5G通信在电力系统中的应用
张容
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

张容,. 5G通信在电力系统中的应用[J]. 无线电研究,2021.3. DOI:10.12721/ccn.2021.157025.
摘要:
电力通信系统是电力系统的重要组成部分,关系着电力系统运行数据传输和设备控制功效。5G移动通信技术在电力通信系统中的应用分析,能够更好地解决电力用户对电力系统的实际需要,提高服务质量。5G 通信系统融合了先进的网络技术,具有资源利用率高、传输速率快和频谱利用率高等方面的优势,在用户体验、传输时延和覆盖率等方面相比现有 4G 通信系统均有较大提升。5G通信技术很大程度上提高了通信技术质量。所以,在电力通信系统优化建设中,尝试5G移动通信技术的应用,对电力通信系统的通信服务功能提升将会起到非常关键的作用。
关键词: 5G通信;电力系统;具体应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157025
基金资助:

引言:5G移动通信技术具备传输速率快、覆盖范围广和网络延迟率低等诸多优点,能够更好地实现电力通信系统的互联技术、人工智能和云端技术等,在很大程度上提高了社会通信服务的质量和效率。为人们提供方便、快捷、高效的日常生产生活需要。在5G时代,5G通信网络电源系统具有它一定的技术优越性,它在DC机房中配合多元件实现了通信技术升级改变,为人们生产生活提供了更高品质的通信数据与技术内容,也为人们生产生活努力打造了一个安全稳定的高效率节能通信技术性空间。在未来,5G通信网络电源系统还将发挥更大价值作用,为国家国民通信生活革新升级,追求实现更大技术突破。

1. 5G移动通信技术的特点

1.2信号覆盖范围广

随着5G移动通信技术的快速发展,各大通信运营商不断对网络进行优化,使得5G通信信号可以完美地实现无死角覆盖,更好地满足人们日常生产生活需要。

1.2信息传输效率提高

5G移动通信技术的传输速度是传统4G通信技术的百倍,每秒可以达到10Gb。相同大小的文件,应用5G通信技术下载瞬间就可完成,这是传统通信技术无法比拟的。

1.3运营成本降低

5G移动通信技术的运行可以根据现场的实际情况选择最优的网络运行资源,在保证用户通信质量的前提下,尽可能地提高网络运行效率,从而降低运营成本,提高经济效益。

2电力系统中的5G通信应用场景

2.1配电自动

化配电自动化集成了计算机技术、数据传输及控制技术、现代化设备及管理技术,是一套综合信息管理系统。通过检测配电网的线路或设备状态,实现故障的智能判断、分析、定位、隔离以及故障区域供电恢复,通过提升网络智能水平,节省人力成本。配电网节点数量巨大,光纤通信系统全面覆盖的实现成本过高,无线通信网络能够使得配网自动化中馈线的量测、控制、自动隔离和恢复以相对较低的通信成本实现。基于5G通信系统的低时延特性,当发生异常情况时,配电自动化终端可将测量数据迅速回传,主站指令也将迅速发送至配电终端,基于通信网络快速控制开关、环网柜等其他相关设备,实现配网线路区段或配网设备的故障判断及准确定位,快速隔离配网线路故障区段或故障设备,最大可能地缩小故障停电时间和范围,使配网故障处理时间从分钟级缩短到毫秒级。

2.2用电信息采集

当前,智能电表已经取代传统电表成为新的用户用电计量装置,智能电表不仅精确度高,且具有通信拓展性,即,智能电表配置通信模块后,可将用户用电信息传输至控制中心的计费平台,从而实现远程抄表。现阶段,用电信息采集主要依靠租赁运营商GPRS或4G公网实现。在此类电力业务中,5G通信带来的技术应用革新相对较小。但考虑到当前用电信息采集频率较低,在5G通信大带宽特性的支撑下,采集频率可以实现较大提升,从而有力支撑电费稽查等电力系统营销业务。另外,基于5G通信系统相比于GPRS及4G公网更强的网络安全能力,可以更好地保护客户用电信息安全。

2.3输电线路巡检

电力系统中,传统的输电线路巡检工作主要采用人工方式,受地理环境影响,部分地区只能徒步到达或无法到达,且人工巡检通常使用望远镜,无法全方位观察输电线路是否存在问题。近年来,随着无人机巡检及输电线路监拍装置的应用,人工巡检方式逐渐被取代。无人机巡检通常采用高清录像的方式,返回后对视频进行分析[3],缺乏实时性。利用输电线路监拍装置可实现实时监控,但受带宽影响,视频图像质量较差,导致后台工作人员无法及时发现问题。基于5G通信系统的大带宽性能优势,监拍系统产生的高清图像及视频可以实时传输至后台,提升输电线路的视频及图像监控效率。另外,对于无人机巡检场景,通过将5G通信模块集成至无人机内,可以实时地将拍摄画面传输至后台监控中心,便于工作人员及时发现问题,并针对存在问题重点核查,采取相应措施。

2.4精准切负荷

精准负荷控制系统重点解决电网故障初期频率快速跌落、主干通道潮流越限、省际联络线功率超用、电网旋转备用不足等问题。可分为毫秒级控制和秒级/分钟级控制,实现可中断负荷快速切除,及发电、用电平衡[2]。有线电力通信网络可以实现毫秒级负荷控制,但由于用户数量较大,逐个用户配置光纤和PTN设备成本较高。采用5G无线通信系统既可以满足精准切负荷业务时延要求,又能有效降低网络覆盖成本。3.  5G通信电源系统的未来建设展望

目前5G通信电源系统在国内的发展建设已经逐步走向成熟,基于通信建设新发展理念,其通信技术正在呈现出日趋发展优化趋势,基于5G通信电源系统的智慧城市、智能家居、物联网、智慧农业、远程医疗以及VR教育等等技术体系逐渐形成,为人们带来了良好的生产生活体验。这就说明了5G技术以及其通信电源系统正在持续重塑社会人们的生产生活,为各行各业发展带来新希望。

从技术角度讲,5G通信电源系统在满足当前5G网络发展集中化、多样化供电需求基础之上也提出了通信业务的可靠性分级体系,基本做到了精细化供电技术改善,它对降低网络运营成本影响作用极大,同时还提升了系统整体建设效果。这些技术内容必将成为未来5G网络技术发展的重点。为此,人们还需努力打造一个相对安全、稳定且高效率的节能电源基础资源系统,进一步实现技术优化突破,为5G通信网络电源系统的持续发展优化创造有利空间条件。从未来发展角度讲,5G网络速率更快、容量更大。从移动宽带来看,5G网络单站容量预计将达到4G的40倍,这将推动数据流量进一步大幅增长。除了增强型移动宽带,5G应用场景还包括海量物联网连接和低延时、高可靠通信等。因此,5G时代网络数据流量巨大,将极大地刺激运营商数据中心的建设需求。

结束语

综上所述,通信电源系统是网络建设的基础资源系统,它在新5G时代发展进程中迎来新挑战,即要在原有4G技术基础之上思考如何满足5G网络建设需求的基本路径,同时也适应当前不同网络环境下的现实发展需要,同时提出构建5G通信电源系统的针对性技术解决思路,解决现存问题,优化设计方案。

参考文献

[1]白洋,田瀚,阚中锋.5G移动通信技术在电力通信系统的应用前瞻[J].城市建设理论研究(电子版),2018(9):25.

[2]李佳亭.5G移动通信技术在电力通信系统的应用分析[J].中国新通信,2018,20(16):149.

[3]穆柯舟,马勇虎.人工智能与5G通信技术的互惠发展[J].电子技术与软件工程,2019(7):24.

[4]齐志.5G移动通信技术在电力通信系统的应用前瞻[J].中国新通信,2018,20(05):7.

[5]王玲.试论移动通信技术发展、5G优缺点及应用[J].电子元器件与信息技术,2019,3(05):110-113. 

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。