5G在智慧電力施工中的應(yīng)用

（國網(wǎng)四川省電力公司自貢市榮州供電分公司，四川 自貢 643100）

0 引言

遠程信息溝通能力差以及安防監(jiān)控難度大等是制約智慧電力施工的重要因素之一。將5G技術(shù)應(yīng)用于智慧電力施工中就可以借助其在通信速度、延時情況等方面的優(yōu)勢來全面提升施工現(xiàn)場的管理效果。5G技術(shù)在此類施工中的主要作用是提供智慧電力系統(tǒng)建造所必需的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、改善施工現(xiàn)場的管理效率以及提升遠程通信能力等。

1 5G的技術(shù)優(yōu)勢

網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的持續(xù)增加以及人們對網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的追求不斷地促進者網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新?lián)Q代，新一代的5G技術(shù)相對于上一代的4G技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的峰值方面要高出幾乎兩個數(shù)量級，而且5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸容量也在上一代技術(shù)的基礎(chǔ)上獲得了突破性的進展，4G網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)據(jù)傳輸容量以及信號延時性等方面均全面落后于5G，新一代的技術(shù)可以將上一代技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)信號延時從30到70毫秒壓縮到不超過1毫秒，而人們幾乎感覺不到如此細微的延時問題。由此帶來的直接優(yōu)勢是人們可以借助5G網(wǎng)絡(luò)來穩(wěn)定地操控一些物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備，上一代4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在信號穩(wěn)定性不佳、傳輸容量小、傳輸速率低以及延時率高等方面的缺陷將被5G技術(shù)所攻克[1]。

2 電力施工難點

2.1 信息溝通效率低

火電廠、水電廠以及輸配電方面的工程建設(shè)內(nèi)容通常在專業(yè)性、施工質(zhì)量以及安全管控等方面都具有非常高的要求。有時候需要電力施工的一線技術(shù)人員與圖紙設(shè)計單位進行遠程的溝通并解決相關(guān)技術(shù)問題。例如，有可能在電力施工過程中因為圖紙設(shè)計與實際情況不相符而產(chǎn)生設(shè)計變更的情況。另外，電力施工企業(yè)的總部也需要通過及時的溝通來掌握項目施工動態(tài)、施工進度以及施工過程中產(chǎn)生的各種問題等。因而有時候需要處在不同城市和地區(qū)的項目相關(guān)方通過視頻會議的方式來進行信息溝通,如果企業(yè)在信息溝通的過程中引入5G技術(shù)就可以借助其傳輸速率高、穩(wěn)定性強以及延時率低的特點來實現(xiàn)高質(zhì)量的遠程視頻會議，從而強化了各個參與方的溝通效率。而其施工過程中產(chǎn)生的各種工程資料、運營資料以及其他方面的信息也可以借助5G網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)高速傳輸。

2.2 安全監(jiān)控難度大

電力系統(tǒng)的施工通常涉及土建施工、變壓器安裝、電纜敷設(shè)、橋架安裝、管線安裝等各種作業(yè)內(nèi)容，由此而產(chǎn)生的安全生產(chǎn)威脅主要集中在臨時用電、高處作業(yè)、施工現(xiàn)場的安全保衛(wèi)、火災(zāi)報警以及安全事故的及時發(fā)現(xiàn)和快速應(yīng)對等。然而，此類工程建設(shè)通常存在作業(yè)面復(fù)雜、參與人員多、作業(yè)場地大以及機械設(shè)備多等一系列特點，這種客觀情況容易導(dǎo)致作業(yè)現(xiàn)場的安全隱患排查、違章行為的控制以及安全事故的處理出現(xiàn)較大的困難和滯后性。另外，電力施工中使用的各型號電纜、電氣設(shè)備等都具有非常高的采購成本和售賣價值，因而電力施工現(xiàn)場和材料庫房的安全保衛(wèi)工作也是現(xiàn)場管理中的一大難點。通過人工的方式來開展電力施工現(xiàn)場的安全保衛(wèi)工作和安全管理工作常常難以達到良好的效果，因而有些企業(yè)通過在施工作業(yè)現(xiàn)場以及具有重要保護價值的區(qū)域設(shè)置視頻探頭來的措施來強化管理效果，通過全天候的實時監(jiān)控來及時發(fā)現(xiàn)作業(yè)中的安全隱患、不安全行為以及潛在物資保管危害因素等。不過這些設(shè)備的運行都需要施工企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)通信能力保持良好的穩(wěn)定性和較高的傳輸速率，因而上一代的4G無線通信技術(shù)在相關(guān)管理工作中就體現(xiàn)出一定的不足。

3 智慧電力建設(shè)重點

發(fā)電端。智慧電力在發(fā)電廠的建設(shè)中可以借助5G技術(shù)來實現(xiàn)電廠的智能化安防系統(tǒng)建設(shè)，這些高速運行的5G網(wǎng)絡(luò)可以在火災(zāi)報警、自動滅火、廠區(qū)視頻安全監(jiān)控等方面發(fā)揮出重要的作用。電廠在運行過程中需要借助一系列先進的自動監(jiān)控和運維系統(tǒng)對各種設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時化管理，5G網(wǎng)絡(luò)可以為這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)的處理等環(huán)節(jié)提供強有力的保障。

輸電端。電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行在很大程度上依賴于電力輸電線路以及相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施是否正常無損害，在現(xiàn)代化的管理模式下通常采用人工巡檢和智能監(jiān)控相結(jié)合的方法對電力輸電線路來進行實監(jiān)控，將5G技術(shù)應(yīng)用于這一過程中可以提升電力線路智能監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集能力、傳輸效率以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性[2]。

變電端。電力系統(tǒng)中的核心輸點控制設(shè)備之一就是變電轉(zhuǎn)中的變壓器以及其他配套的監(jiān)控設(shè)備，變電站的運行情況直接對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性等產(chǎn)生非常重要的作用。因而現(xiàn)代化的智慧電力系統(tǒng)中需要通過智能化的監(jiān)控設(shè)備和系統(tǒng)對變電站的運行情況進行實時監(jiān)控，這也是5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮作用的主要場景之一。

配電端。電力系統(tǒng)的運行過程中還可以借助5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配電系統(tǒng)的故障檢測、精準(zhǔn)的負荷控制以及全自動配電等方面提高效率和質(zhì)量。各種智能化的配電管理系統(tǒng)在5G網(wǎng)絡(luò)的支持下可以實現(xiàn)良好的配電功能和管理效率。例如，將5G網(wǎng)絡(luò)接入到配電設(shè)備之后就可以實現(xiàn)這些設(shè)備與自動化主站間的數(shù)據(jù)通信能力，可以讓電力系統(tǒng)的管理人員在遠程的控制室中對配電系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控、信息上報以及遠程控制等。

用電端。普通的用戶可以借助5G技術(shù)來實現(xiàn)日常用電量的高級計量以及智能小區(qū)的建設(shè)等，在這一環(huán)節(jié)中主要是通過廣泛的5G信號接入途徑為各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供良好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，確保其運行的穩(wěn)定性、精確度以及穩(wěn)定性等。

從以上五個方面可以看出5G技術(shù)從電力能源生產(chǎn)、輸配電、終端用電等全流程，來提升其運行的穩(wěn)定性、智能化、自動化以及安全性等。

4 5G施工應(yīng)用

4.1 提供智慧電力建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)條件

智慧電力系統(tǒng)的建設(shè)中需要從發(fā)電廠的監(jiān)控與運營、輸配電裝置的監(jiān)控與運營以及用電端的監(jiān)控與運營來提升整個系統(tǒng)的自動化、智能化以及精準(zhǔn)化水平。而這些智能化的監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備在運行過程中都需要借助5G通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)高速穩(wěn)定的運行。因而5G網(wǎng)絡(luò)是開展智慧電力系統(tǒng)建設(shè)的必備基礎(chǔ)條件之一。因而要實現(xiàn)相關(guān)建設(shè)任務(wù)就必須在電廠、變電站以及輸電線路上設(shè)置專門的5G基站，借此來為各種設(shè)備和系統(tǒng)提供可靠的5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[3]。

4.2 提升通信效率

電力施工企業(yè)在日常管理過程中需要借助各種信息化系統(tǒng)來完成遠程通信和信息交互。例如，一線的施工和管理人員需要將施工現(xiàn)場的進度資料、預(yù)算資料、安全管理資料以及其他類型的工程資料及時的傳輸?shù)狡髽I(yè)的信息化管理系統(tǒng)中，但有時候卻因為施工現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或者速度低下等因素而出現(xiàn)較大的滯后性。另外，有時候施工人員也需要借助網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備與圖紙設(shè)計人員或者總部的管理人員等開展技術(shù)或者管理方面的會議。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在傳輸速率、傳輸容量以及信號的延時率等方面都具有很大的優(yōu)勢，可以有效地支持電力施工管理過程中的各種遠程通信和資料傳輸?shù)裙δ堋?/p>

4.3 改善現(xiàn)場監(jiān)控水平

第一，電力施工企業(yè)可以通過連接有5G通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場視頻監(jiān)控和報警設(shè)備來提升物資管理、防盜等方面的監(jiān)控能力。電力施工中使用的電纜材料中大多利用價值較高的銅芯作為傳導(dǎo)材料，而這些金屬材料的回收利用價值也非常大，這就給某些不法分子提供了目標(biāo)。第二，電氣系統(tǒng)施工過程中需要借助火災(zāi)報警系統(tǒng)來實現(xiàn)重要物資庫房的火災(zāi)監(jiān)控，將5G技術(shù)應(yīng)用于火災(zāi)報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與傳輸中可以極大地提升其穩(wěn)定性和傳輸速率。第三，在施工現(xiàn)場安全隱患排查和不安全行為管理中可以借助5G技術(shù)和無人機來實現(xiàn)施工現(xiàn)場的全面監(jiān)控[4-6]。

4.4 推升施工效率

第一，遠程信息溝通能力的提升可以讓施工企業(yè)在日常管理中大幅度提升其工作效率、降低運營成本。例如，高效率、高質(zhì)量的5G遠程通信系統(tǒng)可以讓施工企業(yè)縮短信息交互的時間、減少差旅成本。第二，現(xiàn)在的電力施工中經(jīng)常使用BIM技術(shù)、信息化系統(tǒng)等提升建筑建模、資料管理等工作的效率和質(zhì)量，而5G技術(shù)可以為這些管理活動提供良好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[7-8]。

5 結(jié)論

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在上一代無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)上大幅度提高了通信速度、降低延時性以及提高了穩(wěn)定性等。在現(xiàn)代化的智慧電力系統(tǒng)建設(shè)中可以借助5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來提高整個系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的監(jiān)控和運營效率，提升電力系統(tǒng)的自動化水平和智能化控制水平等。在施工過程中可以借助5G技術(shù)來提升遠程信息交互速度、提升安全水平以及提高施工效益等。