杨俊勇
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摘要：电力系统之间大量信息的通信共享需要先进的通信技术予以保障，5G通信技术融合了智能无线网络架构、无线网控制承载分离技术、多制式协作与融合技术等先进的网络技术，具有传输速率高、延迟少、节省能源等优点，因此5G通信技术的应用将极大地促进电力系统的快速发展。基于此，本文针对5G技术在电力系统中的应用进行探讨分析，以供参考。
关键词：5G通信；电力系统；智能电网
引言
随着我国社会迅速发展，电网规模不断扩大，同时随着智能电网建设的推进，电力设备、电力终端、用户陡增，设备与设备之间、设备与用户之间、用户与用户之间的信息传递互动的需求呈爆发式增长，迫切需要高效、安全稳定的通信技术作为支撑，提升电力系统的智能化、自动化、信息化水平，从而为社会经济的稳定提供可靠的服务。
1 5G关键技术
1.1大规模MIMO技术
在5G通信技术中，大规模多输入多输出技术是其中一项核心技术，其具有在基站侧布置数十根甚至上百根收发天线阵列的特点，分布在同一小区中的多个用户通过利用基站能够在同一时频资源上完成大规模天线阵列的布置，由此而提供的空间自由度能够与基站同时完成通信。波束成型技术的使用，能够加强多个用户之间时频资源的抗干扰能力，可以从基站中发送信号到非常狭小的范围，由此可见，大规模多输入输出系统具有增加正交导频数量、开发更多空间自由度的优势，在降低小区用户间导频干扰方面意义重大，进而提升系统的接入能力，为大规模机器类通信业务的正常开展提供可靠的保障。同时，5G移动通信系统也能够明显增强系统的接入能力[1]。
1.2网络切片技术
网络切片技术能够提高网络资源的使用效率，对网络资源进行切片，并且能够将单一物理网划分成多个逻辑虚拟网络，网络基础设施则由多个网络切片共同使用，这样一来也就达到了提高网络资源使用效率的作用。同时，从逻辑层面而言，切片和切片之间互不干扰，处于相互独立的状态，即切片中的传输网、核心网、设备以及接入网是相互独立的。基于网络切片利用软件定义网络技术的集中控制，能够提高路由配置效率，简化网络管理，使数据平面和控制平面实现解耦合。值得注意的是，网络切片技术的使用应该严格按照行业要求，对运营商的物理网络进行划分，从而形成多个虚拟网络，以便其能够满足不同行业的需求。对于行业专网而言，先进的能源互联网对其提出了更高的要求，这就要求来自运营商的电子切片应该和其他通信业务处于相互隔离的状态。为了全面保障电力业务的安全性，为用户提供满意的服务，就应该借助硬件设备来划分独立的时频资源块[2]。
2电力系统中5G通信技术的实际应用
2.1智能电网
智能电网的主要作用是智能自动化配电、精准负荷控制，但其需要先进的设备、网络和技术作为支撑。随着数字化、智能化、智慧化技术的发展应用，电网也逐步向低时延、高可靠方向发展。5G通信技术以其低时延、高可靠的特性实现了故障的智能定位、智能识别和智能处理，减少了故障停电时间长给人们带来的不便。电力负荷控制时，解决负荷过大问题的传统手段基本是通过一刀切方法切断整条线路或者整个区域，而利用5G网络可以优先切断非重要负荷，减少对用户的影响，降低经济损失。
2.2输电线路巡检
输电线路中存在各种缺陷，如金具锈蚀、对空距离超限、绝缘子掉串、导线断股等，电力运维部门每年都需要对输电线路进行巡检。
传统的线路巡检主要采用人工巡检的方式，此方法受恶劣环境、地形影响大，存在成本高、效率低等缺点。而利用直升机及无人机采集线路的视频、图片或者点云数据，可以减少环境和地形对输电线路巡检的影响，但4G网络数据的传输存在卡顿不流畅、实时效果差等缺点。5G通信的大宽带技术可以实时流畅地将采集的数据传输至终端，通过展示平台实时对输电线路的状态进行监控，以便运维人员根据监控结果进行缺陷的修复、消缺，提高线路巡检的准确度和巡检效率[3]。
2.3智能配电网
配电网结构复杂，设备终端多，连接复杂，保证其安全稳定运行至关重要，但目前对配电网状态的监测存在很大缺失。同时配电网中存在很多的拓扑关系，这些拓扑信息也很少被监测到。5G通信可以实现海量信息的展示及动态感知，实现配电网运行状态信息的透明化。同时，5G技术结合DFACTS等技术可以解决配电网存在的供电过程电路中断、三相不平衡、电压暂降等问题，从而保证设备终端的正常稳定工作，保障配电网的可靠性及设备的可持续利用，并间接提高电力系统的经济效益及社会效益。5G技术结合DER满足了网络长期发展的需要，减少了成本投入，可以有效节约能源，避免资源浪费，促进电力系统的绿色健康发展[4]。
2.4泛在电力物联网
（1）众多设备都能够实现与电力网络设备终端的连接，比如，人们日常使用的智能家居是电力网络终端设备和家庭电力设备终端连接的体现。和共享单车的连接，能够建立区域单车用电体系，为智慧交通提供便利。电力网络设备终端和不同电力设备的连接，取得的效果也是不同的，将其用在小区中，能够实现整个小区的集群。（2）在无人自动驾驶发展中，5G通信的使用，能够充分利用其低时延和高速度的特点，推动无人自动驾驶的发展。同时，低时延特点还能够在需求响应上实现躲避障物，为行车安全提供可靠的保障。就可靠性层面而言，和4G技术相比，5G技术传输信息的稳定性更高，能够实现对泛在电力物联网的精准控制。基于电能的储存控制功能，在协调分配电能输送节点的时候，需要结合用户、企业以及不同区域对电能需求量的大小，尽可能在短时间内提供精准化的电力能源输送服务。（3）电力行业的快速发展涌现出了大量的电力信息资源，对这些数据资源的有效处理，能够提高电力能源供应效率。因此，就需要使用选择短时段数据，舍弃相同数字位数的方法，准确分析相关数据的价值以及其产生的不良影响。借助5G通信的高速度特点，能够细化数据采集工作，对泛在电力物联网的高效运行奠定良好的基础。（4）结构化数据是泛在物联网数据信息中的重要内容，同时，也涵盖了图片、视频、语音等非结构化的数据。为了能够打造透明化的泛在电力物联网，就需要使用5G宽带通信来完成对电力虚拟现实的使用，保障视频通信速率，满足使用者的视觉需要。（5）大量电力数据的运算工作必须要借助相关的应用平台来完成，比如，大数据分析、路线缺陷图像识别等等，这就要求必须具备安全稳定的运算环境，而泛在电力物联网的云计算和边缘计算借助5G通信技术来为运算安全提供可靠的保障，以此来提升运算速率。
结束语
总而言之，电力通信网络的发展从电力线载波到光纤再到各种无线通信系统，物联网的使用，提高了客户的服务质量，突破了传统思想的莒县，强化了电网的经济运行效率，创造了新兴业务价值。5G通信网络技术为电力物联网的发展提供了可靠的保障，是支持电力网络通信的一项关键技术，改变了人们的大多数生产生活方式，在未来发展的过程中，对于5G通信网络技术的使用，仍然需要根据实际需求逐渐扩大研究力度。
参考文献
[1]孙柏林.5G技术在电力系统的应用[J].电气时代,2019(12):30-34.
[2]王宏延,顾舒娴,完颜绍澎,于佳.5G技术在电力系统中的研究与应用[J].广东电力,2019,32(11):78-85.
[3]施禹.试论5G时代物联网技术在电力系统中的应用[J].中国新通信,2018,20(16):163.
[4]丘华敏.5G时代物联网技术在电力系统中的应用[J].江苏科技信息,2017(32):49-50+64.