基于5G通信的泛在电力物联网的设计与研究
门国维
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

门国维,. 基于5G通信的泛在电力物联网的设计与研究[J]. 设计研究,20222. DOI:10.12721/ccn.2022.157001.
摘要: 随着我国的科技不断创新,给我们的生活带来了巨大的便利。在现阶段高新科技不断进步的趋势下,各种现代化产物的应用不断普及,给我们的日常生活带来了巨大的改变。其中,以互联网技术为依托的通信技术,在随着网络技术不断发展的趋势下,其也有着较为快速的发展。另外,这些现代化产物除了能够给我们日常生活带来巨大便利以外,还会在一定程度上影响到我国综合国力的发展。5G通信技术的应用给我们的生产及生活方式带来了巨大的变化,与此同时,要想不断提高我国的科技发展水平,进行相关行业的深入研究是不可缺少的重要环节。
关键词: 5G通信;电力物联网;设计
DOI:10.12721/ccn.2022.157001
基金资助:

随着万物互联时代的到来,国内外拉开了对各行各业智能化设备的研究序幕。经济社会的发展必然伴随着能源需求的增加,然而传统电力物联网对电力能源的采集和管理效率低下,严重制约了中国依靠电力供能行业的发展。因此加快对我国智能电网的研究至关重要,这关系着中国建设万物互联进程能否更高效的实现。为了尽快提升电力物联网的管理效率,2019年国家电网计划全面推进“三型两网,世界一流”的建设,开拓泛在电力物联网的市场,充分发挥电网的独特优势,致力于构建一个能够实现移动互联、人机交互的智能电力系统。然而国内现阶段建设的泛在电力物联网仍然存在云平台形式单一、通信技术使用标准混乱等问题。

1 5G通信的概述

5G技术与传统的4G技术有着名下的不同,该技术不仅有着跨时代的意义,同时还会给相关产业的发展带来深刻地改变,将会是具有里程碑式的意义。5G技术在研究的过程中,其主要基于的是现阶段电力物联网及互联网技术的发展,在两者及多者的结合中,才是5G技术的综合表现。在现阶段下的研究中,每个国家都在深入研究5G技术,并且联合6G技术进行相关的实验。这样的研究方式,不是个例,而是每个大多数具有高新技术研发能力国家所重点着手准备研究的主要方向之一。该技术如果能够实现普及,其能够运用到通信、网络、工业、科研等多个领域上,对于综合促进我国的全面发展有着重要的意义及作用。该技术的普遍应用,同时还会提高相关出产业的生产效率,在5G背景下进行相关生产工作的运行及发展,其能够在更加综合的视角下进行生产能力的提升,可以加快相关产业的发展与生产速度。相比较而言,我国的5G技术研发速度相对更快,处于世界领先水平,但是需要注意的是,5G技术研发,尚且存在较多难以攻克的技术难题,一旦攻克这些技术性难题,我国,乃至全球的发展将会进入一个新的时代,能够在一定程度上推动人类文明的进步与发展。

2基于5G通信的泛在电力物联网的现状

从目前我们了解的情况来看,我国5G通信技术的应用范围并没有得到全国性的推广电力系统的信息处理工作,也没有在技术层面获得极大的突破,其主要原因是智能化数据分析方案的推广幅度相对较低。目前我们对于智能化数据信息分析技术,对于云计算普及情况的关注程度并不高,所以在针对5G通信网络速率进行建设时,没有获得相关技术,以及信息的支持。在多种因素的共同影响之下,国内智能化数据分析的水平未能跟上时代发展的步伐无法为5G技术的推广奠定坚实的基础。

3基于5G通信的泛在电力物联网的设计应用

3.1提升智能化数据分析水平

在针对5G通信技术进行探索以及应用的过程当中,相关工作人员必须要对智能化数据进行深入的分析以及探讨,保证无羁信息和无羁通用技术的价值得到有效地发挥。特别是在对电力系统进行管理的过程当中,信息的处理以及分析具有极高的价值,如果数据分析的结果准确性不高,那么其智能化发展的水平也会受到影响。为了使得互联网的发展速度满足人们的实际需求,针对5G通信技术进行深入的研究具有很高的必要性,它不仅可以使互联网技术的完善程度不断提高,也可以保证电力物联网发展完善度越来越高。为了保证智能化数据与每一个要素之间的关系始终遵循一致性的特点,在进行智能化数据分析的过程当中,工作人员需要使用相关的公式,进行一系列的计算操作。开展智能化数据分析工作,需要先花费时间以及精力在5G通信网络的研究工作上,特别是5G通信网络的速率和延时性等等,针对这些指标的突出性进行考察,可以保证电力物联网在实际使用的过程当中更好的占据终端信息量控制的地位。在终端信息量控制工作当中,电力物联网在占据有利的地位之后,就可以使得信息资源凭借云端上传并满足5G技术普及应用的实际需求。花费相应的时间以及精力,针对数据中心的基础性功能进行考察以及研究,使其在智能化数据分析工作当中获得更好的分析效果,为数据中心深度学习的优势开发提供完整的支持。

3.2 5G在电力物联网中的应用

智能分布式配电自动化、低压用电信息采集、分布式电源、电力巡检等领域是5G在电力行业的重点应用场景。配电自动化的目的是提升供电可靠性,由于传统配网采用过流保护,一旦发生停电现象,会造成较大的影响,排查时无法精准确定,所以实现配网故障精准定位,提高供电可靠性是亟待解决的问题。在配电自动化中加入5G技术,可以对故障进行精准定位,使配网故障处理时间从分钟级提高到毫秒级。当前,电力用户对用电信息进行采集业务主要用于计量,数据传输的业务规模小、频次低,特点是上行流量大、下行流量小。5G通信网络可以提供海量接入和实时数据上报,帮助电力用户完成用电信息采集。对于传统配电网来说,它的早期架构设计并没有考虑分布式电源的接入。后期加入分布式电源后,网络架构发生了很大的变化,从原来的单电源辐射状网络变为双电源甚至多电源网络。对于用户来说,他们既是用电方,也是发电方,电流呈现出双向流动、实时动态变化。因此,需要引入5G技术来增加配电网的可靠性、灵活性及效率。电缆隧道解决电网供电承载的同时也面临着巡检困难等问题,它作为一种封闭的地下管廊在遭受火灾、水淹、塌陷等问题时会对巡检人员的生命安全造成危险,因此为了使巡检人员避免危险、确保安全巡检,传统的方式是由两人以上进行隧道内部巡检工作,这样就导致了巡视工作效率低下。引入5G智能巡检机器人将极大地解决这一问题,机器人与后台之间进行通信时,5G技术可以保证很高的传输速度与传输稳定性,巡检机器人采用全景摄像机进行实时监控时,配合5G网络可以实现低延时视频观看。引入5G网络也可以确保传输链路数据安全。

3.3新型泛在电力物联网优势分析

设计的泛在电力物联网架构,使用一体化国网云平台和互联网公司开发的云平台相结合的方式实现对用户数据的处理,该架构优势明显。首先,采用互联网公司的云平台,可以弥补一体化国网云平台需要统一提供用户侧功能的劣势。互联网公司的云平台可以充分利用其行业内顶尖的技术优势,针对性地满足用户或企业的个性化需求,提供国家电网因自身限制所不能提供的服务,应用方式更加灵活。例如向用户提供对电力设备实时监控的服务、满足某些企业使用无人机巡检的需求等。

结语

虽然5G技术能够使能中国的泛在电力物联网,促使许多智能化应用场景得以实现,但技术的革新必定伴随着更多新的要求和标准,因此,智能电网的建设应加强与外部的合作、研究,接纳各种技术和经验,根据经济社会的发展状态不断进行调整,从而促进国家电力能源产业水平更加科学有效地得到提升。

参考文献

[1]张平,陈昊.面向5G的定位技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2020,41(5):1⁃12.

[2]张亚健,杨挺,孟广雨.泛在电力物联网在智能配电系统应用综述及展望[J].电力建设,2019,40(6):1⁃12.

[3]杨挺,翟峰,赵英杰,等.泛在电力物联网释义与研究展望[J].电力系统自动化,2019,43(13):9⁃20.