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摘要：本文通过简述泛在电力物联网以及支持其发展的5G通信技术，分析二者具体的结合应用，并对未来前景进行展望，旨在为泛在电力物联网与5G通信的结合应用提供借鉴和参考。
关键词：泛在电力物联网；5G通信；结合应用；展望
一、引言
近年来，我国发改委与工信部联合发布关于能源互联网建设的相关指导意见，提出泛在电力物联网的概念，以实现我国能源系统的创新发展，并且倡导融入5G技术，最大限度的提高能源利用效率，缓解当前的能源紧张问题。而泛在电力物联网与5G通信的结合可以将所有与电相关的实物或者设备等进行互联互通，可以保障电力系统的安全性和稳定性，具有非常广阔的应用前景。
二、泛在电力物联网概述
1.1泛在电力物联网的定义
泛在电力物联网的提出时间很短，其基本内涵在现阶段被定义为一种实现能源互联网的重要措施，其中物联网是泛在电力物联网的具体形式，也可以说泛在电力物联网在本质上是一种相对特殊的物联网；而其中的电力网相对比较明确，即是泛在电力物联网的主要应用载体，类如能源系统中的各项发输配电设备等。而泛在则是指其应用的范围较为广泛，可以实现任何时间、任何地点、任何实物的互联通信。因此泛在电力物联网比传统物联网更具有优势，其凭借着自身所具备的感知层、管理层以及网络层和应用等，可以高效实现电力信息的共享和互通，对于能源用户以及电力操作人员等来说，电力信息的互联可以积极调整能源使用策略和电力供应决策，在很大程度上可以激发另一种新型的能源业务发展[1]。
1.2泛在电力物联网的主要特征
泛在电力物联网最显著的特征有四个方面，其一具体性、复杂性，由于泛在电力物联网可以与电力实体设备进行连接，与电力网、通信网等进行深度融合[2]。利用通信、人工智能、大数据等技术实现海量数据的收集和整理，可以为能源运营和分析提供有力支撑；包容性则是指泛在电力物联网可以将变压器、配电线路等与电力系统相关的事物进行连接，并且能够延伸到用户家庭中的各个电器设备，甚至是用户的穿戴设备中，具有非常强的包容特性；开放性是指泛在电力物联网可以充当一个开放平台，对电网运营者、电力用户等主体都能够提供相应的服务，从而创造自身价值；最后泛在电力物联网具有较强的创新性，由于其具有能源电力信息数据采集、及时通信和控制等功能，在物联网平台中能够激发各个参与者的创新能力，构建新的能源商业模式，探索出一种新的生态化运营系统。
三、支持泛在电力物联网的5G通信技术
2.1 5G移动通信技术的特征
5G通信技术是在4G通信技术基础上发展而来的，其基本特征是高速率、高容量和高可靠性、低时延、低能耗。5G具有非常广的电力服务面，基于系统实时量测数据和视频监控数据等可以实现海量数据的高速率传输；其次5G通信可以实现海量设备的同时连接，其中包括各种家用电器等，为万物信息互联提供了重要保障[3]；高可靠性的表现是5G通信发送一个32字节的第二层协议数据单位具有99%以上的成功率，能够有效的提高电力系统的稳定性；低延时的特征表现在5G通信空口时延能够达到1ms，端到端时延小于10ms，最大限度的满足电力系统的灵活响应；而低能耗的特征是5G通信技术借助硬件协议等延长电池寿命，解决了以往传感器与通信设备需要经常充电或者更换电池的问题。
2.2 性能增强技术
根据5G通信技术的特征，其支持泛在电力物联网的关键技术有性能增强技术，其可以实现泛在电力物联网中达到较高的技术性能标准。比如毫米波通信技术、大规模MIMO技术以及超密集异构网络技术等。而且性能增强技术的范围较为广泛，在泛在电力物联网通信层面的地层可以发挥一定的技术作用[4]。
2.3 软化开放技术
5G通信技术中支持泛在电力物联网运行发展的主要技术则是软化开放技术。该技术实际上是一种向网络用户端口开发的技术，这一过程需要5G通信网络与电力网络的深度融合。所以泛在电力物联网必须要对通信网络和电力网络同时、便捷的进行管理调度。因此利用软化开发技术为泛在电力物联网配备网络操作系统后，则可以提供相应的操作程度，根据电网的多样化需求进行差异化配置[5]。
2.4 自治优化技术
自治优化技术是5G通信中一种以用户网络为核心的互动式技术，其可以将电力网连接到用户的能源使用设备中，并促使电力网与通信网相结合，更为准确的收集能源数据。在当前非常庞大的电网用户群中，电网运营商无法充分满足用户实时需求，所以利用5G通信技术实现在能源系统与用户之间搭建一条连接桥梁，从而在5G通信网络自治业务的基础上，根据用户设备的实际需求进行实时、自动调整，提高了电网服务水平。
另外在5G通信网络自治业务中，其还能够通过与能源电力网的连接，对用户实行能源智能化适配，有利于提高网络的自学习功能，通过收集和整理用户能源使用的规律，深入挖掘用户需求，最后对电网网络参数配置采取优化措施。
四、泛在电力物联网与5G通信的结合应用
3.1 实物和信息互联
现阶段我国电力网络基本实现了全覆盖，在电网末端连接着海量的用电设备，所以泛在电力物联网实现实物和信息互联具有极大的操作和创新空间。通过泛在电力物联网与5G通信的结合应用可以实现用户的所有连接设备进行互联，包括穿戴设备等，这种结合应用的模式有利于实现智能家居的打造创新，并且通过电力信息互联和5G通信的高速率传输，可以有效的帮助能源系统协调集群智能用电，比如小到家庭、达到小区、区域用电都可以实现协调调度，减少能源损耗。
同时也可以为汽车充电桩的发展运营提供技术支持，对城市智能交通的打造具有积极意义。另外一方面泛在电力物联网与5G通信的结合可以应用在对配变电装置中，可以实现对电力系统运行的实时监测、评估和预测，保障电力系统的稳定性和可靠性。
3.2 实现精准控制
泛在电力物联网与5G通信的结合应用最重要的领域即是无人汽车，其可以基于通信速率较高以及通信时延低等实现精准控制。在需求响应方面，二者结合应用可以在更短的时间内调频尺度动态，满足设备协调控制的要求；在储能控制方面，泛在电力物联网与5G通信结合既可以在网端、也可以在用户端增加适当的储能安装量，可以促使能源系统在储能并网的进程中实现协调控制；；而在应用在配电自动化方面，针对配电网可能出现的断路以及短路等故障，能够快速对故障进行排除；泛在电力物联网与5G通信技术的融合应用在电力电子控制领域中，则可以利用5G通信技术的高速率传输有效的接入可再生能源网络，有利于储能接入以及无功补偿等坐作业，进而利用5G对多个电力装置进行分布式的协同控制。
3.3 采集海量多元化数据
泛在电力物联网与5G通信的结合能够保障电力系统安装更多的传感器，有利于采集海量的多元化数据。比如应用在用电数据采集中，利用5G通信速率较高的特点可以实现对用电数据的实时采集，有助于基于大数据技术对电力能源用户的行为模型进行准确、快速的构建，从而可以为大范围的能源用户互动提供数据支撑；另外一方面泛在电力物联网与5G通信技术的深入融合可以有效的对电网运行实施监测由于5G通信相比于光纤通信的成本要低，能够尽可能的确保通信可靠性和实时性。除此之外在电力能源配电网中，不同的节点安装不同的传感元件可以对配电网进行实时监控，及时处理异常运行状态；而在电力能源设备运行监测中应用泛在电力物联网和5G通信技术的结合，则能够实现海量连接的用电设备信息进行互联，对各项参数数据进行实时监测，以帮助电网调度的决策者合理进行分析和评估，为电力设备的检修和维护提供参考和支持。
五、泛在电力物联网与5G通信的结合展望
泛在电力物联网与5G通信的结合在当前能源领域中具有非常广泛的应用和重要价值，随着5G时代的到来，泛在电力物联网的发展也将会呈现出新的趋势。在未来将会出现5G通信网络-电力网联合仿真模式，其是电力等能源系统分析的主要方法，用于对系统整体运行状态进行判断和评估，指导优化方案的制定和实施，避免出现严重的潜在风险；其次是呈现出5G通信网-电力网联合优化的应用趋势，在未来我国能源现代化建设以及通信量大量增加的形势下，5G通信技术与泛在电力物联网的结合应用可以促使能源供应的损耗下降，促使电力能源互通网络日益健全，有助于联合电力优化控制和规划。而且在未来的发展过程中5G通信网与电力网的结合将会更注重安全和隐私等。此外在基于5G通信技术的泛在电力物联网发展在未来将会呈现出一种全新的商业模式，促使能源利用效率得到大幅提高。
六、结束语
综上所述，在能源资源紧张以及技术创新发展的背景下，泛在电力物联网的出现为能源互联网建设提供了基础保障。同时5G通信时代的到来，进一步促进通信网与电力网的深度融合，形成物理-信息-社会耦合的能源系统。因此要想实现未来能源互联网建设目标，即是是要注重5G通信与泛在电力物联网的有机融合，根据其基本特征在能源行业中提高应用深度和广度，从而逐渐完善泛在电力物联网与5G通信结合应用体系，为我国能源行业可持续发展奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]彭渤.泛在电力物联网与5G通信的结合应用与展望 [J].通信电源技术,2020,37(04):186-187.
[2]王彬彬.物联网形势下的5G通信技术应用[J].中国新通信,2020,22(04):23.
[3].探秘全国首例特高压变电站与5G通信技术结合的泛在电力物联网建设工程[J].云南电力技术,2019,47(05):117.
[4]张宁,杨经纬,王毅,陈启鑫,康重庆.面向泛在电力物联网的5G通信:技术原理与典型应用[J].中国电机工程学报,2019,39(14):4015-4025.
[5]王毅,陈启鑫,张宁,冯成,滕飞,孙铭阳,康重庆.5G通信与泛在电力物联网的融合:应用分析与研究展望[J].电网技术,2019,43(05):1575-1585.