5G通信技术在电力施工中的应用

徐仁治

国网四川省电力公司自贡市荣州供电分公司，四川 自贡 643100

0 前言

5G通信技术与传统通信技术所传输的2G、3G、4G信号都属于相同的蜂窝网络结构，但是相较于传统通信技术，5G通信技术传输的信息量更大、传送速度更快，其传输信息容量大约是4G的50倍，传输速率高达10 Gb/s，大约是现有4G的100倍，能连接设备数量远远超过现有任何通信技术的容纳量[1]。

5G通信技术其实早几年就已经出现，近几年，随着通信信号相关设备设施建设的逐步完善，5G信号更加畅通，覆盖更广泛的区域。同时，在光纤电缆通信设备的助力下，5G通信技术让网络传输直接“飞”起来，前后信息网络传输延时不到1 ms，这为物联网、大数据、云计算、人工智能提供了扎实的信息传输基础条件。特别是大规模物联网中仪器仪表智能采集的数据、视频、记录等，可以利用5G通信技术，通过各大位点的室分天线，更快捷地将信号传输至基站，从各个观测点传输至总控制台。从第五代通信技术——5G通信技术的发展可以预见，不仅更多通信运营商可以选择更便捷、更优惠的通信网络服务，而且更多制造业、工业行业领域也在尝试引入5G通信技术，以在保证通信效率的同时，压缩运营成本，提高企业收益[2-3]。

1 电力物联网施工技术

1.1 定义

电力物联网施工技术是指在电力施工运行过程中的各个环节应用5G通信技术并联电力施工系统的各个环节，利用传感器、服务器、控制器，实现整个施工运行过程远程、自动的智能施工控制管理。电力物联网施工技术作为物联网应用的实际产品，继承了物联网技术的实时传感、智能识别技术，同时利用5G通信技术，快速地将数据挖掘出的关键信息实时传送到指定监控位置上。该新型的电力物联网施工技术克服了传统人工控制的管理方式，一方面，可以极大地减少电力施工控制中心、施工现场指挥、施工现场管理的值班调控，不再耗费大量人力、物力、财力；另一方面，5G通信技术能有效衔接人与物、物与物，巧妙应用感知识别技术，实现电力、信息和设备的协调控制，实现集中、高度统一的智能管理，彻底摆脱电力物联网施工中安全管理的难题。这是传统电力施工技术的突破性革新。

1.2 技术优点

（1）智能采集数据优势。在电力物联网施工技术中，增加设置了电力指标检测传感器，能利用5G通信技术采集和传输数据，实时实现远程智能设备检测、设备调试、设备维修。（2）协调电力施工设备的相关数据。能及时检测施工系统中每个环节的周边情况数据，控制电力施工相关设备运转，确保电力施工质量与施工安全。（3）压缩通信传递流程。电力物联网施工技术改变了传统层级信息传递模式，能灵活开展电力物联网施工设备检测工作，构成通信互联实时交流应急反应群体，为电力施工中任何可能出现的突发事件制订应急预案。

1.3 存在的问题

5G通信技术下的电力物联网施工技术虽有一定优势，但也存在一些问题，主要集中在网络安全性与数据可靠性两个方面。5G通信技术与电力物联网施工技术的融合应用将大量运用到大数据、云计算、区块链、边缘计算等互联网技术，如何在商业模式的多样化情况下，保护好电力施工数据安全和个人隐私保护，是亟须深入研究与分析的问题，必须通过健全制度以落实。另外，灵活便捷的电力物联网施工系统也对电力施工过程中的人员管理、施工设计、工地运营、管理秩序、通信模式等提出了新要求，既要充分发挥5G通信技术优势，又要给予电力施工足够的安全保障。

2 新型配电网自控技术

2.1 定义

电力配电网施工工程涉及的用户较多，对配电网施工管理安全性、运行可靠性和调整迅捷性提出了全新要求。应用5G通信技术可以智能调控配电网施工的每个运营环节，并自动感知用电用户具体需求，根据不同情况、不同条件、不同状态，及时准确地调整全方位用户用电实际情况。例如，根据大数据分析、云计算预测，记录用户用电时间段、用电量、用电负荷，智能、自主优化改进配电网用电流量分配方案。配电网自控技术就在以客户为中心的背景下应运而生，采用面向互联网的开放软性管理调控技术，同时借助SDN技术、NFV技术等技术，彻底解决了传统电力配电网网络中传统人工不科学的控制管理模式。这种以人为本的新型控制技术体现出差异化分配资源的新特点，为不同情况的用户提供个性化、差异化服务，根据智能计算出的预估实际需求，切换实现配电网电量自控量身定制、实时调配、动态管理。

2.2 具体应用

（1）5G通信技术在配电网施工自动检测中的应用。配电网施工自动检测技术是指将智能仪表分配到配电网施工的各个环节，配备设置好专用室分天线，通过5G通信技术营造蜂窝网络结构，将电力物联网施工或配电网施工中的重大运行状态监测数据收集至5G通信技术配合网络收集器，并通过光纤传输至基站，从而形成一个全面的智能矩阵队列。每一个分布式IO采集站通过广覆盖面的监测站点智能化采集配电网施工实时数据，利用5G通信技术网络连接的智能传感器，将电力物联网施工技术传输数据实时、准确地传输到位，实时反馈到智能仪表云服务器。5G通信技术支持的智能化仪表配电网施工自动检测技术不仅可以解决单独的收发器与基站光纤高效传输问题，全面降低配电网施工自动检测维修运营成本，还可以利用大量现有的已经配备的智能仪表协调配合，共同完成配电网施工自动检测监测任务。总之，应用5G通信技术有助于克服配电网施工自动检测技术的布局有限、协同合作机制缺乏的不足。

（2）5G通信技术在配电网施工管理中的应用。智能化配电网施工管理运行是电力设施建设中非常关键的环节，直接影响电力物联网施工技术的建设进度和质量。在配电网施工管理中，大量应用5G通信技术手持式智能终端设备可以实时、全面地检查分析配电网施工中的各个环节，不仅极大地提高了配电网施工管理安全检查的准确度和有效性，而且在传输层面单独建设，可以实现安全可靠、高效运行，从而为电力施工企业节省配电网施工管理运行费用，也能够实现专用网络通信加密数据的目标。在配电网施工管理运行中，点检工作人员可以用5G通信技术手持式智能设备随时传输智能配电网施工的检修抢修信息，随时传递出任何点检状态数据，及时发出突发紧急抢修任务，甚至将一些有意义的音频信息保存至5G通信技术云存储平台。利用5G通信技术开发的手持式智能终端，特别是进行配电网施工检修抢修时，可以为现场检测人员随时传输检修抢修视频画面。对于突发应急现场的配电网施工运行异常，通过手持式智能终端进行远程指导分析，甚至邀请技术专家共同参与视频讨论，通过远程智能化解决各类技术难题。利用5G通信技术将配电网施工异常数据汇总并进行数据分析，既能加快配电网施工的速度和质量，又能有效减少配电网施工安全质量事故的发生。

（3）5G通信技术在配电网施工控制中的应用。5G通信技术智能仪表所采集和传输的检测控制数据，不但用户数据准确度更高、时效性更强，而且为优化5G通信技术在配电网中的施工控制调度以及为其在配电网中的施工电力负荷预测打下了基础。同时，接入5G通信技术网络满足了数据传输速率不延时的要求，由此可以应用在更广泛的方面，用于更高精度的领域。特别是对于有些偏远的配电网施工区域，如山区、设备密集区域或者无法安装有线网络的地方，配电网施工是一个很好的替代性选择。配电网施工5G通信技术手持式智能终端可以降低配电网施工仪表功耗能率，降低联结仪表有线设备消耗，节约一大笔电缆光纤、相应转接、建设施工的工程费，以及日常维护、使用管理所需要的人力资源等费用。特别是当配电网施工出现技术故障时，5G通信技术云服务器中的设备故障诊断算法，可以按照大数据运算结果，实时分析得出故障信息。5G通信技术所承载数据量很大，不仅包括日常运行数据、现场点检数据、异常数据分析、现场视频画面等，还可以将现场采集的电流强度、电压信号传输回云服务器，根据故障指示器人工智能计算得出配电网施工的状态调整最佳方案。当配电网施工络中出现数据流、信息流、画面流不平衡时，可以第一时间下发切除故障部位的指令，通过云服务器计算出最佳调整指令，利用5G通信技术对负荷预测发出动态负荷调整指令，借助5G网络的高速传输和低延时特性，及时准确高效处置好任何突发情况，应对技术故障带来的突发情况，减少事故可能带给电网用户的不良影响[4]。

3 结束语

文章详细介绍了电力物联网施工技术、配电网自控技术，从概念定义、应用领域、优势与短板等层面介绍了5G通信技术在电力施工领域的应用。尽管电力施工领域5G通信技术应用才刚刚开始，仅仅是将电力物联网施工技术和智能自动控制技术与5G通信技术相结合，依托5G通信技术大容量、快速度的数据传输、及时反映等实现具体应用，但是相信在不久的将来，5G通信技术将大量应用在更多领域，如制造业、建筑业等，未来人们的生活方式会发生改变，未来社会发展步伐会更加迅捷、更加坚定。