5G通信技術在智能電網的應用分析

卞思遠

摘要：在大力發展智能電網和泛在電力物聯網的背景下，通信多元化發展在不同的應用場景下可發揮各自的技術優勢。智能電網是國家的發展戰略，是未來電網的發展方向，而通信則是智能電網發展的基礎。在配電自動化業務中，通信是最為薄弱的環節，嚴重制約了電力設備智能化程度，在時間進度上也影響了智能電網的發展。所以需要我們進行創新改革，研究5G讓其發揮出理想的效果。

關鍵詞：5G?通信技術; 智能電網 ;應用分析

智能電網借助其強大的功能得到人們廣泛的關注，不論是在人們的生活還是工作中，都得到普遍的應用。伴隨5G通信技術的提升，智能網的發展又進入更深的層次，并具有巨大的應用潛力。在5G通信技術的時代背景下，若想確保智能電網更好地發展，要將二者進行有機的結合，進而促進5G通信技術在智能網中的應用。

一、5G通信技術的概況

5G網絡作為第5代移動通信技術，也是當下4G網絡的下一代網絡。現如今，5G通信技術主要包括無線技術與網絡技術兩個方面。其中，無線技術涉及多個領域，即MIMO技術、超高密度組網技術、多址接入技術、編碼技術等;而網絡技術包括切片技術、網絡功能重構技術、移動邊緣計算機技術等。發展現狀。目前，5G已經成為全球研發的關鍵技術。早在2014年，韓國的三星電子企業就已經開發出以5G通信技術為核心的移動網絡技術，經過數年的研發，5G通信技術時代的到來指日可待。與當下普遍應用的4G網絡技術相比，5G通信技術具有顯著的優勢，即速率的提升、容量的增大、延時的降低方面。5G通信技術的速率可以在10Gbps左右，遠遠超過當前的4G網絡技術，是4G網絡速度的數10倍;在容量方面，5G通信技術也具有明顯的優勢，是4G網絡容量的百倍至千倍;在延時方面，5G通信技術的延時可以控制在5～10ms，最低可以控制在1ms。根據這些顯著的優勢，使得5G通信技術能夠成功取替4G網絡技術，并成為日后的主流通信技術。在此基礎上，5G通信技術在智能設備上也得到了良好的應用。不僅在智能手機和平板電腦上可以廣泛應用，還能在健身器、智能手表等移動設備上得到良好的支持，符合時代發展與進步的需求。此外，5G通信技術更加多樣化，會在2020年推出全新的技術，并帶動其他相關產業的發展，例如芯片、軟件、器件等。將5G通信技術與智能電網技術進行有機的結合，將會推動ICT技術的創新。

二、5G通信技術在智能電網上的應用

智能電網是國家的發展戰略，是未來電網的發展方向，而通信則是智能電網發展的基礎。在配電自動化業務中，通信是最為薄弱的環節，嚴重制約了電力設備智能化程度，在時間進度上也影響了智能電網的發展。而無線通信技術的發展不僅是在網絡部署、投資建設成本、用電側覆蓋、后期擴容維護等方面完勝有線通信技術，還彌補了無線公網話務擁塞、剩余容量小、安全性低的缺點，具有專網專用，容量大，接通率高、安全性高的特性。

當前，圍繞電力系統發電、輸電、變電、配電、用電全流程，基于5G的大帶寬、低時延、廣連接特性以及獨特的“網絡切片”技術，電力行業公司、運營商和設備商在推進5G+智能電網應用落地時主要集中在以下四大典型應用：

一是差動保護。憑借超低時延，5G可以替代光纖做配網差動保護，大幅降低成本。電力的配電網絡由配電站和輸電線組成，配電站里有輸電設備、變壓器、配電保護設備（DTU）等，假如全網按照有線連接的方式去部署差動保護，那么對光纖的需求量和部署難度會極大地推高成本。憑借小于10ms的超低時延，5G網絡可以代替光纖去做差動保護，實現降本增效。

二是無人巡檢。在變電站機器人巡檢等電力生產管理中的中低速率移動場景中，具備大帶寬特性的5G網絡一方面可以對巡檢機器人進行移動/飛行控制，在降低人工成本和安全風險的同時大幅提升巡檢效率，另一方面還能把高清視頻圖像及時回傳到指揮中心做分析處理，提升運維效率。

三是高級計量。隨著家庭和工商業用戶對用電信息、電價信息等的知情和管理訴求日益凸顯，電力計量需要從傳統計量向高級計量演進。具備廣連接特性的5G網絡可以連接海量的智能電表設備，并提升采集頻次，豐富采集內容，實現雙向互動，最終滿足客戶智能用電和個性化服務的需求。

四是安全隔離。5G獨特的可定制化的網絡切片技術，可端到端保障電網的高隔離性應用，更好地滿足電力網絡對“行業專網”的訴求，為智能電網不同業務提供差異化的網絡服務能力。比如上述三大類場景應用，就可以在5G網絡下并行不悖，滿足用戶對安全性、可靠性和靈活性的多重需求。

智能電網是國家的發展戰略，是未來電網的發展方向，而通信則是智能電網發展的基礎。在配電自動化業務中，通信是最為薄弱的環節，嚴重制約了電力設備智能化程度，在時間進度上也影響了智能電網的發展。而無線通信技術的發展不僅是在網絡部署、投資建設成本、用電側覆蓋、后期擴容維護等方面完勝有線通信技術，還彌補了無線公網話務擁塞、剩余容量小、安全性低的缺點，具有專網專用，容量大，接通率高、安全性高的特性。近年來，隨著行業信息化的不斷深入發展，電力系統對通信專網的要求更高了。而電力無線專網和5G網絡的出現，借助自身優勢，能充分滿足電力通信網末端覆蓋和通信接入的需求。電力無線專網通過高寬帶、低時延的技術特性可實現多媒體信息、數據的回傳以及控制命令的下發，在配電自動化、應急搶修、檢修及移動資產可視化管理等應用上已取得顯著的成效。同樣5G超低時延和高可靠性的信息傳輸特性，也有助于降低電力系統潛在停電影響的范圍和時長，當配網局部發生故障時，5G通信系統使得毫秒級自動定位并隔離故障成為可能，從而保障非故障區域的不間斷供電，可大幅度提高應急效率。電力系統對于網絡安全要求極高，電力無線專網是根據電力行業需求，進行深度定制化開發，實現專網專用的網絡，與互聯網隔離，杜絕了外界侵入的可能性，能夠滿足安全需求。

三、總結

5G由于覆蓋廣、超低時延和高可靠性的信息傳輸，在用電信息收集、應急搶修等方面具有優勢，在智能電網的應用上有顯著的作用，但其中也存在著不少的問題，還需要我們進行不斷的探究進行解決。

參考文獻：

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內蒙古電力（集團）有限責任公司，內蒙古呼和浩特?010020