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5G确定性网络在智能电网中的应用探究

发表时间：2021/3/16 来源：《中国科技信息》2021年2月作者：于子淇

[导读] 智能电网是集先进的传感测量、信息通信、自动控制、能源电力技术于一体，与电网基础设施高度融合的新型现代电网[1]。为保证智能电网正常运行，需要通信网络在传输速率、时延、带宽等方面具备良好性能。5G确定性网络指利用5G资源组成的具有安全性、差异性、专属性、自主性的新型网络。

北京华北电力大学于子淇 102200

摘要：智能电网是集先进的传感测量、信息通信、自动控制、能源电力技术于一体，与电网基础设施高度融合的新型现代电网[1]。为保证智能电网正常运行，需要通信网络在传输速率、时延、带宽等方面具备良好性能。5G确定性网络指利用5G资源组成的具有安全性、差异性、专属性、自主性的新型网络。5G确定性网络的带宽和时延等特性使智能电网更敏捷。本文首先简单介绍5G网络的发展态势，从智能电网发展现状中分析其对于5G通信网络的要求，并介绍5G确定性网络在智能电网中的应用以及发展前景。
关键词：智能电网；5G确定性网络
        0引言：
        以目前世界的发展速度来看，5G研发已成为主流，许多国家都已开始准备，同时有人表示未来5年内5G技术将大量投入使用。我国也极其重视5G通信网络的发展，5G已经在覆盖范围、基站建设、应用场景等方面有较大提升。同时我国投入大量的人力、物力和财力资源建设5G网络基础设施，主动研发并尝试创建新的模式。在“新基建”的推动下，5G通信网络正在蓬勃迅速地发展。5G已成为我国智能电网前进中不可缺少的先进动力。
        1.我国现阶段智能电网的发展
        随着社会数字化程度逐步提升，具有高效、安全、交互等特点的智能电网是我国电力系统开发的重点对象。我国智能电网的发展重点是设备智能化和坚强电网建设。?在电源侧，我国大力推进清洁能源的使用；在电网侧，我国在2009年就提出“坚强智能电网”概念，并提出“一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵、六个环节”的建设规划[2]。智能电网的使用可以确保电网更安全、平稳地运行，完善需求侧的管理，减少不可再生能源的使用，创造新的发展模式，为用户提供更加优质的服务。
虽然我国智能电网发展仍面临着电力需求增长、环境与资源要求高、电力改革尚未完善等难题，但我国仍努力建设符合我国基本国情、立足自身发展特点、充分发挥自身优势的富有创新精神的中国智能电网。
        2.现阶段智能电网对5G通信网络的需求
随着新时代的发展，人们对于更加智能的用电方式的需求逐渐增加。智能电网是我国电力改革中主要发展的项目，5G是目前通信网络的热点，可以说5G通信网络的使用为智能电网的发展注入了新动能。
        智能电网在数据查询、信息交换等方面具有较高的要求，而5G所定义的增强移动带宽、可靠低时延通信和大规模机器类通信这三种场景正满足需求，在此基础上通信网络还需在传输速率、可靠性和时延等方面继续提升性能，争取建成大容量、高速、实时同步[3]的下一代新型网络。
        在通信网络的支持下，智能电网具备预警、故障诊断、自我修复的功能，使其可靠性增强，对不同供电条件有较强的适应性。5G网络切片技术对运营商网络进行划分，使其成为在带宽和时延等方面具有不同特性的多个虚拟网络，从而能够在多种不同应用场景下灵活使用。5G采用大规模天线完成信号传输，使网络传输速度高达15Gb/s，时延低于100ms[3]。
        综上所述，智能电网的持续发展离不开5G通信网络的支持，5G使电网在原有的基础上发展得更加先进与智能，可以为人们提供更加方便、快捷的服务。

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        35G确定性网络在智能电网中的应用
        利用5G确定性网络解决智能电网业务的具体需求主要有如下几种：
（1）准确的负荷控制
        5G确定性网络可以在不同应用场景为用户提供低时延、高传输、低抖动和其他确定性服务。利用5G确定性网络的上述特性可以高效、快速、准确地进行用电信息采集和配网状态监测，从而实现对负荷的实时准确控制，降低用电故障发生的概率，提高电网运行的平稳性和安全性。随着5G确定性网络的发展，配网负荷不是被动地接受电能，而是根据需求主动参与响应，有准确的负荷控制。
       （2）智能分布式自动化配电
        电力系统进行配电时非常注重网络时延和可靠性，而在5G拥有三大定义场景中，增强移动带宽和超高可靠低时延通信正是极为重要的两部分。华为部长吕明表示，5G因具有大带宽、广连接、低时延的特性已成为全球进行数字化战略的通用技术，它同时兼备网络切片和边缘计算等创新技术，非常符合智能电网建设的通信需要[5]。采用智能分布式自动化配电方式使判别和隔离故障的进程加快，利用5G确定性网络进行智能分布式自动化配电，提高系统的可靠性，可以有效加快系统故障定位和修复的时间，减少用户停电时间。
        （3）分布式电源的控制
        目前分布式电源已经较大面积的投入使用，当智能电网采用分布式电源接入控制后，网荷的交互愈发紧密。分布式电源的控制可以明显提高电力系统的工作效率，同时节约工作成本。5G通信技术的使用可以监测分布式电源，使数据采集和处理更加自动化和智能化，提升网络运行性能。
        （4）低压用电信息采集
        低压用电信息采集可以检测用户功耗信息并及时分析。随着社会的发展，用户终端数量将大幅度增加，用户的用电信息也要更准时地上报，在此情况下对于通信规模的要求将提高。5G 确定性网络可以通过通信技术，细化用户信息采集工作，对用户终端信息的掌握也更为全面，同时通过对用电信息的采集，来对供电做出准确且细致的调整，对智能电网的发展起重要作用。
        4.结束语
        随着社会的进步，人们对于5G的研究越来越深入，智能电网的发展也将更加完善和成熟，必将为中国电力工业发展提供新动力。本文通过分析5G网络的发展趋势，并从智能电网发展现状中分析其对于5G通信网络的要求，介绍5G确定性网络在智能电网中的应用以及发展前景，可知 5G确定性网络满足智能电网建设中大带宽、低时延、广连接的特点，合理利用5G确定性网络可以更好地发展智能电网。
参考文献
[1]陈震.浅谈云计算在电网发展中的应用[J].江西电力,2012,36(01):17-19+24.
[2]周世平.智能电网及国内近期发展概述[J].湖北电力,2010,34(S1):1-5.
[3]梁芝贤,邱小耕,安然.智能电网对通信的影响与需求[J].电力系统通信,2010,38(9):1-4.
[4]刘殿锋.5G通信技术在智能电网的应用[J].电子技术与软件工程,2019,22:25-26．
[5]梅雅鑫.华为吕明—5G+智能电网加速融合,打造5G行业标杆[J].通信世界,2020(23):28-29.
作者简介：于子淇（2000.03.30-），女，汉族，吉林磐石，本科，就读于华北电力大学。