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摘要：电力电子技术的发展，让电力系统变为一个多传感器系统；而通信技术的发展，又令电力系统在多传感器系统的基础上升级为一个物联网系统。在即将到来的5G时代，物联网必将迎来新一轮的技术飞跃，得益于此，电力系统也将朝着更可靠、更高效、更智能的方向发展。文章从电力系统发变输配用各个环节的特征出发，初步探讨了5G时代背景下，物联网技术在电力系统的应用。
关键词：5G环境；电力系统；物联网技术
引言：随着通信技术的不断发展，5G技术的时代已经到来，该技术将为泛在物联网技术的发展提供有利条件。如今的电力系统也从传统的多传感器系统向泛在电力物联网系统发展。通过把物联网技术与电力系统相融合，可以使电力系统的改善得到质的飞跃，使之更加安全、稳定、可靠和智能。因此，为了进一步实现智能电网的目标，在5G时代下就必须利用好物联网技术。
1、5G与物联网技术概述
物联网又可以被称作传感网，通过将各种传感芯片嵌入物体，并借助无线网络技术来实现传统物体的智能化和网络化，使得万物互联的目标得以实现。物联网技术的普及和推广需要两个重要的条件：
首先，要拥有网络覆盖支持的标准和网络体系，自从我国2013年底正式启动4G网络建设起，在eMTC等物联网技术的基础上基本实现了网络的全面覆盖，满足了市场对物联网可靠性和低速低功耗的需求；其次，物联网要具有较高的安全性。移动通信系统由于QOS的安全保障机制，以及通讯行业安全机制的安全性要求，从而为物联网技术提供了安全性保障，也为物联网技术快速的规模化发展打下了坚实的基础。
随着科学技术的高速发展，移动通信技术也逐渐从4G技术逐渐走向5G技术，2020年5G通信系统正式投入商业运营。与当前的4G技术相比，5G技术拥有更低的延时性、高容量性，能够连接千亿级别的物联网应用，这为物联网技术快速发展提供了网络基础，这主要体现在以下三个方面：
其一，由于5G通信网络的传输速率将超过当前4G网络的百倍以上，大大较少了各种移动终端进行网络数据交互所学的时间，使得各种移动终端由现在的控制信号逐渐转变为多元的信息交互，使得物联网技术不再桎梏与传统网络的限制。
其二，5G通信网络不但能够支持各种终端设备的直接互联以及高频段的数据互动，还具备了多天线传输等先进的通信网络技术，这不但转变了数据网络的传统蜂窝结构，还能够实现终端通信方式的多元化。在5G时代下，物联网将拥有更广阔的覆盖面积以及更多的频段，还能够实现终端通讯模块的小型化、微型化。
最后，随着5G通讯技术的即将到来，为人工智能、智能导航、无人坚实等新兴技术的研发和应用提供了网络支持。在当前4G网络上所无法实现的功能，也能够在5G网络中逐步得以实现，从而实现物联网功能和应用的发展和创新。
2、5G环境下电力系统物联网技术的具体应用
2.1在发电环节的应用
5G时代，物联网技术和车辆网技术等不同信息技术发展迅速，并在相关领域取得了比较理想的应用效果。与4G技术相比，5G的数据传播和交换更加快速，且具有容量大和时延低等突出特点，能够很好地提升信息交换率，保证信息传输的安全。风力发电技术与其他发电技术相比，虽然属于绿色和清洁能源，但经济效益较低，导致大多数发电厂亏损和大量电力资源被浪费。将物联网技术应用于风力系统，可以借助内嵌传感器节点对风力和天气等方面的数据进行测量和分析，并根据分析结果调整和优化风力发电机的运转速度。这样既能够有效控制风力发电的成本支出，又可以解决弃风限电问题，提高风力发电效率。
2.2在变电环节的应用
通过物联网技术的应用，能够实现变电站的智能化操作，使得变电站在各种内嵌传感器的基础上，实现对电压、电流的信息数据采集以及智能测量和转换，从而降低人工成本的支出。在变电站的长期运行过程中，需要对其做定期检修，以确保变电站的稳定运行。
通过物联网的遥感监测和5G网络的低延时、高速率优势，能够实现变电站监测数据实时上传，相关检修人员通过对实时监测数据的分析，安排变电站的检修计划。通过5G移动网络技术物联网的融合，不但实现了变电站的实时检测，还提高了检修的时效，确保了变电站的正常运行。另外，在对地下电缆进行检修时，可将传感器内嵌到地下电缆中，然后通过物联网技术实现对关联电缆的即时监测，并将相关数据传给检修部门进行分析、判断和决策。在5G技术的支持下，物联网技术能够实现对变电站和地下电缆的实时监测，从而能够及时有效的排除生产安全隐患，确保了变电系统运行的安全稳定。
2.3在输电环节的应用
物联网技术在输电环节的应用主要就是依靠广泛部署的传感器。利用智能传感器对输电线路进行实时监测，将线损、绝缘损坏、故障异常等消息及时反馈给监控中心，辅助调度人员优化输电系统的运行方式。此外，近几年兴起的无人机巡检输电线路依托的也是物联网技术和无人机的配合，在无人机平台上搭载高清摄像头进行航拍，借助无线通信，巡检人员可全面地掌握输电线路的情况；在无人机上搭设超声波测距等设备来对输电线路进行测量，则可以提升输电线路测距的精度；在无人机上加装红外感应器等，则可以快速准确地定位输电线路故障点；5G的到来让无人机可以拍摄和传输数目更多、清晰度更高的图片和视频，提高了巡检可靠性。借助物联网技术，无人机巡检可以充分发挥其不受地理、环境因素影响的优势，为输电线路提供一种新型的巡检模式。
2.4在配电环节的应用
配电网作为与用电客户直接相连的网络，其对电能质量有着较高的要求。近年来，随着分布式电源的大量接入，储能技术的进步以及电动汽车、智能家电等灵活负荷的出现，配电网已变为了可以主动控制、主动管理的主动配电网。在提高DG接纳方面，利用物联网技术，可以更好地做到功率预测和出力调整，提高就地消纳能力；还可令储能装置、DG以及需求侧等应用层互联，让ADN更好地进行资源配置，实现负荷削峰填谷，系统更加经济运行。比如，令DG出力跟踪负荷曲线的变化，当供电能力不足时，可利用分布式电源或者储能装置提高系统供电能力；当负荷降低时，又可以利用储能装置的充电来存储电能以供备用。在风险评估、故障复电和网络重构方面，借助物联网技术，不仅可以决策出复电的最佳方案，ADN也可以主动地进行重构，提高其供电能力和抗风险能力。
2.5在用电环节的应用
灵活负荷的出现，不仅方便了ADN进行主动管理和主动控制，它们本身在物联网技术的支撑下，也可以主动参与到ADN的运行管理中。比如近几年兴起的降低电压节能技术，依靠的正是物联网技术。在智能电表和高级计量设施等对用电设备进行分析判断后，保证其安全可靠运行的前提下，通过适当地降低其电压来减少用电量，这对我国节能减排事业具有重大意义。近几年来，世界各国和我国的电动汽车保有量迅速增长，ADN对其进行可靠有效的管理也是未来研究的一个热点问题。比如借助物联网技术，便可充分考虑EV的行驶习惯、负荷特性等，结合市场电价和ADN运行情况，有效地管理EV的充放电，形成专门特殊的运营模式。
结束语：
总而言之，5G环境下，在电力系统的发变输配用等环节中引入物联网技术，不仅可以实时监测各个环节的运行情况，有效解决各运行阶段存在的安全隐患，降低安全事故的发生率，还可以确保各个环节的安全、高效运行，提高电力系统运行效率，进而也能够为我国的电力事业发展提供有效动力。
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