5G通信技術(shù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的探索

林沐

摘要：第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（以下簡(jiǎn)稱5G）高帶寬、低延遲的特點(diǎn)，在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、人機(jī)交互的目標(biāo)提供了有力保障。本文研究了5G在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。首先介紹了5G技術(shù)的主要概念，其次總結(jié)了國(guó)內(nèi)外主流物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，重點(diǎn)介紹了5G的原理和特點(diǎn)。然后，深入分析了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)和對(duì)通信服務(wù)的需求;研究了5G的三種主要應(yīng)用場(chǎng)景以及每種場(chǎng)景下可能的電力業(yè)務(wù)，并指出現(xiàn)階段5G通信技術(shù)就在電力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用存在的問(wèn)題;最后重點(diǎn)分析了5G通信技術(shù)在電力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的優(yōu)化應(yīng)用策略，希望為現(xiàn)代通信技術(shù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用工作提供一些有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：5G通信技術(shù);泛在電力物聯(lián)網(wǎng);應(yīng)用探索

電力工業(yè)在國(guó)家發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。我國(guó)關(guān)于現(xiàn)代電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)工作十分重視，并提出了“三型兩網(wǎng)”的發(fā)展戰(zhàn)略，其中“兩網(wǎng)”主要指智能電網(wǎng)和電力物聯(lián)網(wǎng)。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展離不開數(shù)據(jù)支持。能源互聯(lián)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，無(wú)處不在的電力物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)的重要途徑。構(gòu)建無(wú)所不在的電力物聯(lián)網(wǎng)迫在眉睫。我國(guó)電力系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了重要節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)互聯(lián)，但是關(guān)于大量的用戶端數(shù)據(jù)以及邊緣數(shù)據(jù)缺乏收集與相應(yīng)的應(yīng)用。想要充分利用這些數(shù)據(jù)，就需要加強(qiáng)對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，推動(dòng)電力系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)工作數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，大力提高數(shù)據(jù)自動(dòng)采集能力，對(duì)電力通信技術(shù)提出更高的要求。

一、5G技術(shù)的概述

5G技術(shù)不同于傳統(tǒng)的4G技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)不僅具有跨時(shí)代的意義，同時(shí)對(duì)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了深刻的變革，5G通信技術(shù)的發(fā)展在我國(guó)通信技術(shù)發(fā)展過(guò)程中具有里程碑式的意義。

在當(dāng)前關(guān)于5G技術(shù)的各項(xiàng)研究中，主要集中于電力物聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中5G技術(shù)的應(yīng)用上。這種研究?jī)?nèi)容不是個(gè)例，而是大多數(shù)具有高科技研發(fā)能力的國(guó)家的共同研究的內(nèi)容。5G技術(shù)的普及主要應(yīng)用于現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工業(yè)、科研等諸多領(lǐng)域，對(duì)推動(dòng)我國(guó)的全面發(fā)展具有重要意義和作用。5G技術(shù)的普遍應(yīng)用也將提高相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)效率。但值得注意的是，5G技術(shù)研發(fā)中仍存在許多技術(shù)難題。一旦這些技術(shù)問(wèn)題得到解決，中國(guó)乃至世界的發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代，這在一定程度上可以促進(jìn)人類文明的進(jìn)步和發(fā)展。

二、5G通信技術(shù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用概述

目前，電力系統(tǒng)在高壓傳輸層通過(guò)光纖通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)。然而，在配電網(wǎng)層面，考慮到成本、環(huán)境和抗自然災(zāi)害等一系列問(wèn)題，很難實(shí)現(xiàn)光纖的全覆蓋。電力無(wú)線專網(wǎng)無(wú)疑已成為鑿穿電網(wǎng)通信“最后一公里”的重要途徑。近年來(lái)，基于4G的電力無(wú)線專網(wǎng)建設(shè)取得了良好的效果，但4G的一些性能指標(biāo)不能滿足無(wú)處不在的電力物聯(lián)網(wǎng)接入要求。與4G相比，5G具有超高速、超低延遲、超寬連接的特點(diǎn)，這種特點(diǎn)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中的通信需求明顯契合。自2019年以來(lái)，世界各國(guó)的5G通信技術(shù)正進(jìn)入商業(yè)部署的關(guān)鍵時(shí)期。中國(guó)工業(yè)和信息化部頒發(fā)了5G業(yè)務(wù)許可證，標(biāo)志著5G業(yè)務(wù)在中國(guó)進(jìn)入起步發(fā)展階段。

在現(xiàn)代通信技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，5G技術(shù)的發(fā)展主要立足于4G技術(shù)的基礎(chǔ)。在具體應(yīng)用過(guò)程中，它將給我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展帶來(lái)巨大的變化。5G技術(shù)的具體實(shí)施和應(yīng)用主要取決于電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。將電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到5G網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)與設(shè)計(jì)活動(dòng)中具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，將極大地改變國(guó)民的日常生活。此外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和深化應(yīng)用也是推動(dòng)5G技術(shù)發(fā)展和深化的重要因素?，F(xiàn)階段，我國(guó)在相關(guān)技術(shù)開發(fā)和研究過(guò)程中，應(yīng)注重現(xiàn)代信息技術(shù)與電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)兩者的科學(xué)發(fā)展。在當(dāng)前國(guó)際形勢(shì)下，各國(guó)對(duì)5G通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究正處于白熱化競(jìng)爭(zhēng)階段。在這樣一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，我國(guó)要把握時(shí)代發(fā)展的潮流，牢牢掌握科技發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，重點(diǎn)推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和進(jìn)步。

三、5G通信技術(shù)就在電力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用存在的問(wèn)題

（一）智能數(shù)據(jù)分析水平低

據(jù)了解，目前5G通信技術(shù)還沒有在全國(guó)范圍內(nèi)普及，電力系統(tǒng)的信息處理工作也沒有在技術(shù)層面上取得重大突破。主要原因是智能數(shù)據(jù)分析方案推廣范圍較低。目前，我們對(duì)云計(jì)算智能數(shù)據(jù)信息分析技術(shù)的普及關(guān)注不夠，在建設(shè)5G通信網(wǎng)絡(luò)速率時(shí)，沒有得到相關(guān)技術(shù)和信息的支持。在多種因素共同作用下，國(guó)內(nèi)智能化數(shù)據(jù)分析水平未能跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，難以為5G技術(shù)的推廣奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）5G通信技術(shù)信息應(yīng)用深度不足

在當(dāng)前的5G通信技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，特別是相關(guān)技術(shù)電力物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)速率方面仍然缺乏必要的重視。所以很多電力電部門在對(duì)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析的過(guò)程中，難以把握無(wú)約束通信網(wǎng)絡(luò)密度特征的主要內(nèi)容，也無(wú)法充分發(fā)揮電力系統(tǒng)信息資源采集的優(yōu)勢(shì)，這直接導(dǎo)致5G通信技術(shù)在信息應(yīng)用上無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的深度。

（三）通信基站建設(shè)與電網(wǎng)協(xié)調(diào)不足

現(xiàn)階段我國(guó)的5G通信技術(shù)尚未完全推廣普及，其推廣的廣度還沒有達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。造成這種問(wèn)題有多項(xiàng)因素，最為主要原因在于當(dāng)前我國(guó)通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)水平相對(duì)較低，特別是在推動(dòng)5G通信技術(shù)的探索應(yīng)用過(guò)程中，由于關(guān)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的深入研究不足，實(shí)際操作能力和效果相對(duì)較低。此外，人們未能確定電網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)的突出建設(shè)價(jià)值，通信基站服務(wù)價(jià)值也沒有其他進(jìn)展。

（四）5G通信系統(tǒng)的能量管理不夠標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前眾多工作人員，特別是5G通信技術(shù)的開發(fā)者對(duì)通信基站的能耗關(guān)注程度不夠，很多開發(fā)人員沒有系統(tǒng)性的分析通信基站高能耗的主要原因，在通信系統(tǒng)異常狀態(tài)的研究中，很難獲得相應(yīng)的研究成果。在此背景下，相關(guān)人員也未能結(jié)合基站技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)5G通信技術(shù)和5G通信系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的能量管理。

四、5G通信技術(shù)在電力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的優(yōu)化應(yīng)用策略

（一）提高智能數(shù)據(jù)分析水平

在探索和應(yīng)用5G通信技術(shù)的過(guò)程中，相關(guān)人員必須對(duì)智能數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析和討論，以確保不受限制的信息和不受限制的通用技術(shù)能夠充分發(fā)揮其價(jià)值。特別是在電力系統(tǒng)管理過(guò)程中，信息處理與分析具有重要的應(yīng)用價(jià)值。如果數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性不高，智能數(shù)據(jù)開發(fā)的水平也會(huì)受到影響。為了使互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度滿足人們的實(shí)際需要，推動(dòng)5G通信技術(shù)的深入研究十分重要，5G技術(shù)的應(yīng)用不僅可以推動(dòng)現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步完善，而且可以保證物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和完善。為了保證智能數(shù)據(jù)與各元素之間的關(guān)系始終遵循一致性的特點(diǎn)，在智能數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，工作人員需要使用相關(guān)公式進(jìn)行一系列的計(jì)算操作。

為了進(jìn)行智能數(shù)據(jù)分析，我們需要花費(fèi)時(shí)間和精力研究5G通信網(wǎng)絡(luò)，特別是5G通信網(wǎng)絡(luò)的速率和時(shí)延?？疾爝@些指標(biāo)的突出性，以確保電力物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際使用過(guò)程中能夠更好地占據(jù)終端信息控制的位置。在終端信息控制工作中，電力物聯(lián)網(wǎng)占據(jù)有利地位后，可借助云實(shí)現(xiàn)信息資源上傳，滿足5G技術(shù)推廣應(yīng)用的實(shí)際需要。花費(fèi)相應(yīng)的時(shí)間和精力調(diào)查研究數(shù)據(jù)中心的基本功能，以期在智能數(shù)據(jù)分析中獲得更好的分析結(jié)果，為數(shù)據(jù)中心深入學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)的發(fā)展提供完整的支持。

（二）提升5G通信技術(shù)的信息應(yīng)用深度

工作人員和技術(shù)開發(fā)人員要立足于現(xiàn)代電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的總體戰(zhàn)略，依據(jù)電力工作的實(shí)際發(fā)展需求分析當(dāng)前5G通信技術(shù)發(fā)展過(guò)程中信息應(yīng)用深度的相關(guān)內(nèi)容，并進(jìn)行一系列調(diào)研，使5G通信技術(shù)滿足信息應(yīng)用深度和廣度的多樣化需求，滿足人們對(duì)信息資源應(yīng)用的規(guī)劃。只有在對(duì)5G通信技術(shù)信息應(yīng)用深度進(jìn)行合理調(diào)查分析的前提下，才能獲得更多的5G通信技術(shù)數(shù)據(jù)和信息，確保其技術(shù)價(jià)值得到充分發(fā)揮。

（三）提高通信基站與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)水平

現(xiàn)代電力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)的性能以及相應(yīng)的信息資源提出了更多的要求。所以，在管理5G通信基站的過(guò)程中工作人員必須根據(jù)實(shí)際需要，制定有針對(duì)性的通信基站與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制方案。為了使鋰電池在能量密度控制中發(fā)揮應(yīng)有的價(jià)值，現(xiàn)場(chǎng)工作人員還需要總結(jié)和調(diào)查無(wú)限制通信基站的處理情況。同時(shí)，相關(guān)人員還需要根據(jù)當(dāng)前5G通信技術(shù)的發(fā)展和儲(chǔ)能電源的特點(diǎn)，從電網(wǎng)調(diào)頻的角度進(jìn)行技術(shù)分析，從而保證基站蓄電池能滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的實(shí)際需要。

（四）提高5G通信技術(shù)能源管理標(biāo)準(zhǔn)化水平

5G通信技術(shù)的應(yīng)用效果取決于應(yīng)用設(shè)計(jì)的質(zhì)量。所以在設(shè)計(jì)5G通信系統(tǒng)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要重點(diǎn)關(guān)注通信基站的能耗情況，并根據(jù)4G基站的特點(diǎn)，不斷提高5G通信系統(tǒng)的實(shí)際能耗需求，從而保證能量管理的價(jià)值。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，2019年我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入流量消耗約為42億，相應(yīng)GDP同比增長(zhǎng)105%，網(wǎng)絡(luò)用戶的月平均互聯(lián)網(wǎng)接入流量為390MB，同比增長(zhǎng)為90.2%。從這些數(shù)據(jù)和信息可以看出，現(xiàn)階段很多5G通信系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，關(guān)于通信系統(tǒng)的載波不夠關(guān)注。相關(guān)人員沒有根據(jù)空中傳輸距離的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的能量管理。那么完善5G通信技術(shù)，規(guī)范能源管理十分必要。它可以根據(jù)信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)進(jìn)行一系列的能量管理。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，5G技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類文明進(jìn)步具有里程碑意義。從我國(guó)發(fā)展的角度考慮，5G技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用是推動(dòng)我國(guó)社會(huì)產(chǎn)業(yè)變革的重要途徑?；谶@一發(fā)展視角，我們必須結(jié)合相關(guān)技術(shù)和發(fā)展優(yōu)勢(shì)，對(duì)5G技術(shù)進(jìn)行深入研究和開發(fā)，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)的早期成熟應(yīng)用，推動(dòng)相產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。此外，在相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)的科學(xué)研發(fā)，還需要在專家之間進(jìn)行合理的溝通和交流，實(shí)現(xiàn)技術(shù)人員之間的技術(shù)交流，實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的科學(xué)研究與開發(fā)。

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