比如：将全国范围内的所有配电装置进行互联，能够对所有电力系统的运行状态进行实时的监控，分析其是否处于健康安全的运行状态，这样就能提高用电战略的科学性和合理性，确保整个配电系统能够安全可靠的运行。

对于输电网层面而言，其主要是由不同输变电设备构成的。当下，绝大部分输变电设备主要是利用光纤来进行信息互联，然而，在配电网层面采用信息互联技术还存在一定的问题，受技术层次的阻碍，这就无法扩大配电网信息互联的范围。此外，就目前而言，对传统的电器物理连接模式，其存在连接质量低、受到外界环境因素的影响较多、无法保证信息连接质量等缺点。因此，在电气信息互联过程中，要有效融入5G通信技术，这样才能加强配电网层面上不同电力设备的连接稳定性，有效发挥配电网络的输变电功能，从而就能实现万物互联的目的。

4 5G通信与泛在电力物联网的融合应用分析

4.1 泛在电力物联网高清视频与图像实时监控

对于5g通信技术而言，其存在速率高、宽带特性高，能够快速、便捷传输高清视频和图像、远程无线传输等优点，因而被广泛地应用在电力系统视频图像监控场景过程当中，从而达到提高监控效率、降低资金成本投入的目的。目前，5G通信技术能够为泛在电力物联网带来的改革创新主要分为以下三个方面：第一，利用5G通信技术的高宽带特性，不仅能够传输较大容量的文件，还能提高图像视频的清晰度。第二，对于传统的电力监控技术而言，其主要是采集电力运行的实时状况，然后相关技术人员对电力系统进行事后分析。那么，利用5G通讯技术的高速和低延时性的特点能够实现实时监控电力系统运行状况的目的。第三，在电力系统监控中心，随着科学技术的不断进步，机械已经逐渐代替人工对电力系统进行分析，那么利用5G技术能够传输高清的视频图像为机器提供学习样本，提高机器判断电力系统运行状况的自动化能力。比如，对于传统的监控方式而言，其主要是采用无人机巡检和配电房视频监控的方式。在利用无人机巡检方式时，主要是利用无人机对电力系统的运行进行录像，只有当无人机返回之后，技术人员才能观看视频并对电力系统进行分析，这样就无法实现在线实时的监测目的，降低了故障处理的时效性，同时也不适于场景环境较为复杂的电力系统运行环境。如果在无人机巡检过程当中融入5G通讯技术，那么在无人机巡检的同时，就可以将高清的图像与视频实时地通过5G线路传输到监控中心，那么技术人员就能对电力线路进行分析和检查，一旦出现问题就能及时制定相对应的解决措施。对于配电房视频监控方式而言，其主要是利用有线网络将图像进行回传，需要在电力系统和监控室之间铺设光纤网线。然而，利用5G移动通信技术能够降低网线铺设的成本，在偏远地区和复杂地质地区的配电房也同样适用。对于电力系统而言，其主要是由成千上万个电力设备组成，那么电力设备之间需要户与户、小区与小区之间进行信息联通协调和智能集群用电，那么使用5g移动通讯技术能够对设备的运行状态进行实时的监督，从而为人们日常的用电安全提供保障。虽然传统的电力系统安装了较多的电力传感器，但由于通讯技术不成熟，那么也会出现电力数据丢失的现象。然而，发挥5G移动通信技术信息传输速率较高的优势，就能够为用电信息采集和分析工作提供良好的便利。

4.2 分布式馈线继电保护

对于馈线继电保护而言，其主要是配电自动化系统与电力系统安稳控制过程当中十分重要也是关键的一个环节。由于配电网中会接入更多的分布式能源，那么只有采用分布式馈线自动化系统才能提高配电网运行的安全性与可靠性。对于传统的集中式安稳控制系统而言，其需要切整条馈线，那么就会造成大量与故障无关的负荷线被切现象，从而就无法保障供电的可靠性。对于分布式馈线保护系统而言，其主要是通过智能化变电站来进行通讯信息的相互交换，不仅能够准确定位故障发生的位置，还能将发生故障的电力区域进行隔离。此外，分布式馈线继电保护系统一般会采用超低延时的通信网络技术，来支撑大量子站之间的相互通信，这样就能在电力系统发生故障时迅速将故障区域进行隔离，为系统的安全提供保障，降低电能的损耗量。如果通信网络的延时小于十毫秒，当电力运行系统出现故障，馈线继电保护系统可以在100毫秒内将故障区域进行隔离。就目前而言，分布式馈线继电保护系统主要是利用光纤进行连接，随着5G通信技术的不断研发，采用5G通信系统代替光纤能够将延时降低至一毫秒，这样就能提高继电保护系统的反应速度，扩大分布式馈线系统的应用范围，同时也能对特殊区域实施监控，降低资金成本投入。

5展望

对于电力仿真而言，其是重要的电力系统分析手段，主要的功能是判断电力系统是否处于健康的运行状态，电力系统的运行方案是否存在不安全、不可靠的风险构造。就目前而言，国内在针对电力系统仿真研发方面主要开发了PSCAD等多元化的电力系统仿真软件。然而，在通信领域，电力系统在规划和运行之前需要对其仿真运行进行分析，那么相关通信企业就研发出了OPNET等通讯系统运行仿真分析软件，以此来提高通信系统运行的安全性与可靠性。对于泛在电力物联网而言，其在未来发展过程当中必然会导致电力网络与通信网络进行更深层次的系统耦合，那么在对整个泛在电力物联网分析过程当中，必须将5G通信技术与电力网进行有效的融合，这样才能对电力物联网系统的运行状态进行仿真实验。因此，要逐渐开发最新的联合仿真方法与仿真软件系统，通过仿真才能准确了解5G通信网与电力网之间存在的影响与联系。对于5G通讯系统而言，虽然其单位功耗较低，但是未来使用5G通讯系统的用户数量会逐渐增多，那么也会增加5G通讯量，从而也会增加5G通讯系统的功耗。此外，在泛在电力物联网建设过程中，还需要建设不同型号的5G通讯基站，这样才能为电力系统的正常运作提供保障，提高通信网络与电力网络之间的能量交换效率，实现供需互动的效果，提高5G通信网与电力网之间联合电力流的控制力度和规范性。

6结束语

综上所述，近几年来，科学技术的不断研发为国家电力系统开发提供了更多的机遇，加快了泛在电力物联网建设的速度。同时，行业内的技术人员将5G通讯技术与泛在电力互联网进行有效的融合，充分发挥5G通讯技术的优势，提高了电力系统运行的安全性与可靠性，促使电网系统向着智能化的方向進行转变，不仅能够推动电力行业的稳定发展，还能创造更多的经济社会价值。

参考文献

[1]王毅，陈启鑫， 张宁，等.5G通信与泛在电力物联网的融合：应用分析与研究展望[J].电网技术，2019，043（005）：1575-1585.

[2]杨东升，王道浩，周博文，等.泛在电力物联网的关键技术与应用前景[J].发电技术， 2019.

[3]巩锐.泛在电力物联网关键技术及其应用前景分析[J].通讯世界，2019， 026（008）：252-253.

作者简介：刘鹏（1977—），男，汉族，四川彭州人，大学本科，工程师，主要从事变电运维管理工作。

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