智能电网中5G通信技术的应用范文

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【关键词】5G通信技术；智能电网

5G通信技术的出现受到了广泛关注，相比于上几代通信技术，5G通信技术在带宽和速率等方面都得到了十分显著的提升，因此能够更好满足不同行业对于通信的需求。在智能电网的应用方面，5G通信技术具有低时延的优势，更有利于实现智能电网的配网自动化以及差动保护等方面的功能。

1智能电网的业务特点

智能电网是指在传统电力系统基础上，利用了各类新能源、新材料、新设备，以及先进的传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术，形成新一代的电力系统。也称为“电网2.0”。智能电网的概念产生于上个世纪末，目前已得到了普遍认同，也成为了电网今后发展的主要趋势。相对于传统的电网，智能电网的信息化与自动化程度更高，在发电、配电、用电和调度等环节实现自动化控制，能够有效促进电网运行效率的提升，增强电网运行可靠性。在智能电网的运行过程中，通信技术发挥着关键作用。利用通信技术，能够实现对电网状态的有效监控，以及数据信息的收集。智能电网的业务特点目前可以概括为以下几方面。（1）智能电网具有可靠性强的特点。智能电网的体系具有先进技术与网络通信支持，具备预警、安全评估、故障诊断与自我修复等功能。上述功能使其可靠性得到了显著增强，在电网出现故障的状态下，可以维持一定的供电能力，减少停电的不良影响。因此智能电网对各类供电条件具有较强适应性。（2）智能电网的开放性与兼容性较好。目前有关可再生能源、分布式能源的技术逐渐得到了发展，促进了上述能源的有效利用，也暴露了上述类型能源与传统电网的兼容性问题。通过合理运用智能电网，能够更加充分有效地利用不同种类的能源，全面满足各类用电需求。（3）智能电网具备更强的互动性能。运用智能电网有利于实现电力用户与电力企业之间的双向互动，电力企业能够充分了解用户需求，促进服务水平的改进。电力用户能够及时了解电力企业的供电情况，采用更为合理的用电方式。（4）智能电网能够促进电网系统的高效运行，对电网信息作出更加充分的集成与共享，有利于管理效率的提高，同时还能够对电力资源进行优化配置，促进电力资源的高效利用。

25G通信技术在智能电网的应用

2.1智能电网中5g通信技术的具体应用

5G网络技术是在4G网络技术架构的基础上，采用大规模天线完成高频信号传输，并运用低频段传输信息。目前4G网络传输速度最大能够达到150Mb/s，运用5G网络能够达到15Gb/s，并且可以使网络时延低于100ms，上述特点能够更好满足智能电网的各项业务需求。在将5G通信技术用于智能电网过程中，以下技术具有较强的代表性。

2.1.1多天线传输技术多天线传输技术通过对有源天线阵列的引进，对无线信号的覆盖能力作出有效改进。其中协作天线的数量能够达到128根，利用3D-MIMO技术将2D天线阵列改进为3D天线阵列，能够有效避免用户之间的干扰。

2.1.2D2D技术D2D技术的主要特征是对网络连接、接入方式的创新，运用D2D技术可以实现通信终端直接进行通信，而不需要通过运用基站。D2D技术主要优势在于利用直接通信方式有效提高了信道质量，并且可以提升速率、降低通信时延、提高覆盖能力。除此之外采用D2D技术更有利于实现多样化的网络架构与连接方式，起到提高智能电网通信可靠性的作用。

2.1.3C-RAN接入网架构5G通信技术在今后的发展当中，C-RAN接入网架构是其中一种发展趋势，这一技术的总体思路是通过运用传输速率较高的光传输网络，利用远端天线与集中化中心节点，使得无线信号能够覆盖近百个基站服务区。当前对于C-RAN架构的研究主要为集中控制、RRU接口定义等方面。C-RAN接入网架构有助于减少智能电网运行成本，更有利于维护管理。

2.1.45G网络切片网络切片技术是对运营商网络进行划分，使之成为许多个虚拟网络。不同的虚拟网络在带宽和时延等方面具备不同特性，从而能够适应不同的应用场合。在中国电信、华为、国家电网公司联合的《5G助力智能电网应用白皮书》当中，对5G网络切片技术进行了详细说明，结合电力行业具体情况制定了5G网络切片技术应用方案，例如电网控制切片、电网监测切片、电网通信切片和智能抄表切片等，实现5G网络功能模块化。

2.25G通信技术在智能电网应用的发展方向

2.2.1智能自动化配电智能自动化配电是智能电网发展的重要趋势之一，配电自动化当中涉及到多种技术的应用，主要包括数据传输技术、计算机技术与控制技术等，并且需要先进设备与科学管理方式的配合。智能自动化配电的应用能够有效提升供电效率与电能质量，减少配电系统的运行维护成本，促进供电可靠性的提升。目前常见的自动化配电有以下几种方式，首先是运用自动化开关等设备，发生故障时能够起到有效的隔离作用。还包括利用通信网络系统，对配电网运行过程中呢情况作出监控，发生故障阶段需要调度员进行手动操作。当前市场对电力可靠性的要求逐渐增强，对事故的处理时间需要达到毫秒级，从而保证供电的持续性。运用5G通信技术进行自动控制，能够及时对故障作出准确的分析判断和定位，进行有效隔离，同时快速恢复故障区域以外地区的供电，使故障处理的自动化程度得到明显提高，最大程度缩小停电范围，缩短故障停电的时间，并能将处理配电故障的时间缩短到20ms以内。

2.2.2精准负荷控制电力负荷控制是指对用电负荷进行跟踪检测，在电力负荷超过事先设定的负荷定值时，系统首先进行报警，而后跳闸切断负荷，是管理用电负荷的一种重要方式。在传统的电力负荷控制工作中，由于缺乏相应的通信网络，一般只能对配电线路进行整体切除，对于电力用户造成的影响较大。在目前的发展趋势下，电力企业需要加强负荷控制的精确程度，降低对于重要电力用户的影响。通过利用精准负荷控制技术，可以首先切断电动汽车充电桩以及工厂非连续生产电源等重要程度较低的负荷。运用5G通信技术进行负荷控制，在稳控技术支持下，充分发挥5G通信网络时延低、可靠性强的优势。能够有效提高控制系统的精确度，对故障用户的可中断负荷进行有效控制。能够起到减少经济损失，降低对其他用户影响的作用。在今后的发展中，5G通信技术的应用也将促进精准负荷控制技术的推广。

2.2.3低压用电信息采集低压用电信息采集是指收集与处理用户的用电信息，并对信息进行有效监测。通过低压用电信息采集，具有监测用户用电信息的异常情况，对用电情况作出分析等方面的作用。目前在低压用电信息的采集上，运用的主要方法是传送计量所用的数据，具体可以分为上行与下行两种不同方向的信息，在信息流量的特征上，一般上行流量要大于下行流量。并且在对终端信息的采集方式上，主要是运用集中器，采取集中部署的方式。最初阶段的采集方法为每天采集24个计量点，而目前所运用的采集方法为5min、15min，在0点需要进行统一采集工作。在今后的发展趋势上，对于用电信息需要进行更为准时的上报。而且用户终端的数量也将很大程度地增加，在这一趋势下，对通信规模也提出了更高要求。今后可以通过5G通信技术，促进用户信息采集工作的进一步细化，更为全面地获得用户终端信息，在此基础上对供电作出精确调整，并制定电价阶梯报价等管理制度。

2.2.4分布式电源的控制目前分布式电源得到了一定程度的推广，比如太阳能与风能发电，以及电动汽车充换电站等。运用分布式电源具有明显优势，能够起到节省投资、提升电力系统工作效率的作用，对分布式电源的利用也是智能电网发展中的重要部分。与此同时，由于传统电网在设计上不适应分布式电源的要求，分布式电源并网也造成了一些问题，比如原有的电网为单电源辐射状网络，分布式电源接入后则变为多电源网络。在电流的运行上也从单向变为双向。通过5G通信技术，能够对分布式电源实施有效监控，自动进行数据收集处理，有功功率与无功功率调控等方面的功能。

3结论

智能电网的建设对于提升电网运行效率和增强供电可靠性具有重要意义，目前5G通信技术在许多行业中都得到了发展和运用，在智能电网的建设当中，需要加强对5G通信技术的研究，将更多新型技术用于智能电网建设。同时，5G通信技术在自动化配电、负荷控制、用电信息的采集、分布式电源的控制等领域也具有良好的应用效果，今后也应加强5G通信技术在上述领域的应用。

参考文献

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[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):86-93.

作者：刘殿锋 单位：中国移动通信集团河北有限公司