基于物联网和5G技术的电力调度自动化系统建设

引言

电力调度自动化工作是一项指标性较强的综合性工作，主要体现在电力调度自动化工作伊始，需要在电力资源管理系统中开展全面的信息收集工作，只有对电力资源的各个环节足够了解，才能开展后续的调度工作。然后，需要根据电网实际情况开展周密的分析工作，依照“低耗能、高利用”的原则，合理调度电力资源。

一、物联网和5G技术简介

物联网和5G技术都是目前蓬勃发展的高新信息技术。物联网和5G技术的推进，为实体经济的发展提供了引导。其中，5G技术作为如今全球化发展进程中关键的通信技术，具有独特的运用价值，主要表现为超高的传输速度与超大的传输容量。5G技术的运用，可以为我国各项基本实力的提升奠定良好的基础。超高密度连接和高智能化管理也是5G技术比较重要的特点。全新的智能化管理方式，为降低企业的经营成本奠定了基础，推动了电力调度的长久稳定发展。物联网技术建立在信息技术的基础上，是对互联网信息技术的一种延伸。物联网可以传递与反馈多种类型的数据信息，让信息交换更加动态、广泛，极大地推动了信息技术的发展。在电网运行环境中，电力调度作为电力传输管理的中间控制环节，可在调节电量运输能力的同时，实现对电力数据一体化能力的有效控制。

二、电力调度自动化系统的特点

2.1自愈性

自愈性特点决定了智能电网技术在电力系统安全运行中的重要作用，当出现供电异常时，智能系统可以就故障产生的原因进行自动检测，降低了人工排查的难度和工作量，整个故障处理所花费的时间更少，相应产生的损失也就更低。智能电网技术还可以对元器件进行排查检测、分析，结合故障表现进行精准判断，选择最优线路来将故障隔离，并自动恢复正常供电。

2.2兼容性

智能电网技术的应用，使得可再生能源在供电系统中的应用成为了现实，电力供应来源得到了进一步扩展，同时可再生能源所产生的电力被接入到微电网内，这样电力生产及应用将会具有更强的灵活性，更好地满足人们日常工作生活对电能的需求。并且，对于多种能源类型及电力存储装置，适配性均比较强，可以满足不同用户的供电需求。

三、基于物联网和5G技术的电力调度自动化系统建设策略

3.15G技术应用

5G技术的三大特点（超高带宽、超低时延、超大连接）在电力系统的发电、输电、变电、配电、用电、调度以及应急通信的各个环节均可发挥重要作用，能够深刻变革电力通信网，全面提升电力信息化水平。电网电力调度需要实时监控用电负荷，及时调整供电方案，实现精准负荷控制，对网络的实时性和可靠性要求较高。为实现精准的电力调度及负荷控制，需要网络侧提供以下能力：带宽：50kbps~2Mbps时延：小于50ms可靠性：要求高，99.999%。

国电项目主要提供的功能有智能负荷调度、新能源消纳管理、电网安全保障，并建设统一管控平台对业务和应用进行统一的监控管理及运行调度。在系统部署时，设计开通“5G+量子”电力服务切片，适配电网遥控的技术和商业逻辑。底层运营商提供5G“硬切片传输、网络生产管理、网络安全”行业服务切片，中层电网公司构建电力5G实体子网，整合公专跨域网络能力，二次编排，为上层遥控系统提供端到端定制化服务实例。过一级电信级标准化服务+二级行业级定制服务结构，从技术性能、生产关系、安全管理全方面满足电网业务需求。项目实施过程中实现了5G大网标准化电信服务到电网端到端定制化服务的转换，形成合理的建设、运维生产关系、双方职责分工、双方安全职责边界。智能负荷调度对时延及安全性要求较高，因此设置独享切片，配置定制DNN（DataNetworkName，数据网络名称）。电网安全保障对带宽要求较高，同时对数据安全性有较高需求，采用与智能负荷调度不同的独享切片，实现业务的隔离。独享切片在网络侧采用硬切片方式，分配专用的基站资源，承载网资源，以及独立的UPF。通过硬切片技术满足资源独享，带宽独享的业务需求。同时业务接入靠近客户侧的边缘UPF，边缘UPF直接对接客户专网自动化主站，最大程度减小时延。同时硬切片加独立UPF保证了业务的隔离，定制网业务与普通业务隔离，确保客户数据的安全性。

3.2物联网技术应用

3.2.1Hadoop调度框架

Hadoop调度框架管理一体化电力控制系统中的电量传输行为，再借助Disk平台，将这些电力数据反馈至其他硬件设备结构元件之中。HDFSClient、NameNode、SecondaryNameNode作为三类不同的连接节点，可在统筹一体化电力调度数据的同时，将未完全消耗的信息参量存储于系统数据库主机之中。随待传输电力调度数据总量的增大，底层自动控制节点的接入数量也会逐渐增大，但由于一体化数据操作平台的存在，这些数据信息参量可在Disk平台结构的作用下，通过恢复传输电量的方式，使得系统内的一体化电子控制需求得到满足，一方面控制电量数据的实际传输速度；另一方面也可实现对电量调度行为的有效区分。

3.2.2一体化数据操作平

一体化数据操作平台同时包含系统中心数据库与备份数据库，可在加工电力数据的同时，对电网环境中的相关调度信息进行建模处理，再通过跟进一体化供应服务的方式，实现对外部传输数据的有效控制。在Hadoop调度框架的作用下，待采集的一体化电力数据可直接存储于系统中心数据库主机中，而随着自动控制指令的实施，这些已生成长久记忆的信息参量可直接由中心数据库传输至底层备份数据库主机之中。在此过程中，一体化供应服务可直接作用于所有系统硬件设备结构，在辅助系统电力数据加工行为的同时，完善现有的调度数据建模标准，从而使得系统环境中的电量数据控制需求得到较好满足。

3.2.3管理控制模块

管理控制模块负责对一体化电力调度数据进行整合与处理，再通过已生成的电力数据服务行为，实现对已存储数据传输能力的精准解析。整个管理控制模块由电力数据服务、调度控制管理、数据监控、传输能力分析四部分共同组成。其中，调度控制管理同时负载电网设备管理、一体化能力管理、调度能力协调等多项服务行为，且在一体化数据操作平台结构的作用下，Hadoop调度框架可对系统管理控制模块下达直接作用指令。在此过程中，管理控制模块的传输能力会得到不断促进，一方面避免电力调度数据的连续堆积；另一方面也可实现对电网运行能力的有效保护。

结束语：

综上所述，运用物联网和5G技术，可以推动电力调度系统的优化建设，为供电质量、效率的持续改善提供有利条件。在电力系统建设中，借助物联网和5G技术，可以让设备之间实现信息交换，减少系统运作对人工干预的需求，实现更高水平的自动化。但在此过程中，仍然需要电力资源内部的工作人员配合，从主备一体化、数据采集与模型同步、功能框架构建、电力调度自动化系统运行、电力调度自动化系统集成等角度进行更为深入的研究，以促进电力事业的可持续发展。

参考文献：

[1]张峻诚.基于物联网和5G技术的电力调度自动化系统研究[J].光源与照明,2022(07):171-173.

[2]完颜绍澎,于佳.5G技术性能与电力业务的匹配性分析[J].山东电力技术,2022,49(07):1-7.

[3]周振宇,王曌,廖海君,汪洋,张慧.电力物联网5G云–边–端协同框架与资源调度方法[J].电网技术,2022,46(05):1641-1651.

[4]刘林,祁兵,李彬,叶欣,梅文明.面向电力物联网新业务的电力通信网需求及发展趋势[J].电网技术,2020,44(08):3114-3130.