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基于5G移动通信技术的电力系统应用探究

发表时间：2020/12/28 来源：《基层建设》2020年第24期作者：罗璇袁睿

[导读] 摘要：5G移动通信技术的发展，推动了通信行业技术水平的不断提升。

        国网钟祥市供电公司湖北钟祥 431900
        摘要：5G移动通信技术的发展，推动了通信行业技术水平的不断提升。基于先进5G移动通信技术的电力系统应用，将助推我国新能源互联网智能化发展。本文疏理5G移动通信技术于电力系统阶段性应用，籍以助力电网安全稳定发展及更好服务用电客户。
        关键词：5G通信技术；电力系统；应用；探究
        引言
        5G，第五代移动通信技术，法定名称IMT-2020。5G的基本特征：高速率、高容量、高可靠性、低时延与低能耗。可简单概括为“三高两低”。高速率，5G峰值速率能够达到20Gbps；高容量，5G能够连接海量终端设备，每平方公里可连接100万个移动终端，能够为能源互联网中万物互联提供技术支撑。高可靠性，5G传输速率成功概率高达99.999%，电力通信可靠性也将提升电力系统本身的可靠性。低时延，5G能够让端到端时延小于10ms，可灵活响应各种需求。低能耗，5G通过优化通信硬件协议等而具备的低能耗特点将有效解决电力通信能耗问题。5G“三高两低”的特点与电力业务发展需求具有一定的适配性，基于5G移动通信技术的电力应用已逐步展开。
        1.5G应用于发电环节。利用5G技术替代场内WIFI组网或无线专网实现厂站通信。在电厂生产环境复杂不易敷设电缆的大型移动设备中可使用5G无线通信以避免因有线连接导致的生产事故及安全隐患等。在电厂智能视频监控及AR专家远程故障诊断平台等对数据传输带宽需求巨大的应用场景中，5G通信技术可以保证高效的高清视频数据传输、图像智能识别以及图像处理等服务。同时接入5G技术后，通过智能穿戴设备和人员定位功能，相关专家可以对电厂系统设备维检人员进行远程可视化技术指导。5G+智能巡检、5G+智能摄像、5G+VR应用等5G+场景应用，提升了电厂巡检效率。
        2.5G应用于输电线路。近年来，随着无人机巡检及输电线路监拍装置的应用，输电线路人工巡检方式逐渐被取代。通过将5G通信模块集成至无人机内，可以实时地将拍摄画面传输至后台监控中心，便于工作人员及时发现问题，针对存在问题重点核查采取相应措施。基于5G通信的大带宽性能优势，监拍系统产生的高清图像及视频可以实时传输至后台，提升输电线路的视频及图像监控效率。在输电架空线的巡视与检修工作中，新投入使用的5G+两栖带电作业机器人，可与无人机共同作业，通过5G网络将现场4K实时视频数据传输到远程智能控制主站，结合视频AI分析，实现以电架空线路的智能检测。
        3.5G应用于变电站。在变电环节，利用5G+变电站机器人进行智能化巡检，沿变电站巡视路线，巡视检查变电设备及变电设施，尤其在恶劣天气下，可将巡检拍摄的视频实时回传与实时分析，提高巡检安全性和效率。

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利用5G快速运行模式和物联网的智能化技术，可以根据当天的操作，实时更新变电站的检测结果，在检测的同时，将检测数据和结果传送至相关检修人员，以便其及时分析检测数据，并决定是否进行维修，从而提高了检测结果的实时传输效率，有效保证了变电站的安全运行。此外，变电站操作也运用到了5G+一健顺控，通过5G通道回传现场高清视频，辅助运行人员远程确认操作控制情况，缩短了操作时间。
        4.5G应用于配电自动化。配电自动化集成了计算机技术、数据传输及控制技术、现代化设备及管理技术，是一套综合信息管理系统。通过检测配电网的线路或设备状态，实现故障的智能判断、分析、定位、隔离以及故障区域供电恢复，通过提升网络智能水平，节省人力成本。配电网节点数量巨大，光纤通信系统全面覆盖的实现成本过高，无线通信网络能够使得配网自动化中馈线的量测、控制、自动隔离和恢复以相对较低的通信成本实现。基于5G通信系统的低时延特性，当发生异常情况时，配电自动化终端可将测量数据迅速回传，主站指令也将迅速发送至配电终端，基于通信网络快速控制开关、环网柜等其他相关设备，实现配网线路区段或配网设备的故障判断及准确定位，快速隔离配网线路故障区段或故障设备，最大可能地缩小故障停电时间和范围，使配网故障处理时间从分钟级缩短到毫秒级。
        5.5G应用于用电终端。电力客户终端数量级庞大，目前的用电信息采集一般为5分钟采集方式，未来新业务带来用电信息数据（准）实时上报的新需求，同时，终端数量级进一步提升。通过5G技术可以实现从终端用户电表实现秒级的电表直采，数据自动更新上传。未来的用电信息采集将进一步延伸到家庭，能够获取所有用电终端的负荷信息，同时可通过5G实时交互，以更精细化的实现供需平衡，牵引合理错峰用电。
        结语
        未来，随着5G技术在发、输、变、配、用各个环节的不断深入应用，将加速智能电网信息化和自动化进程，进一步提高基于5G通信技术的电力系统应用、管理服务客户用电水平，满足客户个性化、智能化用电需求。
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