卞思遠(yuǎn)

摘要：在大力發(fā)展智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的背景下，通信多元化發(fā)展在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下可發(fā)揮各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。智能電網(wǎng)是國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略，是未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向，而通信則是智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)。在配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)中，通信是最為薄弱的環(huán)節(jié)，嚴(yán)重制約了電力設(shè)備智能化程度，在時(shí)間進(jìn)度上也影響了智能電網(wǎng)的發(fā)展。所以需要我們進(jìn)行創(chuàng)新改革，研究5G讓其發(fā)揮出理想的效果。

關(guān)鍵詞：5G?通信技術(shù); 智能電網(wǎng) ;應(yīng)用分析

智能電網(wǎng)借助其強(qiáng)大的功能得到人們廣泛的關(guān)注，不論是在人們的生活還是工作中，都得到普遍的應(yīng)用。伴隨5G通信技術(shù)的提升，智能網(wǎng)的發(fā)展又進(jìn)入更深的層次，并具有巨大的應(yīng)用潛力。在5G通信技術(shù)的時(shí)代背景下，若想確保智能電網(wǎng)更好地發(fā)展，要將二者進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，進(jìn)而促進(jìn)5G通信技術(shù)在智能網(wǎng)中的應(yīng)用。

一、5G通信技術(shù)的概況

5G網(wǎng)絡(luò)作為第5代移動(dòng)通信技術(shù)，也是當(dāng)下4G網(wǎng)絡(luò)的下一代網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)如今，5G通信技術(shù)主要包括無(wú)線技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩個(gè)方面。其中，無(wú)線技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域，即MIMO技術(shù)、超高密度組網(wǎng)技術(shù)、多址接入技術(shù)、編碼技術(shù)等;而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括切片技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)功能重構(gòu)技術(shù)、移動(dòng)邊緣計(jì)算機(jī)技術(shù)等。發(fā)展現(xiàn)狀。目前，5G已經(jīng)成為全球研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。早在2014年，韓國(guó)的三星電子企業(yè)就已經(jīng)開發(fā)出以5G通信技術(shù)為核心的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，經(jīng)過(guò)數(shù)年的研發(fā)，5G通信技術(shù)時(shí)代的到來(lái)指日可待。與當(dāng)下普遍應(yīng)用的4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，5G通信技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，即速率的提升、容量的增大、延時(shí)的降低方面。5G通信技術(shù)的速率可以在10Gbps左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是4G網(wǎng)絡(luò)速度的數(shù)10倍;在容量方面，5G通信技術(shù)也具有明顯的優(yōu)勢(shì)，是4G網(wǎng)絡(luò)容量的百倍至千倍;在延時(shí)方面，5G通信技術(shù)的延時(shí)可以控制在5～10ms，最低可以控制在1ms。根據(jù)這些顯著的優(yōu)勢(shì)，使得5G通信技術(shù)能夠成功取替4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并成為日后的主流通信技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，5G通信技術(shù)在智能設(shè)備上也得到了良好的應(yīng)用。不僅在智能手機(jī)和平板電腦上可以廣泛應(yīng)用，還能在健身器、智能手表等移動(dòng)設(shè)備上得到良好的支持，符合時(shí)代發(fā)展與進(jìn)步的需求。此外，5G通信技術(shù)更加多樣化，會(huì)在2020年推出全新的技術(shù)，并帶動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，例如芯片、軟件、器件等。將5G通信技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，將會(huì)推動(dòng)ICT技術(shù)的創(chuàng)新。

二、5G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)上的應(yīng)用

智能電網(wǎng)是國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略，是未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向，而通信則是智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)。在配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)中，通信是最為薄弱的環(huán)節(jié)，嚴(yán)重制約了電力設(shè)備智能化程度，在時(shí)間進(jìn)度上也影響了智能電網(wǎng)的發(fā)展。而無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展不僅是在網(wǎng)絡(luò)部署、投資建設(shè)成本、用電側(cè)覆蓋、后期擴(kuò)容維護(hù)等方面完勝有線通信技術(shù)，還彌補(bǔ)了無(wú)線公網(wǎng)話務(wù)擁塞、剩余容量小、安全性低的缺點(diǎn)，具有專網(wǎng)專用，容量大，接通率高、安全性高的特性。

當(dāng)前，圍繞電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電全流程，基于5G的大帶寬、低時(shí)延、廣連接特性以及獨(dú)特的“網(wǎng)絡(luò)切片”技術(shù)，電力行業(yè)公司、運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商在推進(jìn)5G+智能電網(wǎng)應(yīng)用落地時(shí)主要集中在以下四大典型應(yīng)用：

一是差動(dòng)保護(hù)。憑借超低時(shí)延，5G可以替代光纖做配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)，大幅降低成本。電力的配電網(wǎng)絡(luò)由配電站和輸電線組成，配電站里有輸電設(shè)備、變壓器、配電保護(hù)設(shè)備（DTU）等，假如全網(wǎng)按照有線連接的方式去部署差動(dòng)保護(hù)，那么對(duì)光纖的需求量和部署難度會(huì)極大地推高成本。憑借小于10ms的超低時(shí)延，5G網(wǎng)絡(luò)可以代替光纖去做差動(dòng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)降本增效。

二是無(wú)人巡檢。在變電站機(jī)器人巡檢等電力生產(chǎn)管理中的中低速率移動(dòng)場(chǎng)景中，具備大帶寬特性的5G網(wǎng)絡(luò)一方面可以對(duì)巡檢機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)/飛行控制，在降低人工成本和安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)大幅提升巡檢效率，另一方面還能把高清視頻圖像及時(shí)回傳到指揮中心做分析處理，提升運(yùn)維效率。

三是高級(jí)計(jì)量。隨著家庭和工商業(yè)用戶對(duì)用電信息、電價(jià)信息等的知情和管理訴求日益凸顯，電力計(jì)量需要從傳統(tǒng)計(jì)量向高級(jí)計(jì)量演進(jìn)。具備廣連接特性的5G網(wǎng)絡(luò)可以連接海量的智能電表設(shè)備，并提升采集頻次，豐富采集內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)，最終滿足客戶智能用電和個(gè)性化服務(wù)的需求。

四是安全隔離。5G獨(dú)特的可定制化的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可端到端保障電網(wǎng)的高隔離性應(yīng)用，更好地滿足電力網(wǎng)絡(luò)對(duì)“行業(yè)專網(wǎng)”的訴求，為智能電網(wǎng)不同業(yè)務(wù)提供差異化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。比如上述三大類場(chǎng)景應(yīng)用，就可以在5G網(wǎng)絡(luò)下并行不悖，滿足用戶對(duì)安全性、可靠性和靈活性的多重需求。

智能電網(wǎng)是國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略，是未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向，而通信則是智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)。在配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)中，通信是最為薄弱的環(huán)節(jié)，嚴(yán)重制約了電力設(shè)備智能化程度，在時(shí)間進(jìn)度上也影響了智能電網(wǎng)的發(fā)展。而無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展不僅是在網(wǎng)絡(luò)部署、投資建設(shè)成本、用電側(cè)覆蓋、后期擴(kuò)容維護(hù)等方面完勝有線通信技術(shù)，還彌補(bǔ)了無(wú)線公網(wǎng)話務(wù)擁塞、剩余容量小、安全性低的缺點(diǎn)，具有專網(wǎng)專用，容量大，接通率高、安全性高的特性。近年來(lái)，隨著行業(yè)信息化的不斷深入發(fā)展，電力系統(tǒng)對(duì)通信專網(wǎng)的要求更高了。而電力無(wú)線專網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，借助自身優(yōu)勢(shì)，能充分滿足電力通信網(wǎng)末端覆蓋和通信接入的需求。電力無(wú)線專網(wǎng)通過(guò)高寬帶、低時(shí)延的技術(shù)特性可實(shí)現(xiàn)多媒體信息、數(shù)據(jù)的回傳以及控制命令的下發(fā)，在配電自動(dòng)化、應(yīng)急搶修、檢修及移動(dòng)資產(chǎn)可視化管理等應(yīng)用上已取得顯著的成效。同樣5G超低時(shí)延和高可靠性的信息傳輸特性，也有助于降低電力系統(tǒng)潛在停電影響的范圍和時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)配網(wǎng)局部發(fā)生故障時(shí)，5G通信系統(tǒng)使得毫秒級(jí)自動(dòng)定位并隔離故障成為可能，從而保障非故障區(qū)域的不間斷供電，可大幅度提高應(yīng)急效率。電力系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全要求極高，電力無(wú)線專網(wǎng)是根據(jù)電力行業(yè)需求，進(jìn)行深度定制化開發(fā)，實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)專用的網(wǎng)絡(luò)，與互聯(lián)網(wǎng)隔離，杜絕了外界侵入的可能性，能夠滿足安全需求。

三、總結(jié)

5G由于覆蓋廣、超低時(shí)延和高可靠性的信息傳輸，在用電信息收集、應(yīng)急搶修等方面具有優(yōu)勢(shì)，在智能電網(wǎng)的應(yīng)用上有顯著的作用，但其中也存在著不少的問(wèn)題，還需要我們進(jìn)行不斷的探究進(jìn)行解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]?關(guān)于智能電網(wǎng)中無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 孟子棟.??數(shù)字通信世界.?2018（06）

[2]?淺析發(fā)展智能電網(wǎng)的重要意義[J]. 許文杰，張曉力，彭博涵，郭卓奇，劉士博.??科技風(fēng).?2019（11）

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