探析5G时代物联网技术在电力系统中的应用

发表时间:2021/7/20   来源:《当代电力文化》2021年3月第9期   作者:魏登锋1 同朝辉1 孙阳阳2 田宏坤2
[导读] 随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,5G时代的到来,为国家各行各业都带来了全新的发展机遇,电力系统作为国家发展中的重要基础
        魏登锋1 同朝辉1 孙阳阳2 田宏坤2
        1中国铁塔股份有限公司咸阳市分公司  陕西省咸阳市  712000;2广东省电信规划设计院有限公司  广东省广州市   510630
        摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,5G时代的到来,为国家各行各业都带来了全新的发展机遇,电力系统作为国家发展中的重要基础,在5G时代背景下也进入了新的发展阶段,但还需要对具体的技术应用情况展开分析,从而让电力系统得到进一步完善。因此,本文围绕着物联网技术在电力系统中的应用展开分析,从5G时代下物联网技术的发展情况入手,明确支撑电力物联网运行的关键,进而从不同的环节入手,深入探析5G时代物联网技术在电力系统中的应用,以供参考。
        关键词:5G时代;物联网技术;电力系统;实际应用
        引言
        随着我国经济水平的不断提升,5G技术的出现促使了我国通讯业逐渐处于世界领先地位,5G技术的发展,对于未来通讯领域有着重要的意义,同时将5G技术和物联网构建的过程中,物品信息与资金流动信息都在高效率的进行传输,所以基于5G技术在物联网中大规模的应用,能够将物联网与5G通信进行有效的结合,使物联网得到更好的发展,提高人们的生活品质。
        1电力物联网的特点
        电力物联网在运行过程中,表现出信息感知全面、共享效率高、自愈性强等技术特点,这些技术特点,使电力物联网在实践中具备更高的实用性。(1)电力物联网可以全面感知电力网络运行过程产生的各类信息数据,这种信息感知能力,使电力物联网辅助组网工作快速开展,增强了组网的效率与水平。例如,在传感器的支持下,电力物联网实现了系统环境的有效评估,能实时掌握电力网络运行状态。电力网络的体量巨大,组成设备较为复杂,在这种情况下,通过电力物联网的感知功能可以掌握电力网路的基本情况,降低电力系统的运行风险。(2)电力物联网加快了信息融合的进程,增强了通信质效,解决了冗余数据过大引发的数据丢失或处理不完全的情况,保证了信息传输的有效性。例如,电力物联网依托传感器、无线通信等技术手段,感知电力基站、用户终端等,汇总运行信息,提升电力信息共享、应用能力,实现了冗余信息、丢失信息的高效处理。(3)与传统的网络相比,电力物联网拓扑结构较为复杂,自愈性较强,提升了电力网络的运行成效。例如,电力物联网具有较强的环境适应能力,通过各类技术方案的应用,确保相关技术可以根据运行环境、使用需求转换技术参数,实现了电力物联网容错率的提升,有效控制了电力网络故障的发生率,同时压缩了电力网络组网成本。
        25G时代物联网技术在电力系统中的应用
        2.1配电环节
        输配电环节作为电力系统中最为关键大部分,物联网技术在其中发挥着至关重要的作用,主要作用于传感器部署、应用。在供配电环节中,想要实现智能化控制、动态化检测,就必须要在输电线路中安装智能化传感器,以此最大程度避免出现线路故障问题。借助智能化传感器,线路、绝缘损耗以及线路异常故障都会及时的反馈给终端工作人员,工作人员可以及时的展开调度优化设计,调整输电系统方案。随着科学技术发展,无人机巡查、远程监控等技术也在电力系统中逐渐兴起,5G时代下,可以将物联网应用在巡查系统中,配合无线通信第一时间掌握输配电情况。尤其是5G技术从根本上改善了通信速度和通信信量,在物联网技术的支持下,检测质量、效率都会得到提高,巡检可靠有效性得到提高。最为主要的是,物联网技术的应用,打造出了一个更加可靠、稳定的新型巡检技术体系,有效规避地理和环境等因素,国家电力输电水平也会得到发展。本身分布式电源的接纳能力较优,为智能电动汽车、智能家用电器提供了更好的空间,物联网技术接入手,可以进一步把控系统工作状态,监控负荷曲线。
        2.2变电环节通信需求分析
        变电站是电能生产过程中一个重要的节点,对电能的顺利安全生产具有重要意义。

变电设备具有种类繁多、结构复杂的特点,变电站整体环境中磁场强度都比较高,有较大的安全风险。其电能通信功能主要通过有线通信实现,无线通信应用减少,仅在一些电力企业所配备的智能巡检机器人通信技术中有所涉及。由于无线数据传输只能通过4G网络和无线路由器网络来完成,导致智能机器人的无线通信无论从速度上或是移动范围上都有较大的局限性。因此构建稳定性高、数据传输时延小的网络数据传输体系是电力企业智能化发展过程中无法绕过的技术障碍。
        2.3毫米波技术
        在5G技术和物联网的融合应用过程中,毫米波技术是5G技术与物联网应用的关键技术点,所以想要实现物联网的全面拓展和覆盖,就需要对将更多的设备接入到物联网中,而在这个过程中,还需要增加5G网络的容量。和传统的1G-4G移动通讯技术相比,5G通讯技术的频段在3GHz以上,而传统移动通讯技术的频率都在3GHz以下,这是因为传统的通讯技术频谱资源比较有限,同时传统通讯网络的容量也不大造成的。而5G技术和物联网的融合过程中,加入毫米波技术,能够有效的实现对工作情况的判断,由于5G网络技术能够支持超高的传输速率,因此也可以实现更多设备的接入量。在未来移动通讯技术中,通讯技术会向逐渐向高频和超高频的方向发展,因此随着频率的变化越来越高,也会逐渐使传输距离变得越来越短,所以在未来移动通讯的发展中,会给移动通讯系统的硬件提出更高的要求。
        2.4电力物联网通信需求
        根据电力业务的特点及电力业务相关设备的通信需求可以看出,传统的2G、3G、4G通信技术能够在一定程度上满足设备使用需求和业务开展需求,但也暴露出几个方面问题。第一方面,网络设备技术更新换代速度较快,电力物联网对网络速度的要求变高;第二方面,电缆和光纤作为主要数据传输载体仍然具有50~100ms的网络时延,这种较大的网络实延特点,使得实时智能巡检等电力物联网实时监测技术无法实质性推进。具备超低时延、大带宽、海量连接和多场景接入多种能力的5G通信网络,依托其网络切片的虚拟逻辑隔离模式,更适应新形势下以及未来电网感知智能互联式的发展,支撑云边协同的电力物联网,智能化提升。
        2.5密集网络技术
        密集网络技术是在5G技术与物联网的融合应用下形成的,通过密集网络技术,可以满足5G通讯技术对数据流量需求的增加,从而有利于5G技术下物联网的良好发展。而通常采取密集型网络技术手段过程中,为了使网络覆盖的情况得到有效改善,可以在这个过程中采用临时微蜂窝技术、长期微蜂窝技术等方式,减轻对5G网络技术的依赖性。但由于网络变得更加密集,导致在对网络的使用中出现了各种网络干扰问题,网络拓扑结构也随之变得更加突出和复杂,所以在5G技术的物联网应用中,使用密集网络技术,就需要增强无线网络信号的抗干扰能力。
        结语
        新时期,电力系统的各个环节中都会应用到物联网技术,而在5G时代的影响下,物联网技术水平得到提高,还需要结合实际情况,为电力系统的安全运行提供保障。但从目前来看,还需要进一步加深对物联网技术的应用分析,以此最大程度保证电力系统的稳定性,确保能够满足每一个用户所需电能。
        参考文献
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        [3]邹凤娇.基于5G通信技术的物联网应用分析[J].电子技术,2020,v.49;No.526(09):36-37.
        [4]李永超.基于5G技术的物联网应用研究[J].中国新通信,2019,021(015):96-97.
        [5]王明远.基于5G的物联网技术在智慧校园建设中的应用分析[J].大众标准化,2020,No.312(01):65-66.
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