電力通信中5G通信技術(shù)應(yīng)用

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司永州供電分公司，湖南 永州 425000）

0 引言

隨著信息時(shí)代的到來，電力通信技術(shù)的質(zhì)量對(duì)于居民日常用電生活水平的影響占比越來越大，無線網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)目旖菪院捅憷允沟脽o線設(shè)備在廣大人民群眾之中越來越受到歡迎。電力通信系統(tǒng)是維持居民生活的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了保證電力系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運(yùn)行，必須加強(qiáng)對(duì)電力信息傳輸?shù)闹匾?，保證電力信息傳輸信道的質(zhì)量。現(xiàn)階段隨著科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)無線信道所需要傳輸?shù)男畔⒈ㄊ皆鲩L(zhǎng)，信道擁堵嚴(yán)重，頻譜資源利用率低，通信質(zhì)量嚴(yán)重下滑，無法滿足電力通信的質(zhì)量需求。5G技術(shù)的出現(xiàn)很及時(shí)地解決了信息擁塞的問題，5G無人機(jī)監(jiān)控技術(shù)和機(jī)器人監(jiān)控技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使得頻譜資源利用率和信息接收和發(fā)送能力大大增強(qiáng)，與現(xiàn)代社會(huì)電力通信的需求能夠相互適應(yīng)[1-3]。因此，電力企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)5G技術(shù)研發(fā)的投入，使5G無線通信技術(shù)能夠融入到電力通信系統(tǒng)中。

1 電力通信中5G技術(shù)分析

5G通信技術(shù)是第五代無線通信技術(shù)，相比于4G有著更快的傳輸速度，目前我國(guó)很多地區(qū)已經(jīng)部署了5G基礎(chǔ)設(shè)施，因此越來越多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也開始接入到5G無線通信網(wǎng)絡(luò)之中。5G無線通信應(yīng)用的是更高頻段的頻譜資源，因此數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸掃h(yuǎn)遠(yuǎn)比之前的無線網(wǎng)絡(luò)要大。帶寬增加了，相應(yīng)數(shù)據(jù)吞吐量也得到了有效提高，因此傳輸速度更快。上海的5G基站測(cè)試過程中，下行通信鏈路的傳輸速度可以達(dá)到每秒1GB，相比于4G有了質(zhì)的飛躍。此外，基于正交頻分，時(shí)分多址等技術(shù)，進(jìn)一步提高了頻譜資源分配和使用效率，減緩了用戶過多時(shí)信道阻塞的情況，減少傳輸時(shí)延。5G通信網(wǎng)絡(luò)相較于4G有著更高的通信速率，因此適用范圍也更廣，不僅限于手機(jī)和平板電腦，在電力通信系統(tǒng)中也能起到重要的作用。目前如何將5G無線通信技術(shù)與電力通信技術(shù)結(jié)合，是技術(shù)人員所要面對(duì)和解決的主要問題[4-5]。只有將兩者結(jié)合起來，才能夠使我國(guó)的電力通信產(chǎn)業(yè)適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和變化，避免被市場(chǎng)所淘汰，在保證電力通信系統(tǒng)正常運(yùn)作的前提下，進(jìn)一步提高通信效率，從而提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 電力通信系統(tǒng)中5G技術(shù)的應(yīng)用

2.1 提高電力數(shù)據(jù)采集效率

電力公司在初期制定供電方案時(shí)，必須要充分的考慮到用電大客戶的特殊情況。大部分的用電大客戶都是高耗能的企業(yè)，容易受到國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和節(jié)能減排的約束，對(duì)于此類情況，供電企業(yè)要充分發(fā)揮5G技術(shù)信息傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，對(duì)用電客戶的信息進(jìn)行及時(shí)的采樣，幫助用電大客戶進(jìn)行耗電情況分析和節(jié)能技術(shù)的改造升級(jí)。5G技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)居民用戶的電表信息進(jìn)行采集，5G具有高帶寬和低時(shí)延特性，頻譜資源利用率高。通過5G網(wǎng)絡(luò)將用戶的電表信息傳送到后臺(tái)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析與云計(jì)算，將用戶進(jìn)行分類，可提供個(gè)性化的服務(wù)，比如提醒用戶及時(shí)交電費(fèi)，辦理個(gè)性化的優(yōu)惠套餐等。此外，5G技術(shù)還可以幫助電力公司明確服務(wù)改造的方向，縮小低壓接電的時(shí)限，明確非居民用戶的低壓業(yè)務(wù)申請(qǐng)辦理的原則，滿足用電客戶的用電需求，對(duì)于一些特殊情況，要進(jìn)行討論，制定科學(xué)合理的決策，保障供電過程中的安全性，對(duì)于接入方案的制定要有靈活性，保障業(yè)擴(kuò)配套工程穩(wěn)定的實(shí)施，使5G技術(shù)能夠充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用[6-8]。

2.2 推動(dòng)智能巡檢技術(shù)應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能機(jī)器人及無人機(jī)等技術(shù)已越來越成熟，如何將該技術(shù)快速應(yīng)用到電力系統(tǒng)中來提高運(yùn)維效率，降低運(yùn)維成本，是電力企業(yè)一直致力于思考與解決的問題。無人機(jī)監(jiān)控需要全方位多角度對(duì)供電電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行感知，除了采集傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，還要采集非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，比如視頻或圖片，對(duì)于帶寬的需求較大。如無人機(jī)電力巡檢業(yè)務(wù)，主要應(yīng)對(duì)高壓，特高壓輸電線路的日常巡查維護(hù)，通過拍攝高清圖片和視頻來輔助檢修人員對(duì)電力線路狀態(tài)做出判斷和處理。配備激光雷達(dá)的無人機(jī)需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)量需要大于200Mpbs帶寬支持，傳統(tǒng)通信方式無法滿足這一通信要求，5G為該項(xiàng)業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了有力支持。輸電線路的無人機(jī)巡檢技術(shù)與5G相結(jié)合，無人機(jī)巡線拍攝的照片能通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到后臺(tái)，坐在家里就能分析線路下方哪些樹竹，哪些外破點(diǎn)對(duì)輸電線路已構(gòu)成威脅，精準(zhǔn)出擊，極大程度減少人工外出成本。此外，變電站內(nèi)智能機(jī)器人巡檢視頻通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)發(fā)送至監(jiān)控后臺(tái)，統(tǒng)一納入實(shí)時(shí)監(jiān)控，可加強(qiáng)對(duì)站內(nèi)人員及設(shè)備運(yùn)行的管理，提升電網(wǎng)安全[9]。

2.3 分布式技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用

目前分布式新能源主要靠電力電子裝置接入電網(wǎng)，電力電子裝置需要高速率，低時(shí)延的通信水平保證其正常運(yùn)行。結(jié)合5G高速率，低時(shí)延，高帶寬的通信特點(diǎn)，可以快速對(duì)新能源進(jìn)行精準(zhǔn)控制。實(shí)時(shí)調(diào)整新能源出力，實(shí)現(xiàn)新能源間的協(xié)調(diào)控制，提高新能源消納能力?；?G可以對(duì)海量配網(wǎng)終端運(yùn)行狀態(tài)量進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與分析處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的全方位多角度感知，以及對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在故障區(qū)域?qū)崿F(xiàn)故障的快速定位，智能調(diào)控以及故障快速精準(zhǔn)處理。在非故障區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)正常業(yè)務(wù)的隔離，保護(hù)正常業(yè)務(wù)的運(yùn)行。隨著分布式新能源，電動(dòng)汽車充電樁以及儲(chǔ)能裝置的大規(guī)模接入，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。為更好的對(duì)電網(wǎng)做協(xié)同調(diào)度以及穩(wěn)定控制，需要實(shí)時(shí)對(duì)新能源，儲(chǔ)能裝置以及負(fù)荷接入產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。目前電力4G無線專網(wǎng)無法承載海量電力數(shù)據(jù)，5G可對(duì)海量分布式電源數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與傳輸，為電網(wǎng)調(diào)控，不同運(yùn)行分析平臺(tái)提供實(shí)時(shí)電源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量分布式電源的實(shí)時(shí)調(diào)度。

2.4 物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用

為了提高電力通信5G無線通信技術(shù)在電力企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)管理的適用性，可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的方式來進(jìn)行信息的管理，因此發(fā)電企業(yè)可以通過建立線上信息管理平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)電力通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)模式的現(xiàn)代化。線上網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能夠有效減少各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息管理程序流程的復(fù)雜度。通過線上的社區(qū)平臺(tái)，電力通信管理流程中的每一環(huán)節(jié)都可以通過線上平臺(tái)清晰反映在監(jiān)管人員眼前，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)信息交流的便利性和可靠性。線上的營(yíng)銷信息管理系統(tǒng)內(nèi)部針對(duì)信息類別和價(jià)值的不同，設(shè)置了分級(jí)安全保障制度，越是重要和機(jī)密的信息，如果發(fā)生異動(dòng)或者某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題或錯(cuò)誤，不僅能夠及時(shí)通知，而且能夠?qū)㈠e(cuò)誤的信息數(shù)據(jù)快速的反饋給管理人員，便于查證。為了防止信息泄露事件的發(fā)生，必須配套完善的安全保障程序，提高數(shù)據(jù)信息管理的安全性，也能夠減少工作人員的負(fù)擔(dān)。目前已經(jīng)有越來越多的供電企業(yè)開始建立自己的線上信息管理平臺(tái)，利用網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)谋憷詠韺?shí)現(xiàn)電力通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新模式。5G技術(shù)通信時(shí)，數(shù)據(jù)的流量很大，信息傳輸?shù)乃俣纫脖容^快，超高頻的傳輸也可以有效降低傳輸時(shí)延，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)，配備相應(yīng)的服務(wù)器，保證電力通信信息的儲(chǔ)存，能夠?yàn)榫€上管理平臺(tái)提供有力支持，提高電力系統(tǒng)無線通信的效率[10]。

3 結(jié)論

綜上所述，本文已經(jīng)對(duì)電力通信系統(tǒng)中5G技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析與論證，5G技術(shù)有效地提升了用戶信息的采集效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量分布式電源的實(shí)時(shí)調(diào)度，結(jié)合無人機(jī)和智能監(jiān)控技術(shù)能夠有效降低電力系統(tǒng)運(yùn)維成本，有利于電力通信的可持續(xù)發(fā)展。