5G通信技术在智能电网的应用分析

卞思远

摘要：在大力发展智能电网和泛在电力物联网的背景下，通信多元化发展在不同的应用场景下可发挥各自的技术优势。智能电网是国家的发展战略，是未来电网的发展方向，而通信则是智能电网发展的基础。在配电自动化业务中，通信是最为薄弱的环节，严重制约了电力设备智能化程度，在时间进度上也影响了智能电网的发展。所以需要我们进行创新改革，研究5G让其发挥出理想的效果。

关键词：5G 通信技术; 智能电网 ;应用分析

智能电网借助其强大的功能得到人们广泛的关注，不论是在人们的生活还是工作中，都得到普遍的应用。伴随5G通信技术的提升，智能网的发展又进入更深的层次，并具有巨大的应用潜力。在5G通信技术的时代背景下，若想确保智能电网更好地发展，要将二者进行有机的结合，进而促进5G通信技术在智能网中的应用。

一、5G通信技术的概况

5G网络作为第5代移动通信技术，也是当下4G网络的下一代网络。现如今，5G通信技术主要包括无线技术与网络技术两个方面。其中，无线技术涉及多个领域，即MIMO技术、超高密度组网技术、多址接入技术、编码技术等;而网络技术包括切片技术、网络功能重构技术、移动边缘计算机技术等。发展现状。目前，5G已经成为全球研发的关键技术。早在2014年，韩国的三星电子企业就已经开发出以5G通信技术为核心的移动网络技术，经过数年的研发，5G通信技术时代的到来指日可待。与当下普遍应用的4G网络技术相比，5G通信技术具有显著的优势，即速率的提升、容量的增大、延时的降低方面。5G通信技术的速率可以在10Gbps左右，远远超过当前的4G网络技术，是4G网络速度的数10倍;在容量方面，5G通信技术也具有明顯的优势，是4G网络容量的百倍至千倍;在延时方面，5G通信技术的延时可以控制在5～10ms，最低可以控制在1ms。根据这些显著的优势，使得5G通信技术能够成功取替4G网络技术，并成为日后的主流通信技术。在此基础上，5G通信技术在智能设备上也得到了良好的应用。不仅在智能手机和平板电脑上可以广泛应用，还能在健身器、智能手表等移动设备上得到良好的支持，符合时代发展与进步的需求。此外，5G通信技术更加多样化，会在2020年推出全新的技术，并带动其他相关产业的发展，例如芯片、软件、器件等。将5G通信技术与智能电网技术进行有机的结合，将会推动ICT技术的创新。

二、5G通信技术在智能电网上的应用

智能电网是国家的发展战略，是未来电网的发展方向，而通信则是智能电网发展的基础。在配电自动化业务中，通信是最为薄弱的环节，严重制约了电力设备智能化程度，在时间进度上也影响了智能电网的发展。而无线通信技术的发展不仅是在网络部署、投资建设成本、用电侧覆盖、后期扩容维护等方面完胜有线通信技术，还弥补了无线公网话务拥塞、剩余容量小、安全性低的缺点，具有专网专用，容量大，接通率高、安全性高的特性。

当前，围绕电力系统发电、输电、变电、配电、用电全流程，基于5G的大带宽、低时延、广连接特性以及独特的“网络切片”技术，电力行业公司、运营商和设备商在推进5G+智能电网应用落地时主要集中在以下四大典型应用：

一是差动保护。凭借超低时延，5G可以替代光纤做配网差动保护，大幅降低成本。电力的配电网络由配电站和输电线组成，配电站里有输电设备、变压器、配电保护设备（DTU）等，假如全网按照有线连接的方式去部署差动保护，那么对光纤的需求量和部署难度会极大地推高成本。凭借小于10ms的超低时延，5G网络可以代替光纤去做差动保护，实现降本增效。

二是无人巡检。在变电站机器人巡检等电力生产管理中的中低速率移动场景中，具备大带宽特性的5G网络一方面可以对巡检机器人进行移动/飞行控制，在降低人工成本和安全风险的同时大幅提升巡检效率，另一方面还能把高清视频图像及时回传到指挥中心做分析处理，提升运维效率。

三是高级计量。随着家庭和工商业用户对用电信息、电价信息等的知情和管理诉求日益凸显，电力计量需要从传统计量向高级计量演进。具备广连接特性的5G网络可以连接海量的智能电表设备，并提升采集频次，丰富采集内容，实现双向互动，最终满足客户智能用电和个性化服务的需求。

四是安全隔离。5G独特的可定制化的网络切片技术，可端到端保障电网的高隔离性应用，更好地满足电力网络对“行业专网”的诉求，为智能电网不同业务提供差异化的网络服务能力。比如上述三大类场景应用，就可以在5G网络下并行不悖，满足用户对安全性、可靠性和灵活性的多重需求。

智能电网是国家的发展战略，是未来电网的发展方向，而通信则是智能电网发展的基础。在配电自动化业务中，通信是最为薄弱的环节，严重制约了电力设备智能化程度，在时间进度上也影响了智能电网的发展。而无线通信技术的发展不仅是在网络部署、投资建设成本、用电侧覆盖、后期扩容维护等方面完胜有线通信技术，还弥补了无线公网话务拥塞、剩余容量小、安全性低的缺点，具有专网专用，容量大，接通率高、安全性高的特性。近年来，随着行业信息化的不断深入发展，电力系统对通信专网的要求更高了。而电力无线专网和5G网络的出现，借助自身优势，能充分满足电力通信网末端覆盖和通信接入的需求。电力无线专网通过高宽带、低时延的技术特性可实现多媒体信息、数据的回传以及控制命令的下发，在配电自动化、应急抢修、检修及移动资产可视化管理等应用上已取得显著的成效。同样5G超低时延和高可靠性的信息传输特性，也有助于降低电力系统潜在停电影响的范围和时长，当配网局部发生故障时，5G通信系统使得毫秒级自动定位并隔离故障成为可能，从而保障非故障区域的不间断供电，可大幅度提高应急效率。电力系统对于网络安全要求极高，电力无线专网是根据电力行业需求，进行深度定制化开发，实现专网专用的网络，与互联网隔离，杜绝了外界侵入的可能性，能够满足安全需求。

三、总结

5G由于覆盖广、超低时延和高可靠性的信息传输，在用电信息收集、应急抢修等方面具有优势，在智能电网的应用上有显著的作用，但其中也存在着不少的问题，还需要我们进行不断的探究进行解决。

参考文献：

[1] 关于智能电网中无线通信技术的应用研究[J]. 孟子栋.  数字通信世界. 2018（06）

[2] 浅析发展智能电网的重要意义[J]. 许文杰，张晓力，彭博涵，郭卓奇，刘士博.  科技风. 2019（11）

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