5G移动通信技术在电力系统中的应用_黄晶.pdf

128 集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月Applications创新应用的网络安全问题，将其和物联网技术相配合，实现高质量的物理隔离，极大地避免了数据泄露、被篡改等问题的出现。未来，超高宽带投入使用后，5G移动通信技术可以和无人机、机器人相互配合，能够实现实时性、随机性的电力通信设备状态、参数检查，让电力系统故障事前处理工作得以开展，故障概率降低，维修效率大幅度提高。2 5G移动通信技术在电力系统中的应用方案 2.1 电力物联网技术物联网技术在建设智慧城市过程中发挥着举足轻重的作用，通过传感技术的综合应用为智能电网运行奠定了良好的基础，可以打造出一个实时高效、双向的通信网络，实现动态化、交互性的信息处理，为城市基础设施建设创造更优条件。5G移动通信技术的应用，满足了泛在电力物联网对通信业务的需求，同时也缓解了云端计算压力，配合云计算，能够实现云计算处理，边缘计算节点可对一部分采集数据进行预处理，实现实时控制类业务，将5G切片和边缘计算结合起来，能够打造出端到端的切片网络，为不同的电力业务提供专有网络通道的同时，实现差异化的数据处理，确保业务之间的安全隔离，切实降低服务响应时延。在电力系统过往运行过程中，物联网技术可以有效降低电力系统建设成本，尤其是泛在电力物联网技术，其构建出了一个集成化网络，让电网企业、发电企业、电力用户之间实现数据共享，完成高质量的负荷控制，对0 引言通信技术发展更迭速度极快，5G技术一经推出在各大行业内得到了广泛使用，电力行业也不例外，在5G通信技术的辅助下，电力系统服务工作质量得到提高，电力运行的稳定性、可靠性也随之增强。基于5G移动通信技术展开全新的电力系统通信建设是顺应时代发展的必然选择。1 研究背景5G移动通信技术在电力系统中的应用特点分析。作为新一代宽带移动通信技术，5G技术能够应用在诸多不同的场景中，高效处理爆炸式信息数据，这种高速率、低能耗、大连接、高可靠、低时延的通信服务技术应用在电力系统中能够更好地缩短数据处理时间，降低电力运行成本，提高电力运行安全稳定性。230MHz、1.8GHz无线专网是近几年里主要的电力无线网络，但这种网络无法承载较大体量的数据处理业务，将5G技术融入其中，能够打造出更多的大流量业务，同时让配电、变电等低时延业务也会得到稳定开展。从实际运行效果来看，借助5G移动通信技术可以打造出集成化的网络模式，所有的业务需求都可以在一张网上承载实现，电力系统中的众多信息感知模块的连接要求也能够得到实现。总的来说，5G移动通信技术的应用不仅提高了电力系统的网络性能，也让通信网络的建造成本得到降低，为后期的运维奠定了良好的基础。此外，5G移动通信技术也从根本上提高了电力系统作者简介：黄晶，中国电建集团江西省电力设计院有限公司，高级工程师，硕士；研究方向：电力系统通信。收稿日期：2022-04-27；修回日期：2022-12-21。摘要：阐述5G移动通信技术在电力系统中的应用特点，应用方案分析，包括物联网技术、差动保护技术、云端人工智能技术。关键词：移动通信，物联网，差动保护，云端人工智能。中图分类号：TN929.5，TP391.44，TM73 文章编号：1674-2583(2023)01-0128-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.01.053文献引用格式：黄晶.5G移动通信技术在电力系统中的应用J.集成电路应用,2023,40(01):128-129.5G移动通信技术在电力系统中的应用黄晶（中国电建集团江西省电力设计院有限公司，江西 330096）Abstract This paper describes the application characteristics and application scheme analysis of 5G mobile communication technology in power system,including Internet of Things technology,differential protection technology and cloud AI technology.Index Terms mobile communication,Internet of Things,differential protection,cloud AI.Application of 5G Mobile Communication Technology in Power SystemHUANG Jing(China Power Construction Group Jiangxi Electric Power Design Institute Co.,Ltd.,Jiangxi 330096,China.)Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月 129配网自动化和状态检测工作创造了最优体系。而5G技术的加入让泛在电力物联网工作得到更好落实，真正意义上实现了全场景处理，在这个过程中，5G技术应用在网络层中，主要承担数据流传输工作。另外，5G网络切片的应用，可以将物联网技术和不同的电力业务场景相结合，实现灵活的数据支持，打造出定制化的专用网络1。从5G网络切片总体框架来看，网络切片包括了核心网、承接网、接入网三个子切片，以5G终端和电力终端为最终的终端用户，实现通信服务管理、网络切片管理。现如今，社会对电力行业的要求不断提高，5G网络切片在实际发展过程中，在变电站智能巡检等业务上效果突出，可以实现高速率视频数据回传，即便是最恶劣的环境下也可以展开监测和巡检，电力部门也可以借助这一技术，结合自身应用需求，打造出更加完善的电力安全系统，打造出强智能电网和泛在电力物联网，满足国家电网的要求，切实解决安全性问题。2.2 差动保护技术差动保护是5G通信技术的重点内容，主要表现为电流差动保护和配电网差动保护这两个方面，电力系统对差动保护要求较高，需要持续不断地提高这一服务的稳定性，将5G通信系统部署在电力系统业务终端和配电主站之间，从根本上解决了分布式电源并网后出现的配电网不可用问题，同时5G网络的确定性、差异化特点，可以让保护装置实现灵活配置，从根本上避免了分布式电源接入后可能出现的网络拓扑结构性问题。例如：通过采集配电终端两侧CT的零序电流和各相电流，计算得到具体的制动电流和差动电流，让配电线路保护工作得到进一步落实。在此基础上，通过5G基站实现切片，一旦出现故障，配电终端会引发相应的差动保护逻辑进行动作。以华为的5G网络差动保护测试结果来看，单基站下DTU传输延时为8ms。需要注意的是，差动保护工作的落实，需要确保此线路两侧的采样时刻强烈统一，差动继电器必须要对两边相等时间的采样数据进行计算，才能够计算得到高精确度的差动电流数据。5G通信技术应用后，差动保护的稳定机能得到增强，目前在110kV变电站中得到了广泛应用，有效改善了分布式电源引发的多层次问题，实现了电力系统保护装置的灵活配置，为智能电网建设奠定了良好的基础。2.3 云端人工智能技术除了上述几个方面之外，5G移动通信技术在人工智能和云端技术方面也具有独特的应用优势。信息技术时代下，人工智能在诸多行业中的地位不断提高，将5G通信技术融入其中，人工智能的操作工作更加便捷高效，基于这一通信技术，人工智能可以得到更好发展，智能交互水平得到提高。以电力系统为例，人工智能技术的加入，可以让硬件平台得到优化，选择最为科学合理的通信方式、网络结构，让电力通信系统得到安全运行，强化经济效益。云技术也是信息时代的发展重点，云技术的出现和应用为数据存储和传输提供了更好的平台、路径，5G移动通信技术和其搭配使用，传输速率得到提高，云技术朝着多元化的发展。5G通信技术本身个性化水平较高，能够满足不同用户的个性化需求，提供丰富的通信息服务，另外，在5G技术的辅助下，云端技术可以发展成移动设备云，实现深层次的应用分析，开发设计出多元化的功能，让云设备的综合能力得到提高，提供多元化的通信资源数据。从电力系统通信需求角度来看，5G移动通信技术和云端技术相结合，可以更好满足用户实际需求，强化电力系统的数据分析，推动智能化内容，保障网络安全平稳地运行的同时，切实提高电力用户服务质量，强化电力供应2。以电力系统的维护、抢修工作为例，在人工智能、云计算的辅助下，可以建立形成完整的数据分析机制，实现输配送自动化、故障评估自动化、变电接点处理自动化，5G移动通信技术投入后，数据的生成、获取、传输技术也会得到进一步发展，打造出一条灵活、有效的“通道”。3 结语电力系统中对移动通信技术有着极高的要求，而5G技术不仅满足了电力通信需求，在提高通信质量效率的同时，也从侧面保证了电力运行安全性、稳定性。5G移动通信技术在实践应用中可以配合其他不同的技术手段，高质量、高效率地控制电力系统运行3-5，确保数据传输、处理等工作得到稳定开展，覆盖了电力系统运行的全寿命周期，拥有良好的发展前景，值得展开深层次的研究探索，从而不断地优化功能，实现两者的深度融合。参考文献1 韩子媛,王莉.5G移动通信与物联网技术在电力系统中的应用J.数字技术与应用,2022,40(02):51-53.2 王森.5G通信技术在电力系统中的应用J.长江信息通信,2021,34(11):198-200.3 张宁,杨经纬,王毅,陈启鑫,康重庆.面向泛在电力物联网的5G通信:技术原理与典型应用J.中国电机工程学报,2019,39(14):4015-4025.4 庞婕.5G技术在电力通信中的应用J.集成电路应用,2021,38(12):90-91.5 王毅,陈启鑫,张宁,冯成,滕飞,孙铭阳,康重庆.5G通信与泛在电力物联网的融合:应用分析与研究展望J.电网技术,2019,43(05):1575-1585.