探討5G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用

探討5G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用摘要：隨著近些年科技水平的提升，5G通信技術(shù)得以快速發(fā)展，與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，其在速度以及帶寬等方面體現(xiàn)出了非常明顯的優(yōu)勢(shì)，并且已經(jīng)成為了通信領(lǐng)域最為關(guān)鍵的技術(shù)，得到了各方面的高度認(rèn)可。在智能電網(wǎng)中應(yīng)用5G通信技術(shù)可以推動(dòng)智能電網(wǎng)更加高效快速的發(fā)展，同時(shí)也是電力通信中無線方面的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，要加強(qiáng)5G通信技術(shù)的分析，特別是其在智能電網(wǎng)方面的應(yīng)用更是要進(jìn)行深入研究。關(guān)鍵詞：5G通信技術(shù)；智能電網(wǎng)；應(yīng)用1、5G移動(dòng)通信技術(shù)概述5G移動(dòng)通信技術(shù)即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，這是一種基于2G、3G與4G的新型通信技術(shù)，在數(shù)據(jù)收集分析與數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫婢哂忻黠@優(yōu)勢(shì)。5G移動(dòng)通信技術(shù)具有連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接和低時(shí)延高可靠等特點(diǎn)。隨著5G移動(dòng)信息技術(shù)的逐步推廣，5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域逐漸增大，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)覆蓋面積增加，整體的數(shù)據(jù)信號(hào)得到增強(qiáng)。5G移動(dòng)通信技術(shù)不僅應(yīng)用在手機(jī)通信等方面，在電力通信系統(tǒng)中也有著廣泛的應(yīng)用空間，5G移動(dòng)通信技術(shù)的推廣是未來信息科技發(fā)展的趨勢(shì)，可以有效推動(dòng)社會(huì)科技的發(fā)展。2、5G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用2.1D2D技術(shù)的應(yīng)用傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)的根本在于基站，這是正常通信的基礎(chǔ)，但是其整體建設(shè)成本較高，同時(shí)每個(gè)基站的信號(hào)覆蓋區(qū)域相對(duì)有限，很難非常大規(guī)模的應(yīng)用。而5G通信技術(shù)的重要功能之一就是“D2D網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)”，該技術(shù)應(yīng)用時(shí)并不用基站進(jìn)行信息的中轉(zhuǎn)，可以確保通信終端和通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直接連接。D2D網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)主要采取的是分散的連接方式，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立操作，單獨(dú)進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送以及接收，同時(shí)可以自行進(jìn)行消息的轉(zhuǎn)發(fā)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)參與者可以共享所有的資源配置，例如信息處理、存儲(chǔ)以及網(wǎng)路連接能力等。將D2D技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)中，可以最大程度發(fā)揮終端分布密度所具有的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量以及傳輸速度，從而減少運(yùn)營(yíng)通信過程中對(duì)基站的依賴程度，能夠降低整體運(yùn)營(yíng)成本。2.2多天線傳輸技術(shù)的應(yīng)用所謂的多天線技術(shù)主要就是利用有源天線的設(shè)置來優(yōu)化傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使其信號(hào)覆蓋性不斷增強(qiáng)。一般情況下多天線傳輸技術(shù)應(yīng)用時(shí)所用天線數(shù)量達(dá)到128根，近些年隨著技術(shù)水平的提升，天線陣列已經(jīng)從2D模式轉(zhuǎn)變成為了3D模式，大大提升了信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。將此傳輸技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)中能夠大大優(yōu)化地下配電房等智能電網(wǎng)終端應(yīng)用場(chǎng)景的傳輸質(zhì)量。2.3應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)通信技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景多種多樣，每個(gè)場(chǎng)景對(duì)于網(wǎng)絡(luò)有著自身的要求，很多場(chǎng)景之間存在矛盾。如果只應(yīng)用單個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全場(chǎng)景，那么會(huì)造成更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，勢(shì)必會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)管理的效率，還會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)。5G網(wǎng)絡(luò)需要部署更靈活，還要分類管理，而網(wǎng)絡(luò)切片正是這樣一種按需組網(wǎng)的方式。所謂的5G“切片技術(shù)”就是將完整物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切割，形成多個(gè)虛擬性的網(wǎng)絡(luò)。不同網(wǎng)絡(luò)都是獨(dú)立運(yùn)行，即使其中某個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障也不會(huì)對(duì)其他虛擬網(wǎng)絡(luò)造成影響，每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)具備不同的功能特點(diǎn)，來面對(duì)不同的需求和服務(wù)。在智能電網(wǎng)中用5G網(wǎng)絡(luò)切片承載電網(wǎng)業(yè)務(wù)是一種全新的嘗試，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)首先通過隔離性質(zhì)的邏輯對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)施切片，按照具體需求提供給電網(wǎng)企業(yè)，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于不同類型業(yè)務(wù)當(dāng)中，能夠滿足電網(wǎng)各種類型業(yè)務(wù)對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)的具體需要。目前，針對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)已經(jīng)制定了針對(duì)性的白皮書，也對(duì)其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用給出了相應(yīng)的意見，提出了在智能電網(wǎng)發(fā)展過程中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的要求，希望能夠進(jìn)一步豐富智能電網(wǎng)的功能。2.4C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)的應(yīng)用5G通信技術(shù)的C-RAN具有兩層網(wǎng)絡(luò)云架構(gòu)，具有較強(qiáng)的靈活性，包括基于CU/DU的兩級(jí)協(xié)議架構(gòu)、NGFI的傳輸架構(gòu)及NFV等部分，其已經(jīng)成為了5G和今后網(wǎng)架構(gòu)的關(guān)鍵發(fā)展趨勢(shì)。該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)靈活性相對(duì)較強(qiáng)，同時(shí)具有較好的協(xié)作性，C-RAN接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)非?？焖俚膫鬏敚軌虼_保5G通信技術(shù)在傳輸速度等方面的基本要求，已經(jīng)成為了5G通信技術(shù)的關(guān)鍵發(fā)展方向之一。該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)充分利用遠(yuǎn)端天線以及光傳輸網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施和技術(shù)來增加無線網(wǎng)絡(luò)信息的覆蓋區(qū)域，提升信號(hào)的傳輸質(zhì)量。將C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)應(yīng)用在智能電網(wǎng)中，能夠有效降低整個(gè)電網(wǎng)的通信運(yùn)營(yíng)成本，并且更利于進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集整理，能夠更加精準(zhǔn)、快速地發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行中存在的問題。2.5拓展配網(wǎng)自動(dòng)化功能對(duì)于智能電網(wǎng)來說，其和傳統(tǒng)電網(wǎng)最根本的區(qū)別之一就在于配網(wǎng)自動(dòng)化方面，通過配網(wǎng)自動(dòng)化功能的應(yīng)用不僅能夠最大程度發(fā)揮智能電網(wǎng)的價(jià)值，進(jìn)一步提升運(yùn)行質(zhì)量，而且能夠有效控制智能電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)成本。從目前來看，智能電網(wǎng)所采用的配網(wǎng)自動(dòng)化功能越來越豐富，現(xiàn)階段主要應(yīng)用了智能化開關(guān)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。智能開關(guān)的有效應(yīng)用能夠及時(shí)、安全地將故障進(jìn)行隔離，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)行大數(shù)據(jù)的采集、分析以及處理，還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行過程中存在的問題。5G通信技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步推動(dòng)配網(wǎng)自動(dòng)化功能的應(yīng)用和擴(kuò)展，現(xiàn)階段影響配網(wǎng)自動(dòng)化功能的因素更多集中在配變終端到用戶設(shè)備之間，而應(yīng)用傳統(tǒng)的通信技術(shù)解決此問題會(huì)消耗較高的成本，并且維護(hù)較困難，無法獲得高質(zhì)量的信號(hào)傳輸。5G通信技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)當(dāng)中能夠充分融合配網(wǎng)光纖通信技術(shù)、載波通信技術(shù)等先進(jìn)通信技術(shù)，可以大大提升配網(wǎng)自動(dòng)化終端網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也具有更高可靠性。配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行24小時(shí)管控，在此過程中能夠進(jìn)行充分的數(shù)據(jù)收集、整理和分析，從而對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行判定，一旦存在故障問題就可以利用智能開關(guān)對(duì)其實(shí)施隔離，并且及時(shí)解決故障并恢復(fù)正常供電。除此之外，可以通過5G技術(shù)的終端特點(diǎn)進(jìn)一步擴(kuò)展配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，例如高等級(jí)電能計(jì)量、分布式配電自動(dòng)化、視頻綜合監(jiān)控、機(jī)器人巡檢以及應(yīng)急自組網(wǎng)等等。2.6支持用電負(fù)荷需求側(cè)響應(yīng)所謂的用電負(fù)荷需求側(cè)響應(yīng)主要就是指電力用戶在分析電力市場(chǎng)價(jià)格變動(dòng)的基礎(chǔ)上，主動(dòng)進(jìn)行用電負(fù)荷的提升或者下降以便對(duì)用電負(fù)荷情況進(jìn)行控制，從而確保電網(wǎng)以及電價(jià)的穩(wěn)定。在進(jìn)行需求側(cè)響應(yīng)時(shí)，一旦電網(wǎng)發(fā)生頻率快速跌落、功率超用、潮流越限等問題時(shí)就會(huì)發(fā)生預(yù)警，此時(shí)就可利用價(jià)格信號(hào)來指引用戶降低相應(yīng)類型的電力負(fù)荷，從而整體降低電網(wǎng)的負(fù)荷情況，優(yōu)化電能資源配置，充分利用設(shè)備和能源。傳統(tǒng)需求側(cè)響應(yīng)更多是在主站和終端之間進(jìn)行交互，終端之間并不進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的協(xié)同。一旦出現(xiàn)故障就會(huì)將整個(gè)配電線路停掉，從而造成大范圍的停電故障，對(duì)社會(huì)造成較大影響。而利用5G通信技術(shù)能夠使多方共同參與到需求側(cè)響應(yīng)當(dāng)中，利用設(shè)置在用戶內(nèi)的智能電網(wǎng)終端能夠進(jìn)行高精度（毫秒級(jí)）的負(fù)荷控制，能夠?qū)Ψ巧a(chǎn)電力負(fù)荷進(jìn)行快速切除。以5G通信技術(shù)為基礎(chǔ)的精準(zhǔn)負(fù)荷控制能夠?qū)⒎顷P(guān)鍵性負(fù)荷快速切除掉，最大程度發(fā)揮市場(chǎng)化需求側(cè)響應(yīng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，最大程度減小負(fù)荷控制對(duì)社會(huì)生產(chǎn)生活造成的不良影響。3、結(jié)語(yǔ)總的來說，5G通信技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了眾多領(lǐng)域的發(fā)展，5G通信技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)中能夠進(jìn)一步完善電網(wǎng)功能價(jià)值，能夠提高運(yùn)行質(zhì)量并降低故障發(fā)生率，可以提升用戶體驗(yàn)。隨著5G通信技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其對(duì)于智能電網(wǎng)的作用會(huì)越發(fā)明顯和重要，相應(yīng)的電力企業(yè)需要加強(qiáng)5G通信技術(shù)的分