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

吳俊

摘要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，社會(huì)各界對(duì)于我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展，尤其是新時(shí)期5G物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展等方面越來(lái)越關(guān)注。作為4G網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)之后的新一代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，在2020年預(yù)計(jì)5G時(shí)代將全面來(lái)臨。因此如何在此種環(huán)境背景下，深入系統(tǒng)地探究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)同電力系統(tǒng)的融合發(fā)展手段，推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，成為了相關(guān)領(lǐng)域工作人員的工作重點(diǎn)之一。本文主要分析探討了5G時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，以供參閱。

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

電力電子技術(shù)的發(fā)展，讓電力系統(tǒng)變?yōu)橐粋€(gè)多傳感器系統(tǒng)；而通信技術(shù)的發(fā)展，又令電力系統(tǒng)在多傳感器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上升級(jí)為一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。在即將到來(lái)的5G時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)必將迎來(lái)新一輪的技術(shù)飛躍，得益于此，電力系統(tǒng)也將朝著更可靠、更高效、更智能的方向發(fā)展。

1 5G時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.1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

堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的一大特點(diǎn)就是清潔能源的大力利用。比如風(fēng)能，根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2017上半年全國(guó)風(fēng)電新增并網(wǎng)容量601萬(wàn)kW，截至6月底，累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到1.54億kW。盡管如此，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電仍然面臨著棄風(fēng)限電的難題，僅2012年就浪費(fèi)電力2000億kW·h，經(jīng)濟(jì)損失超百億。如今仍然有一半的風(fēng)電廠沒(méi)有盈利。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可在風(fēng)機(jī)設(shè)備上加裝先進(jìn)的傳感系統(tǒng)，借助傳感測(cè)量技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析風(fēng)機(jī)出力受天氣變化的影響情況，實(shí)現(xiàn)根據(jù)天氣情況實(shí)時(shí)調(diào)整風(fēng)機(jī)出力，以此避免棄風(fēng)限電問(wèn)題；借助無(wú)線通信技術(shù)，調(diào)度中心可實(shí)時(shí)掌握風(fēng)力機(jī)的出力情況，從而更好地進(jìn)行調(diào)度，進(jìn)而確保分布式電源出力在可控范圍之內(nèi)。如此，可大大提高清潔能源的利用率。

1.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)變電環(huán)節(jié)中應(yīng)用

在電力系統(tǒng)變電環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)的智能化技術(shù)有助于完成變電站的電壓和電流的變換。物聯(lián)網(wǎng)的智能化技術(shù)有利于變電站實(shí)現(xiàn)智能化模式。變電站可以自動(dòng)完成對(duì)信息、數(shù)據(jù)的采集和對(duì)電壓的變換測(cè)量和把控，減少人員支出。長(zhǎng)期使用變電站，要求定時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和維修。利用物聯(lián)網(wǎng)的智能化技術(shù)和5G快速運(yùn)行模式，可以根據(jù)當(dāng)天的操作，實(shí)時(shí)更新變電站的檢測(cè)結(jié)果，在檢測(cè)的同時(shí)，將檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果傳送至相關(guān)維修人員，以便其及時(shí)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，并決定是否進(jìn)行維修。物聯(lián)網(wǎng)和5G的結(jié)合，提高了檢測(cè)效率，明確了檢測(cè)結(jié)果，有效保證了變電站的安全使用。此外，在檢測(cè)地下電纜時(shí)，先運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)關(guān)聯(lián)地下電纜，然后檢測(cè)所有關(guān)聯(lián)電纜，將檢測(cè)結(jié)果第一時(shí)間輸送到檢測(cè)部門，由檢測(cè)部門對(duì)相關(guān)結(jié)果進(jìn)行分析。其中，絕緣狀態(tài)和輸送狀態(tài)的數(shù)據(jù)檢測(cè)分析尤為重要，直接影響電纜的使用。隨著5G技術(shù)的成熟，相關(guān)專家建議，可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)對(duì)變電站和地下電纜進(jìn)行問(wèn)題檢測(cè)和預(yù)防，保障變電站的安全運(yùn)行，進(jìn)而保障整個(gè)變電系統(tǒng)的完整性和安全性。

1.3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

輸配電環(huán)節(jié)是電力系統(tǒng)供配電領(lǐng)域中的關(guān)鍵組成部分。在電力系統(tǒng)的輸電環(huán)節(jié)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在傳感器的部署和應(yīng)用方面。在電力系統(tǒng)的供配電環(huán)節(jié)中，相關(guān)領(lǐng)域的工作人員可以通過(guò)在輸電線路當(dāng)中安裝智能化傳感器的方式，對(duì)線路的輸配電狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。將線路損耗、絕緣損耗、異常故常等運(yùn)行狀態(tài)消息及時(shí)地反饋到系統(tǒng)的監(jiān)管中心當(dāng)中。工作人員根據(jù)調(diào)度人員的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)輸電系統(tǒng)的方案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。除此之外，近幾年無(wú)人機(jī)巡查和檢驗(yàn)技術(shù)等也在電力系統(tǒng)當(dāng)中逐漸興起。此種巡查方式是將無(wú)人機(jī)設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相互結(jié)合，通過(guò)無(wú)線通訊的方式，幫助工作人員盡可能全面地掌握輸配電環(huán)節(jié)的情況。5G時(shí)代背景下，物聯(lián)網(wǎng)的通訊速度和通訊質(zhì)量等都得到了全面提升。無(wú)人機(jī)在5G科學(xué)技術(shù)的支持下，可以提升拍攝和傳輸圖片的數(shù)量和質(zhì)量，增強(qiáng)了巡檢環(huán)節(jié)的可靠性和有效性。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，無(wú)人機(jī)巡檢工作可以擺脫地理和環(huán)境等因素的影響，提供一種更為可靠的新型巡檢模式，提高我國(guó)電力系統(tǒng)的輸電水平。對(duì)于配電環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，大量新型的分布式電源的計(jì)入，推動(dòng)了智能化電動(dòng)汽車和智能家用電氣等新型生活器具的產(chǎn)生。分布式電源以其良好的接納能力，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)納入到系統(tǒng)內(nèi)部，通過(guò)跟蹤負(fù)荷曲線的變化情況，及時(shí)了解和掌握系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

1.4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)用電環(huán)節(jié)中應(yīng)用

靈活負(fù)荷（FlexibleLoad，F(xiàn)L）的出現(xiàn)，不僅方便了ADN進(jìn)行主動(dòng)管理和主動(dòng)控制，它們本身在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐下，也可以主動(dòng)參與到ADN的運(yùn)行管理中。比如近幾年興起的降低電壓節(jié)能技術(shù)，依靠的正是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在智能電表和高級(jí)計(jì)量設(shè)施等對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行分析判斷后，保證其安全可靠運(yùn)行的前提下，通過(guò)適當(dāng)?shù)亟档推潆妷簛?lái)減少用電量，這對(duì)我國(guó)節(jié)能減排事業(yè)具有重大意義。近幾年來(lái)，世界各國(guó)和我國(guó)的電動(dòng)汽車（ElectricVehicle，EV）保有量迅速增長(zhǎng)，ADN對(duì)其進(jìn)行可靠有效的管理也是未來(lái)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。比如借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，便可充分考慮EV的行駛習(xí)慣、負(fù)荷特性等，結(jié)合市場(chǎng)電價(jià)和ADN運(yùn)行情況，有效地管理EV的充放電，形成專門特殊的運(yùn)營(yíng)模式。

2物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用以及發(fā)展

電力系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該對(duì)輸電技術(shù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，使其成為配電網(wǎng)絡(luò)中的主要通信途徑和手段。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠改善輸電通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，提高輸電通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用，實(shí)現(xiàn)公網(wǎng)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中一些難以實(shí)現(xiàn)的功能，能夠在電力應(yīng)急情況下抵御惡劣氣候環(huán)境，增強(qiáng)抗災(zāi)抗險(xiǎn)的通信體系。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電力通訊系統(tǒng)的融合下，可以有效地開(kāi)展電力通信專網(wǎng)未覆蓋的部分生產(chǎn)場(chǎng)所（移動(dòng)生產(chǎn)檢修巡檢業(yè)務(wù)、電壓監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)）和營(yíng)業(yè)場(chǎng)所接入、配網(wǎng)自動(dòng)化接入、客戶服務(wù)、辦公電話、計(jì)量、應(yīng)急燈業(yè)務(wù)等的通信業(yè)務(wù)。

3結(jié)束語(yǔ)

在通信技術(shù)發(fā)展迅猛的今天，物聯(lián)網(wǎng)也迎來(lái)了高速的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)其實(shí)是起到了承上啟下的作用，未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會(huì)圍繞政府、企業(yè)、消費(fèi)者衍生出更多樣化的應(yīng)用，創(chuàng)造出巨大的社會(huì)價(jià)值。目前全球移動(dòng)通信已經(jīng)將5G作為研究的熱門，在即將到來(lái)的5G時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)將使“萬(wàn)物互聯(lián)”成為可能，也必將促使電力通信系統(tǒng)快速發(fā)展。

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（作者單位：天津天源國(guó)電電力技術(shù)有限公司）