5G通信技术在智能电网的应用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

5G通信技术在智能电网的应用

发表时间：2020/11/23 来源：《基层建设》2020年第22期作者：沈莹刘轩

[导读] 摘要：通信技术的更新换代，是科技发展的前进动力。

        国网冀北电力有限公司北京送变电公司北京 100010
        摘要：通信技术的更新换代，是科技发展的前进动力。社会经济与通信技术之间的关系是非常密切的，而在创新环境下，5G通信技术出现在人们的视野当中。我国对5G无线网络通信技术予以十分重视，投入大量的资源进行不断探索。基于此，本文主要讨论了5G通信技术智能电网的应用。
        关键词：5G通信技术；智能电网；应用
        引言
        电力行业对国家发展起着至关重要的作用。而智能电网的建设与发展都离不开数据支撑。能源互联是未来的发展趋势，而电网是实现能源互联的重要途径，建设智能电网迫在眉睫。我国电力系统已经实现了重要节点的数据连接，但仍有大量的用户侧数据和边缘数据尚未得到采集与应用，智能电网的建设将对上述海量边缘数据进行采集与分析、实现电力系统各个环节互联互通，大力提升数据自动采集、获取的能力，对电力通信技术提出更高的要求。
        15G通信技术概述和优势
        1.1概述
        5G通信技术目前已经受到人们的广大欢迎，各大运营商也在不断寻求发展的机遇，5G通信技术其优势是非常巨大的，数据的传输速度较快，利用率也自然更高，无线覆盖能力将比4G更加优秀。同时5G通信技术其最大的优点就是，兼容性更加优质，成本很低，也不会受到场地限制。
        1.25G通信技术的优势
        由于5G通信技术是一项新技术，3GPP汇集全球各国通信管理部门、通信设备提供商、芯片巨头、行业应用供应商及运营商都在对其进行研究论证，阶段性的形成商业技术标准。因此5G通信技术比之前通信技术有着不可替代的优势，其主要优势为：传输速度快，频率使用率较高，无线覆盖面积大，拥有良好的兼容性，并且成本费用较低。实际上5G目前成熟的市场需求就是数据传输速度快，与4G无线通信技术相比，5G传输速度可以提高一个量级。从2G到4G，传输速度虽然发生进步，但传输速度会受到诸多因素的影响，最大的缺点就是带宽资源有限，最大20M的载波资源无法满足较多的用户需求及单个用户的高速要求；另外4G时代700M黄金频段没有利用，所以遇到障碍物，会影响传输速度，这是由于信号穿透能力较差。除此之外，发射器的质量和周围的环境也对其有着十分重要的影响。但在现阶段急需解决的问题是兼容性，而应用5G无线通信技术，兼容性比其他几代占有优势，如与4G兼容有NSA模式，与2G/3G/4G可以使用动态频谱共享技术DSS实现频率资源的充分利用，受到外界干扰性小如使用了多天线技术的beamforming技术，可以与其他网络技术同步使用。
        2智能电网特点
        （1）可靠性强。与传统电网相比，应用了先进的科学技术，这些技术的应用，赋予其多项功能，故智能电网具有的非常强的可靠性，能够在各种环境因素的影响下，保持稳定运行的状态。（2）兼容性和开放性强。现阶段，太阳能光伏发电和风力发电等可再生能源发电技术实现了快速发展，而智能电网可以将新能源发电纳入到电网之中，从而提升了能源的利用效率，有助于促进电力行业的发展。
        35G通信技术的主要技术
        3.1多天线传输技术
        随着经济的快速发展，科学技术的进步，为促使频率利用率和传输性能有所提升，使得大范围天线阵列和大范围多天线传输技术营运而生。其中大范围天线阵列就是深入研究和发现空间维度资源，以空分多址技术为前提，实现在统一时频中服务多个用户的任务；而多天线传输技术就是能够分担小容量和提高数据下载速度，所以对性能进行了进一步的完善。5G无线通信技术在发展中，为更好实现各大网络基站上MassiveMIMO的布局，会使用有源天线技术，进而可以达到3D波束赋形。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

而为促使系统空间自由度有所提升，则可以以3D波束成形为前提条件，提高空间的区域粒度，进而可以促使多天线传输技术能力提升。
        3.2智能分布式自动化配电
        关于电力正进一步提高对可靠供电的要求，可靠性较高供电区域可实现持续不断的电力供应，缩短的事故隔离时间能达到毫秒级，达到提供区域不停电服务的效果。与此同时，也为主站时延及集中处理能力等方面发起更为艰巨的挑战，由此可见智能分布式自动化配电，会是配网自动化发展的主要趋势与方向。特征在于把原有主站具备的处理逻辑分布式转移至智能配电终端，借助各终端之间的对等通信，进行智能分析判断、定位故障、隔离故障以及恢复非故障区供电等有关操作，进而达到全自动处理故障，尽可能减少因为故障而导致的停电时间与停电范围，实现原本分钟级处理配网故障提升至毫秒级。
        3.3分布式新能源及储能并网
        随着具有间歇性、不确定性的大规模分布式新能源，以及分布式储能电站的持续性接入，电网对通信的要求逐渐提高。现有电力4G无线专网无法满足其运行对通信时延、通信速率、可靠性、安全性、以及大规模高效连接的需求。5G可有效解决上述问题，在分布式新能源及储能方面可开展以下应用。（1）数据实时交互基于5G的高带宽、低时延特性，可实现可再生能源资源评估、分布式储能调节能力评估、分布式新能源发电预测、分布式新能源协调等的数据实时交互。（2）快速精准控制目前分布式新能源主要靠电力电子装置接入电网，电力电子装置需要高速率、低时延的通信水平保证其正常运行。结合5G高速率、低时延、高带宽的通信特点，可以快速对新能源进行精准控制。
        3.4采集低压用电信息
        采集用电信息（用电用户）业务现下重点用于计量，数据传输业务，具备的特征为上行流量大、下行流量小，当前主要的通讯方式为无线公网、230M以及光纤传输，具体用户终端采取集中器模式主站则通过省公司进行集中部署。采集早期方法为一天计量点24个，现下主要为5min与15min采集，当中零点作为统一采集。随着新业务的拓展电信息数据需实现准时与实时上报，与此同时，也会进一步提高终端数量。用电信息会延伸至家庭采集，可以获得用电终端全部的负荷信息，从而实现供需平衡精细化，提高错峰用电合理化，而且要能对电价进行实时公示通知，从而方便用户可以依据需求预约采购。
        45G通信技术的未来发展趋势
        从全球发展情况来看，5G在2020年底运营商将会在全国各大城市实现网络的商业部署，各种新的业务和应用将会被市场选择，如VR/AR，智能电网，智慧城市，无人驾驶，远程医疗，智能工厂和智慧农业等；5G技术会发展成为普惠大众的合理的商业和消费模式。建设一张5G网络，则需要将一个从芯片到设备到应用的端到端的成熟5G产业链；重点放在主设备和配套网络战略规划、建设和传输等方面。主设备主要是射频元件、光模块、基站天线的投资和建设中。另外，随着5G网络建设的日趋完善，催生出的5G业务、新架构等都会对用户的隐私和网络安全性提出较为严格的要求。这就需要5G安全制度不仅能够保障基本的信息通信，而且还需要根据不同的业务，提供具有针对性的安全服务，可以更好的满足多元化的网络接入方式和新型网络架构的需求，保障用户的隐私性，能够在开放运行环境中得以快速发展。
        结束语
        综上所述，5G信息通信技术的出现，促进了各行各业的发展，将其应用于智能电网领域，可以丰富智能电网的功能，提升其运行质量，减少故障的发生概率，满足居民的用电需求。
        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）：36-37.
        [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）：86-87.