关于5G通信与电力物联网的融合应用研究

邬晓佳

（河北省石家庄市惠远通服科技有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引 言

物联网在电力行业中的应用主要体现在电力物联网的建立方面，以此为核心展开全方位的研究，充分利用大数据、云计算、移动通信以及人工智能等现代化技术实现理想的工作效果，推动社会经济、文化和科技等多个领域的进步与发展。5G通信与电力物联网的融合应用具有全面感知、信息交互、灵活便捷等特征，如果能够将两者完美融合，那么对于祖国的未来建设和社会发展将会起到积极作用，是新时代发展下的必然趋势[1-5]。

1 电力物联网概述

针对5G通信与电力物联网的融合应用研究，想要发挥“1+1＞2”的效果，一定要在立足事实的基础上展开全方位思考，准确解读电力物联网的定义。电力物联网主要由平台层、网络层以及感知层3部分组成，能够将人、机、物三方进行连接，充分展现其在电力系统中的重要作用，实现信息互联和电力互联的效果。（1）电力物联网能够快速准确地传递信息。在当今快节奏的生活模式下，为了保证信息传递的实时性，电力物理网可以将5G通信技术与互联网连接，利用人工智能、大数据等实时传播信息，促使我国科技领域朝着更加严谨的方向发展，节省后续工作时间。（2）电力物联网在使用中要注重保护信息和数据的安全。在使用传感器系统时要详细分析信息并做出精准判断，将准确信息及时上传到终端，为后续工作的开展提供数据支撑，从多个视角展开研究和分析[6-8]。

2 5G通信技术

5G通信技术可以为人们提供线上沟通交流的渠道，构建虚拟现实环境，在各个领域中的应用都十分广泛，能够满足绝大多数行业的发展需求。5G通信技术具有以下5大特征：（1）高速率，5G通信峰值需要达到10～20 Gb/s，以此保证视频等传输过程的稳定性，将误差控制在最小范围内；（2）高容量，与4G通信技术相比，5G通信可以同时支持100万个移动产品在网络环境下运行，其传播范围更广、传递速度更快；（3）高可靠性，5G通信技术抗干扰能力较强，能够将空中接口延迟降至1 ms，绝大多数信息都能够通过网络到达终端，保证工作性能；（4）低能耗，当前社会发展着重强调要保护环境、节约资源，减少资源消耗量，5G通信可以减少传感器与设备之间的交互次数，以此延长电池寿命；（5）低时延，5G通信技术更能够保障信息传递的时效性，其频率要比长期演进（Long Term Evolution，LTE）的传递速率高出3倍以上，流量密度可达10 Mb/（s·m2），适用于绝大多数领域，能够为电力物联网的发展提供强有力的技术支持。5G通信与4G通信性能对比如图1所示。

图1 5G通信与4G通信性能对比

3 5G通信与电力物联网的融合应用分析

在明确5G通信与电力物理网内涵、定义、特点的基础上，从不同角度出发针对5G通信与电力物联网的融合应用进行分析，从中发现契机，总结方法并积累经验，为未来电力物联网专业的应用奠定良好基础。5G通信与电力物联网的融合应用体现在多个方面，两者之间有着一定的共性，将两者的优势和功能发挥到最大化能够实现理想效果，推动行业长久发展[9-12]。

3.1 动态检测

将5G通信技术与电力物联网融合应用能够发挥动态监测的作用，5G通信具备动态监测的功能，可以将真实数据实时传到终端，由终端工作人员进行操作和控制，及时发现电力物联网设备或系统中的故障和问题，发现之后在最短时间内解决，避免其在后续工作的运行中出现危险隐患和突发情况。具体可以在电力物联网中以配电网为载体，在其中选取合适位置安装传感电源、变压器等装置，准确控制电压增幅参数等，精准捕捉参数变化，运用后台程序进行精准判断和分析。在得出准确数据之后，利用其进一步优化电网结构。技术人员在利用5G通信技术对电力物联网进行动态检测时，要充分发挥5G通信技术低时延的优势和特点，及时掌握配电网等电力设备的运用情况，避免出现安全问题。此外，根据实际情况设计具体方案，减少不必要的财政支出，通过5G通信与电力物联网的科学融合提升工作效率，降低工作难度。

3.2 精准控制

5G通信技术能够在电力物联网发展领域实现精准控制的效果，主要是对各种用电设备进行精准控制，减少人力、物力、财力等方面的消耗。5G通信技术强调通信速率的重要性，认为必须要保证信息和数据的实时性传递，才能够在第一时间发现和解决问题。在遇到紧急情况之后，5G通信技术可以将现场真实情况反馈到应用系统中，后台技术人员可及时发现电力物联网中某用电设备出现问题，为其检修治理提供科学的数据支持，实现精准的控制效果。传统传达信息数据的方式会产生一定时间差，这个时间差会导致问题严重化，不仅会加大检修成本，甚至可能造成安全事故，危害人们的生命财产安全。通过将5G通信与电力物联网融合，能够同时对海量用电设备进行有效控制，协调彼此之间的用电关系，避免因用电过度而引起安全事故。5G通信技术能够将信息延时控制到10 ms之内，满足电力物联网严苛的调频要求。

以无人汽车领域为例，在设计时不仅要保证无人汽车的安全性，还要提升其美观性、功能性以及实用性等。作为电力物联网发展的重要内容之一，5G通信能够为无人汽车的车载装置提供精准有效的数据支持，实时准确地控制行驶中的汽车，包括汽车的启动、转弯、停止以及后退等，通过精准化的控制保证无人汽车的安全性。此外，5G通信速率为100 Mb/s～1 Gb/s，不仅可以满足电力物联网对于控制精准性的要求，而且可以同时存储和传递大量信息数据，满足绝大多数行业领域的发展需求。

3.3 海量量测

在大数据时代的发展背景下，将5G通信与电力物联网科学融合并灵活应用是时代发展的必然趋势，大数据时代要求电力系统具备采集海量数据的功能，还要对多元化数据信息进行整理、归纳和分析，将其安全存储，保证信息的安全性和准确性。传统电力系统中虽然也会安装传感器，但是由于时效性、精准性等方面的影响，很多时候都只能保存近期数据和信息，不能将所有信息长久保存下来，一定程度上影响了后续工作的运行与实施。5G通信技术具有多样化功能和优势，可以将数据信息长久保存、精准传输，缓解电力物联网发展中的通信压力，实现海量量测的目标。例如，在电力物联网的电网运行监测过程中，目前5G通信技术主要采用电源管理单元（(Power Management Unit，PMU）与数据采集与监视控制（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）系统结合的方式对其进行实时监控，这在一定程度上可以降低工作运行的成本支出，精准感知电力系统的实时运行状态，并根据实际情况制定科学方案，在故障出现的第一时间及时处理。

3.4 宽带通信

宽带通信是当今人们生活中必不可少的一项技术，几乎所有人家中都会安装宽带，满足各式各样的通信需求，将5G通信与电力物联网融合应用能够为宽带通信提供更为全面的支撑。5G通信具有性能增强技术，可以对电力物联网产生更为全面、强烈的感知，通过人机互动、数据通信等优势展示其个性化功能。例如，可以在无人机内使用5G通信技术，将无人机拍摄画面真实且清晰地上传到终端平台，由技术人员进行监测，在遇到问题时及时制定科学的处理方案，检查设备运行状况。5G通信技术还能在设备发生问题时发出警示，以警报的方式提醒工作人员完成一系列检查和治理工作。5G通信能够构建虚拟现实（Virtual Reality，VR）世界，这一功能与电力物联网的融合就推动了虚拟现实的发展，通过5G通信技术多样化功能将更清晰的画面呈现给使用者，增强使用者的视觉体验。在此基础上进行拓展延伸，可以利用5G通信的VR技术全方面呈现电力系统，解决以往技术人员无法观察到系统细节的问题，提高工作效率，降低工作难度，避免因忽略细节而影响后续工作的开展。

3.5 供需互动

5G通信技术的发展要求5G基站必须重新分配功率，这导致电力物联网的资源效率也会有所增加，更容易满足电力系统不同的容量需求，实现电力系统的最优配置。通过5G通信技术与电力物联网的融合还可以让大量资源重复利用，在满足供需互动条件的基础上减少能耗支出，促进经济建设与生态文明的可持续性发展。将可再生资源分配到通信基站中，强化5G通信与电力物联网融合应用效果的同时减少资源浪费现象，保证电力物联网长久稳定的发展。例如，可以在可再生能源环境下完成P2P交易，发挥5G通信低能耗的优势，提高运行效率，降低交易和通信成本，将多样化的信息数据存储在虚拟电厂系统内，协调出最为合适的运营模式。

4 结 论

将5G通信与电力物联网精准融合并灵活应用是必然趋势，必须要在准确理解5G通信与电力物联网概念、特点以及功能的基础上，从多个角度探索两者融合应用的思路和方法，将两者的功能和优势发挥到最大化，实现“1+1＞2”的效果。利用5G通信现代化功能推动电力物联网领域稳定、长久的发展，以此拓展新的业务模式，提升电力物理网服务水平，制定合理发展计划，展示多样化功能。