5G通信技术在智能电网中的应用

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:关慧春
[导读] 摘要:本文对智能电网的业务特点作出概述,并重点分析5G通信技术在智能电网当中的应用。
        国网山西省电力公司 长治市上党区供电公司  山西长治  047100
        摘要:本文对智能电网的业务特点作出概述,并重点分析5G通信技术在智能电网当中的应用。首先研究了 5G 通信技术在智能电网中的具体应用方式,同时探讨今后5G通信技术在智能电网应用的发展方向。
        关键词:5G通信技术;智能电网
        引言
        5G 通信技术的出现受到了广泛关注,相比于上几代通信技术,5G通信技术在带宽和速率等方面都得到了十分显著的提升,因此能够更好满足不同行业对于通信的需求。在智能电网的应用方面,5G通信技术具有低时延的优势,更有利于实现智能电网的配网自动化以及差动保护等方面的功能。
        1智能电网的业务特点
        智能电网是指在传统电力系统基础上,利用了各类新能源、新材料、新设备,以及先进的传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术,形成新一代的电力系统。相对于传统的电网,智能电网的信息化与自动化程度更高,在发电、配电、用电和调度等环节实现自动化控制,能够有效促进电网运行效率的提升,增强电网运行可靠性。在智能电网的运行过程中,通信技术发挥着关键作用。利用通信技术,能够实现对电网状态的有效监控,以及数据信息的收集。
        智能电网的业务特点目前可以概括为以下几方面。
        (1)可靠性强。智能电网的体系具有先进技术与网络通信支持,具备预警、安全评估、故障诊断与自我修复等功能。上述功能使其可靠性得到了显著增强,在电网出现故障的状态下,可以维持一定的供电能力,减少停电的不良影响。因此智能电网对各类供电条件具有较强适应性。
        (2)开放性与兼容性较好。目前有关可再生能源、分布式能源的技术逐渐得到了发展,促进了上述能源的有效利用,也暴露了上述类型能源与传统电网的兼容性问题。通过合理运用智能电网,能够更加充分有效地利用不同种类的能源,全面满足各类用电需求。
        (3)更强的互动性能。运用智能电网有利于实现电力用户与电力企业之间的双向互动,电力企业能够充分了解用户需求,促进服务水平的改进。电力用户能够及时了解电力企业的供电情况,采用更为合理的用电方式。
        (4)智能电网能够促进电网系统的高效运行,对电网信息作出更加充分的集成与共享,有利于管理效率的提高,同时还能够对电力资源进行优化配置,促进电力资源的高效利用。
        2 5G通信技术在智能电网的应用
        5G 网络技术是在4G网络技术架构的基础上,采用大规模天线完成高频信号传输,并运用低频段传输信息。目前4G网络传输速度最大能够达到 150Mb/s,运用5G网络能够达到15Gb/s,并且可以使网络时延低于100ms,上述特点能够更好满足智能电网的各项业务需求。
        (1)智能自动化配电
        智能自动化配电是智能电网发展的重要趋势之一,配电自动化当中涉及到多种技术的应用,主要包括数据传输技术、计算机技术与控制技术等,并且需要先进设备与科学管理方式的配合。智能自动化配电的应用能够有效提升供电效率与电能质量,减少配电系统的运行维护成本,促进供电可靠性的提升。目前常见的自动化配电有以下几种方式,首先是运用自动化开关等设备,发生故障时能够起到有效的隔离作用。还包括利用通信网络系统,对配电网运行过程中呢情况作出监控,发生故障阶段需要调度员进行手动操作。


        (2)精准负荷控制
        电力负荷控制是指对用电负荷进行跟踪检测,在电力负荷超过事先设定的负荷定值时,系统首先进行报警,而后跳闸切断负荷,是管理用电负荷的一种重要方式。在传统的电力负荷控制工作中,由于缺乏相应的通信网络,一般只能对配电线路进行整体切除,对于电力用户造成的影响较大。在目前的发展趋势下,电力企业需要加强负荷控制的精确程度,降低对于重要电力用户的影响。通过利用精准负荷控制技术,可以首先切断电动汽车充电桩以及工厂非连续生产电源等重要程度较低的负荷。运用 5G 通信技术进行负荷控制,在稳控技术支持下,充分发挥 5G 通信网络时延低、可靠性强的优势。能够有效提高控制系统的精确度,对故障用户的可中断负荷进行有效控制。能够起到减少经济损失,降低对其他用户影响的作用。在今后的发展中,5G 通信技术的应用也将促进精准负荷控制技术的推广。
        (3)低压用电信息采集
        低压用电信息采集是指收集与处理用户的用电信息,并对信息进行有效监测。通过低压用电信息采集,具有监测用户用电信息的异常情况,对用电情况作出分析等方面的作用。目前在低压用电信息的采集上,运用的主要方法是传送计量所用的数据,具体可以分为上行与下行两种不同方向的信息,在信息流量的特征上,一般上行流量要大于下行流量。并且在对终端信息的采集方式上,主要是运用集中器,采取集中部署的方式。
        在今后的发展趋势上,对于用电信息需要进行更为准时的上报。而且用户终端的数量也将很大程度地增加,在这一趋势下,对通信规模也提出了更高要求。今后可以通过 5G 通信技术,促进用户信息采集工作的进一步细化,更为全面地获得用户终端信息,在此基础上对供电作出精确调整,并制定电价阶梯报价等管理制度。
        (4)分布式电源的控制
        目前分布式电源得到了一定程度的推广,比如太阳能与风能发电,以及电动汽车充换电站等。运用分布式电源具有明显优势,能够起到节省投资、提升电力系统工作效率的作用,对分布式电源的利用也是智能电网发展中的重要部分。与此同时,由于传统电网在设计上不适应分布式电源的要求,分布式电源并网也造成了一些问题,比如原有的电网为单电源辐射状网络,分布式电源接入后则变为多电源网络。在电流的运行上也从单向变为双向。通过 5G通信技术,能够对分布式电源实施有效监控,自动进行数据收集处理,有功功率与无功功率调控等方面的功能。
        3总结
        智能电网的建设对于提升电网运行效率和增强供电可靠性具有重要意义,目前5G通信技术在许多行业中都得到了发展和运用,在智能电网的建设当中,需要加强对5G通信技术的研究,将更多新型技术用于智能电网建设。同时,5G通信技术在自动化配电、负荷控制、用电信息的采集、分布式电源的控制等领域也具有良好的应用效果,今后也应加强5G通信技术在上述领域的应用。
        参考文献
        [1]郭克强 .5G 使能智能电网 运营商大有可为 [J]. 通信企业管理 ,2018(10):36-39.
        [2]胡红明 .5G 通信技术在智能电网的应用分析 [J]. 电子测试 ,2019(17):68-69.
        [3]杨永明 . 未来 5G 与能源的深度融合研究[J]. 新能源经贸观察 ,2018(07):86-93.
        作者简介
        关慧春(1993.06-),女,汉族,山西长治,本科,助理工程师,主要研究方向:电力通信,光纤通信,泛在电力物联网等;Email:1154370078@qq.com。
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