基于5G智能电网通信支撑平台设计

罗蕾

摘 要：目前我国科技水平和信息技术发展十分快速，5G信息也在高速发展。5G的通信技术得到了广泛的使用，并且体现出了其多样性，该技术被逐渐应用于电力通信的系统之中，并且拥有了一定的优势，能够满足当前大多数通信传输的需求。帮助网络的运营商依照实际的动态业务流量实时性地调整通信资源，进而降低了通信系统的能量消耗。因此在其实际的应用之中更需要对其规范性和安全性给予重视，只有将其规范且安全地应用于电力通信的系统之中才能够确保该系统获得更好的运行。

关键词：5G;电力通信系统;优势;应用方案

引言

为了提升电力通信系统应用实效性，应有效融合5G移动通信技术方案，发挥5G技术优势，针对电力通信系统存在的问题和优化目标落实相应的技术控制方案，确保电力物联网、电力专网等应用效果符合预期，同时应关注5G在电力通信系统应用中存在的问题，从而促进电力通信系统的全面发展。

一、5G通信技术概述

5G的通信技术指的是移动通信技术的第五代，该技术以过往的数据网络为基础，比以往的通信技术具有更多的优势。在该技术的设计之中，通过把“软”配置的重要设计纳入通信技术之中。5G的通信技术通常具备以下三种特点。第一，其具备较长的数据流量。5G能够吞吐的流量相较于其他网络来说更大，即便网络非常繁忙的情况之下也可以高达100Gbit/s。第二，其联网的设备在不断扩大。在当前的建设背景之下，能够实现在每平方千米之内建设100万台的巨大规模。第三，其峰值的速率能够不断增加。该技术的峰值速率相较于其他网络而言获得了非常明显的提升，一般每秒都可以实现10Gbit以上。

二、5G特性

根据国际电信联盟（ITU）对5G三大类应用场景的定义及技术要求，5G新特性可以归纳为以下几点：第一，高速率（enhancedMobileBroadband，eMBB）。5G可以工作在6GHz以下的分米波以及28GHz以上的毫米波，更大的带宽能带来更大的通信速率;同时，5G通过对帧结构、双工、波形、调制编码、天线、协议等基础技术模块的优化及重新设计，能实现更高的频谱效率。通过这些技术，5G能提供数十Gbps的峰值速率及0.1～1Gbps的用户体验速率，是4G的10倍以上。第二，低功耗、大连接（massiveMachineTypeCommuni-cation，mMTC）。传统4G网络主要面向个人用户，连接的终端数量有限。5G不仅面向个人用户，还要连接海量设备，包括家用电器，智能穿戴产品，各类工业传感器等等。为了满足物联网应用场景，5G针对物联网业务小数据包、低功耗、突发性的特点进行了专门设计，3GPP将在5G标准Release-17（R17）版本（计划于2022年6月发布）重点研究差异化物联网应用，使得5G具备每平方公里接入100万设备的连接能力，满足物联网通信需求。

三、5G在电力通信系统中的应用方案

3.1MIMO技术

该技术同时也被称作多输入和多输出的技术，其工作原理是通过多个天线进而完成电波传输工作，MIMO技术是5G通信技术的核心，其需要联动的天线数量较多，一般在几十到几百之间，通过大量的天线联动使波束完成定向的传输工作。该技术能够大力支持高频电波的应用。在一般的情况之下，5G通信技术所运用的电波频率比一般通信技术的频率更高，其传输的距离相对较短，而MIMO技术的大规模应用能够将电磁波进行定向的发送，节约较高频率的信号传输至移动的终端之间的能量消耗，对其传输距离较短的缺陷有所弥补。MIMO技术应用于电力通信系统之中拥有较为关键的作用，但其本身也有缺陷存在。该技术最主要的缺陷就是其衍射的难度比较大，难以达到建筑物的背面，非常容易形成网络的盲区，对其通信的覆盖有一定的影响，但是该缺陷能够利用设置较多基站的措施改善，对其进行克服，在最大限度上避免信号的盲区。

3.2电力物联网应用

在信息技术全面发展的时代背景下，5G作为数据回传通道，可以承载输电、变电、配电各个环节各种类型的数据回传，且能提供更加广泛的连接。对于一些控制器的远程操控，对时延要求高，也可以通过5G承载控制信号，利用5G超低时延的网络特性。一方面，5G技术凭借网络容量和兼容性较好的特质，能建立更加系统的物联应用框架，同时，技术的能耗较低，保证了物联网的应用范围，也有效减少了网络建设成本。另一方面，5G技术能保证物联网体系实现全场景处理，并且配合虚拟化的数据网络打造更加高效和科学的物联体系。例如，“泛在电力物联网”的实现，将用户、电网企业、发电企业、供应商和社会服务联系在一起，实现共享数据，能实现精准负荷控制、配电自动化、配网状态监测等应用场景。

3.3智能电网运营管控

智能电网的建设需要借助双向通信以及高速运转的结构体系，才能够实现安全稳定运行过程。在这一过程中，传感技术以及测量技术等在协同控制的作用下，可进一步保障电网运行安全。与常规电网建设系统不同，智能电网嵌入了大量先进传感设备，在一定程度上可实现对电网运行过程的智能化管控。其中，为进一步增强智能电网运行可靠性与安全性，研究人员需要对电力通信技术运行应用问题予以高度重视。從客观角度上来讲，唯有通信质量达到相应标准，才能够确保电网数据自动采集以及自动分析功能得以顺利实现。结合当前通信技术与智能化运营管理深度结合的背景下，多数智能电网嵌入使用SCD可视化技术，可实现对变电站二次回路的全天候监控管理。如果变电站二次回路及其相关设备在运行过程中出现故障问题，该项技术可将相关故障信息以图形或者图像形式展现给管理人员。这样一来，管理人员可及时对当前电网系统运行异常问题进行故障排除，增强电网运行的安全性与可靠性。

四、结语

总而言之，5G通信技术在电力通信系统中的应用是顺应时代发展趋势的必然选择，在实际工作中应从5G技术应用优势出发，能够利用其高可靠、低延时、稳定能力强的优势、打造更加贴合市场需求的应用方案，促进电力通信系统可持续健康发展，为我国智能电网建设带来例如经济收益等诸多好处。

参考文献：

[1]方精干，王蓓蕾.5G移动通信技术和光纤通信技术在电力通信中的应用[J].通信电源技术，2020，37（20）：115-117.

[2]杨亮，常飞.5G移动通信在电力通信中的运用与关键技术探究[J].今日自动化，2021（5）：190-191.

[3]孙梓博，岳利维.基于5G移动通信技术的电力系统通信研究[J].河南建材，2020（5）：31，34.

[4]王宏延，顾舒娴，完颜绍澎，于佳.5G技术在电力系统中的研究与应用[J].广东电力，2019（11）：78-85.