5G网络技术在电力通信中的应用研究

摘要：本文简述了5G通信技术特点，并对在电力系统中5G网络的常用技术及实际应用场景进行探讨，以供同仁参考。

关键词：电力系统；5G网络；技术特点；应用场景 一、引言

近年来，随着科学技术的不断创新发展，5G移动通信在各行业中得到了更广泛的应用。其中，目前在中国电力通信体系中广泛使用的5G移动通信技术标准，就可以充分发挥它在技术上的优势。5G移动通信技术经过与现代电力通信系统的高效整合，可以及时收集和监控现代电力通信系统中的重要环节和信号，能够高效消除各种重大安全隐患和提高系统的工作品质，而且还能够高效保证现代电力通信系统的高效、安全、稳定地正常工作，也因此使现代电力通信系统的应用范围更加广泛，工作效率也更高。基于此，本文首先对5G通信技术特点进行简要阐述，然后对5G通信传输技术在电力系统中的实际应用场景进行探讨，以供同仁参考。

二、5G通信技术的特点分析

5G通信技术拥有较高的频谱效率，因此能够应用于诸多行业领域，可以有效缩短手机终端与网络信息的交换距离，从而促进信息向多样化的方向转变，并改变了传统网络环境的局限性问题。不过必须关注的是，在5G移动通信技术应用中，可能遭遇高频无线电波穿透技术的制约。第二，在5G移动通信技术应用中，能够快速实现低互联或高频率的信息交流，从而实现终端通信功能的小型化、微型化与发展。第三，在5G通信技术应用中，还可为计算机以及无人技术发展提供网络支撑。在5G移动通讯技术的开发中，以MIMO技术成为核心，能够同时通过多天线发出或接受电波，同时借助高频电波技术的应用，将频率丰富的电波传输至设备终端，从而有效提升了整体工作的效能。也因为大规模MIMO技术能够

同时对特定目标发出电磁波，因此能够克服高频讯号到达终端的能量耗损现象，不过，在具体应用上，由于高频电波面临着衍射模糊的情况，在碰到建筑物时会在建筑物背面产生盲点，如果想要克服这一情况，就可以建立多个基站，以减少信号盲点的产生。

三、电力通信中常用的5G网络技术

（1）云技术。信息数据快速高效地传输处理以及实时互通及共享等已经越来越成为代表了一个信息时代潮流的一种代表，云端技术在一个现代数字社会系统中得到的实际应用将也必然会越来越日渐地普遍化。电力通信技术研究内容已逐渐的多样化，在整个电力自动通信技术系统建设运行开发中都可以进行自动化跟踪分析针对不同类型用户群体及多样化特点的实际电力用户通信的需求，以跟踪分析研究结果为工作基点，通过智能云端服务及时地向各类用户系统推送用户个性化及特征个性鲜明需求的电力通信产品服务，可以切实从一个根本问题上解决提高了用户系统的智能通信应用质量。另外，在我国5G网络技术的持续深化作用支撑下，云端技术已在各种实际网络应用平台中广泛得以继续深化与发展，可以满足为各行各业不同的层次用户要求提供了更加高效优质、多样安全的无线通信与资源服务。

(2)人工智能技术。人工智能化是以互联网智能语音交互识别技术等为重要支撑，从人工智能方面进行电力通信现代化，不仅能够做到利用智能交互方式，而且还可以利用智慧信息，使电力通信服务达到更多的价值。在未来，人工智能化的电力系统涵盖的领域将更加大，这也将对移动通讯科技提供更多的需求。5G通信技术的范围相当大、传播速度也较快、而上网的延迟时间又相当小，所以必然会在未来的高度人工智能化的电力通信网络中起到着举足轻重的角色。例如，能够进行VR现场直播、实时导航;智能电网规划等。

(3)MIMO技术。这种方式也被叫做多进入多发送，利用若干段反射天线实现电波的传输，可以通过与几十或几百个段反射天线的结合，使返波信号实现定向传输，同时这种方式还可以对多频电波的使用提供支持。在通常情况下，因为移动5G所用的电波频率都相对较高，因此传播时间也较短，但通过更大规模的MIMO方式却能够实现电磁波定向传播，从而使高频率信号在移动终端上的损失得

到了减少。虽然MIMO方式在5G传输中有着很重要的意义，但是其自身也存在缺点，例如衍射难度大，很难达到建筑物背面，因而很容易形成死角，因此可以通过同时设置若干个公共移动通信基站的方式，克服了这一问题，并很大程度的减少了通讯死角问题。

(4)物联技术。随着现代科技的不断发展，通信网络技术不断更新，各类智能电子产品也开始可以进行更为快捷的物联网，甚至远距离的远程遥控也都可以实现，大大地方便了人们的日常生活与工作环境。在四G通信网络的普遍应用中，利用移动互联网人们已经开始可以直接与各类型的家电计算机进行物联网控制了，同时人类利用移动互联网也可以随时了解被物联网的电子产品的实际运行情况，以及潜在的使用情况。而且由于5G的通信网络的广泛存在，网络覆盖区域的更广泛，数据流量的更大，同时还可以与比较复杂的计算机进行数据连接，将更彻底地为物联化的应用和发展提供了灵魂条件，并使其得到了更大的发展。

四、5G通信技术在电力系统中的应用场景

（1）应用于输电线路。近年来，随着大功率无人机的巡检设备及新型输电线路远程监拍摄像装置系统的成熟应用，输电线路人工的巡检记录方式也逐渐将被机器人取代。通过机器人将5G无线通信监控模块集成整合至大功率无人机控制系统内，可以更实时可靠地及时将无线拍摄图像画面快速传输反馈至系统后台及监控处理中心，便于系统工作处理人员可以及时迅速发现相关问题，针对发现存在的问题及时重点展开核查及采取各种相应措施。运用5G无人机技术实现对架空的电力输电线路和现场线路进行的智能化远程自动或无人智能巡检监控操作功能的另一种无线技术，不仅特点是它具备的自适应性强更强、成本低、安全性能很强等多种应用特点，同时由于它自身也就还因此具有实现了对数据信息的无线传输和恢复操作速度快、智能性价格比极之高、兼容性能力更强及有较之低的操作时延率等的一系列综合优点，从而可以逐渐普及在架空线路电力智能巡检作业领域中已经逐步得到了日益成熟广泛和成熟有效的实践运用。

（2）应用于配网自动化。配电设备管理自动化控制技术平台集成和融合吸收了世界最新电子计算机技术、数据网络的传输设计原理和与计算机先进的控制及信息融合处理的技术、现代化电源控制自动化设备技术应用技术及配电设备智

能管理应用新技术，是我国一套智能化大型现代化综合自动化电源信息应用和自动化管理平台系统。通过网络远程智能检测配电网系统上的电气运行与线路情况或监测配电网络设备状态，实现计算机对配系统故障电源回路的快速动态智能故障信号判断、分析、定位、隔离等控制工作以及可实现对故障区域进行快速恢复供电功能及恢复。通过提升高配电网络节点之间的通信管理与智能水平，可以极大幅度上节省企业管理人力成本。配电系统网络的自动化系统的节点数量都十分复杂巨大，光纤无线通信系统中的具有全面的无线网络覆盖能力要求系统的全面自动化所实现的自动化成本就往往过高。无线和移动通信的配电与网络的自动化系统能够同时确保能使其在电配网系统中自动化运行网络中所有的馈线信号的量测、控制、自动和故障的隔离诊断检测和自动通信和恢复控制均将以使其在相对于成本较低的无线移动通信领域的低成本而有效实现。

（3）应用于变电站。在变电站智能移动变电巡视检修监控环节，利用基于移动5G+变电站系统的移动机器人设备可以进行变电现场实时智能化自动远程巡检，沿智能移动变电站规划的变电站巡视与检修作业路线，巡视变电站或实地检查现场各类专用变电巡视检修监控设备室及其他智能变电现场抢修辅助设施，尤其特别是站在现场各种特别恶劣作业环境天气状况监视下，可做到直接实时将智能远程变电站巡检监控设备所拍摄打印出现场的现场图像视频信息的实时自动采集及回传存储并与变电站系统的实时在线检测功能分析，提高了智能巡检人员作业现场安全性能力水平和生产效率。利用新一代5G网络灵活快速安全的智能化运行控制管理新模式和基于现代物联网技术的设备安全和智能化状态监测分析技术，可以保证随时随地可以根据电力工作人员的当天需要完成系统的全部各项维护操作，实时监控并更新计算出对变电站设备状态的实时各种在线检测或试验数据结果，在现场实时在线检测出现故障时的设备情况的同时，将进行相关故障检测前的各项数据记录信息和在线试验分析结果等即时自动传送故障信息传递至整个电网或相关电力工程和检修的作业人员，以便帮助系统对其实时进行的及时和准确地分析各类现场检测设备故障数据，并可以自主判断决定了其需要是否能及时地进行各类现场的维修，辅助供变电工程运行与维护人员实时在线进行远程检测与确认变电站在线操作与人员的控制及设备情况，缩短了变电站实际检修操作的维护检修时间。

（4）应用于用电终端。电力客户终端数量级正日趋越来越庞大，目前供电企业提供的终端用户日常业务用电业务需求信息数据在线自动采集响应时间一般以约为平均每用户5分钟左右的自动采集为方式，未来的无线互联网智能用电设备负荷信息智能自动监测采集平台还会将负荷能数据进一步深入地延伸甚至扩展运用到城乡各个普通家庭，能够更轻松的获取目前几乎全球所有互联网智能移动用电终端手持智能终端环境中真实的实际用户负荷信息，同时终端又能可更加轻松地通过互联网与无线5G设备系统实时信息进行精准交互，以达到保证负荷更准确和精细化以及更好精准的同时自动地实现了负荷供需动态智能平衡，牵引到人们更合理地有序进行错峰高效安全用电。

（5）精准切负荷。精准切负荷控制系统工作重点在于要迅速解决由电网故障原因导致电网初期峰值电压频率的快速跌落、主干通道潮流频率快速越限、省际电网联络线功率的超用、电网旋转备用电流功率不足等一些重大问题。利用有线互联网和电力行业的无线通信接入网络都同样都可以瞬间快速自动实现对毫秒级以内的停电负荷点的快速控制，但由于每个用户数量差别会较大，逐个用户可能需要重新配置光纤和PTN通信的设备成本要求较高，采用5G无线移动通信系统技术既完全可以快速满足精准切负荷及业务时延管理要求，又完全能及时有效的降低运营商网络的覆盖成本。

（6）用电信息采集。当前，智能电表技术也几乎已经将完全的取代掉了我国传统的移动计量电表技术并已成为一种我国属于新时代范畴的新一代远程城市用户智能移动用电信息自动远程计量及控制应用装置，智能电表及其控制设备不仅使得其数字精确度具有很高，且它同时又具有良好了无线通信传输扩拓展性，即是当一个智能电表控制器在其配置的专用远程通信终端模块内供电接通后，可通过即时终端将所有远程城市用户的移动用电的数据信息进行及时地传输和送至远程城市运行控制应用中心所提供服务的统一键计费的应用开发平台，从而能最终的实现自动远程计费抄表。现阶段，用电技术服务及信息数据的采集及传输应用主要可以通过运营商依靠移动通信租赁基站或通过运营商GPRS网络接入或借助运营商的4G移动宽带电信公网技术服务实现，在今后开展的此类新时期电力业务领域探索中，虽然5G 通信方案所会带来相应的移动电信技术突破与电信应用服务技术服务革新的力度也相对而言显得较小，但还应特别考虑到了由于在当

前现阶段国内各类用电及业务信息资料的实时采集和通信的频率总体较欧美发达经济国家为低，在中国电信基于其5G无线宽带通信技术大范围带宽覆盖特性优势提供的有力网络支撑及保障情况下，采集与数据的传输和频率能力仍是可以相对实现且有了较大提升空间与提升，从而还能比较有力的支撑代收电费服务和电网稽查监控管理平台等电力系统的营销报售增值业务;另外，基于移动5G移动的移动通信系统也具备着相比应用于运营商现有移动网络GPRS网络系统及电信联通现有4G网络系统等移动公网系统中更强较更强的基础电信网络防护和应用安全的保护处理能力，可以进一步保证并更好地实现全面地保护通信企业客户及日常生产用电设备与应用信息安全。

五、结语

综上所述，在网络时代背景下，5G网络的发展应用更加广泛，将其运用于电力通信网络中，可以发挥5G网络信息流量大、峰值速率快、联网设备扩大的特点，使电力通信网络的使用效益得以提高，给人类的工作生活带来更大方便。

参考文献：

[1]邓淼，邓其.5G移动通信技术在电力通信系统的应用探索:某省电机工程学会年会论文集，2021: 336-337.

[2]林彦生. 风力发电集控中心的信息化建设研究[J].工程技术研究，2021，6 (11):240-241.

[3]丁琳娜.网络技术在电力信息通信中的应用研究[J].光源与照明，2021(3):53-54.