5G时代物联网技术在电力系统中的应用

王炬 周薇

摘要：作为新兴的网络互连技术，物联网技术为各种物品与网络之间架起了互连的桥梁，在电力系统中，电力用户之间以及电力用户与电网公司之间的关系是最为主要的两种关系，而通过物联网与电力系统的融合能够把它们联系在一起，实现了网络数据的互联，提升了电力系统运行的时效性。为了进一步实现智能电网的目标，电力系统在5G时代下就必须利用好物联网技术，促进电力系统从传统电网向智能电网多元化的发展，从而更好的满足社会发展的需要。

关键词：5G时代;物联网技术;电力系统

一、5G时代与物联网系统的发展

中华人民共和国工业和信息化部门颁布的《物联网“十二五”的发展规划》中指出，更大程度地发挥物联网作用，需要加大对物联网应用和发展的推进力度，不断更新相关方面的技术和应用，实现在现有基础上的创新突破。当前，物联网的中心内容是互联网。它是在互联网的基础上进行优化和提升的。物聯网是通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，在规定的范围内进行物物之间的关联和信息交换。

物联网技术之所以得到发展，首先是由于5G时代的到来，通信技术不断发展，很大程度上丰富了物联网的发展内容。其次，伴随着技术方面不断的创新和研发，现阶段的物联网具备智能感知、技术识别系统和信息通信等技术。在物联网飞速发展的大背景下，电力系统的发展也在逐步提升，智能感知技术和自动化信息技术更是得到了广泛应用。伴随着物联网系统的逐渐完善，电力系统步入全新的物联网电力系统时代。

与物联网息息相关的是即将到来的5G时代。在当前信息技术快速发展的前提下，5G逐渐被全世界的通信技术所接受，已成为最新的研究和探索项目。5G时代的到来，为通信技术的发展带来了众多好处。5G的运行提高了网速，对移动通信设备相关厂商而言，是一个扭转命运的机会。对于用户，5G的运行能够加快设备运行速度，满足使用需求。伴随着5G时代的到来，物与物之间进行关联变得更为广泛。5G关联物品的速度约是4G的20倍，延时和功耗变得更低，可实现更具体、更有针对性的信息交换优化。对于万物相互关联的物联网来说，5G的到来发挥了重要作用。5G打开了智能化技术的大门，而智能化的应用方便了人们的生活。智能化管理在很大程度上提升了物联网的利用效率，降低了电力能源和其他能源的消耗，促使物联网在5G背景下不断平稳发展。

二、5G时代物联网技术在电力系统中的采用

2.1物联网技术在电力系统发电环节中应用

随着5G移动通信技术的即将到来，有力推动了物联网、车联网等各种网络信息技术的发展和应用。由于5G技术拥有十倍于4G技术的数据交换和传播速度，并具有超大容量和低时延等特点，提高了信息交换的时效性。风力发电虽然属于绿色清洁的能源，但是由于其发电技术的经济效益较低，造成大量电力资源的浪费和发电厂的亏损，通过对风力发电系统的物联网技术改造，能够通过各种内嵌传感器节点结构对天气和风力的变化进行实时数据的测量和分析，并根据数据分析的结果而只能操控风力发电机的运转，降低风力发电的成本支出，从而能够较好的处理弃风限电的问题。

2.2物联网技术在电力系统变电环节中应用

通过物联网技术的应用，能够实现变电站的智能化操作，使得变电站在各种内嵌传感器的基础上，实现对电压、电流的信息数据采集以及智能测量和转换，从而降低人工成本的支出。在变电站的长期运行过程中，需要对其做定期检修，以确保变电站的稳定运行。

通过物联网的遥感监测和5G网络的低延时、高速率优势，能够实现变电站监测数据实时上传，相关检修人员通过对实时监测数据的分析，安排变电站的检修计划。通过5G移动网络技术物联网的融合，不但实现了变电站的实时检测，还提高了检修的时效，确保了变电站的正常运行。另外，在对地下电缆进行检修时，可将传感器内嵌到地下电缆中，然后通过物联网技术实现对关联电缆的即时监测，并将相关数据传给检修部门进行分析、判断和决策。在5G技术的支持下，物联网技术能够实现对变电站和地下电缆的实时监测，从而能够及时有效的排除生产安全隐患，确保了变电系统运行的安全稳定。

2.3物联网技术在电力系统输配电环节中应用

在电力系统的输配电环节，智能传感器能够把输配电线路出现的故障及意外情况即时传输到监测系统，监测人员通过传输的数据来对输电线路进行故障分析和排除，从而做到故障的及时发现和及时解决，从而实现了输配电系统的优化配置。另外，监测部门还能够使用无人机载传感器来巡检区域内的输电线路，并通过机载摄像机对线路的故障问题进行摄录，从而为监测人员提供线路故障的高清数据。由于5G技术的高带宽、低延时等特点，大大提高了故障影像的传输速率，能够让监测部门及时掌握故障问题，从而确保输电线路的稳定运行。另外，通过物联网技术和5G技术的应用，能够对电力用户的用电功率进行监测和分析，从而对电力输送进行及时调整，从而实现电力资源的优化配置，提高电能的利用率，评估配电的风险，提高配电系统的传送效率。

2.4物联网技术在电力系统用电环节中应用

在5G技术的支持下，物联网技术还在电力系统的用电环节起到了积极的作用。通过传感器测量技术的广泛使用，能够对在网的每一位电力用户及电网的节点进行监控，并实现多个节点之间数据信息的双向互动。具体而言，就是在各种用电设备中嵌入传感芯片，通过用电设备运行规律来达到节能省电的目的，当监测到屋里无人时实现照明系统的自动关闭。同时，通过物联网技术还能实现与电力价格信息的关联，并以此来优化配置用电设备，为电力用户节省用电支出。在电力计量计费等环节，通过物联网技术能够实现电表的自动统计、抄送，并从相应电力用户电费账户中自动收缴，这样不但节省了人工抄表的成本支出，还降低了人工操作失误所造成的问题概率。另外，还可以通过用电数据的统计分析，避免电力偷窃行为的发生。

2.5物联网技术在应急通信环节中应用

电力系统的“发输配用”涉及到较多的环节范围，以及各种类型、数量繁多的终端设备，每时每刻都有可能出现安全事故，为此必须要建立其高效运转的应急通信保障系统。在传统的应急保障工作中，抢险检修人员只用在事故发生后才能赶赴现场，并检查故障源并上报指挥中心，然后由指挥中心制定应急方案来处理事故，这就难免造成大量时间的浪费。通过5G技术和物联网技术的融合，可以大幅提高事故抢险的时效性，减少指挥调度中的工作量。通过内嵌在电力设备中的各种传感器，能够智能监控电网的运行以及各种电力终端设备的运作情况。当出现电力事故时，传感器监测系统会立即发出警报并精准定位故障源，并将相关数据上传到指挥调度中心，从而让检修人员可以做好抢险准备工作，提升了事故处理的时效性。

三、结语

综上所述，物联网技术在电力系统当中，既可以表现为电力系统输配电环节基础网络的补充内容，为网络的稳定性和可靠性增加作出贡献，同时还可以作为电力系统输配电网络的主要通讯方式，弥补传统网络通讯存在的不足。相关领域的工作人员在实际工作开展的阶段，需要充分地探究出合理的应用模式，充分地发挥出5G物联网技术在现代化供配电系统当中的作用，推动产业向前快速发展。

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