2萍乡市安源区人民检察院 江西萍乡 337000
摘要：在物联网技术的持续发展下，电力行业出现了一种全新表现形式即泛在电力物联网，为能源互联网的有效实现发挥了重要作用。而5G通信技术的出现，因其具有带宽更高、时延与功耗更低等优势特点，也成为泛在电力物联网发展的一大关键技术。因此本文将在阐明泛在电力物联网基本内涵的基础上，着重围绕5G通信与泛在电力物联网之间的深入融合进行简要分析研究。
关键词：5G通信；泛在电力物联网；精准控制
引言：本文通过探究5G通信与泛在电力物联网的融合，不仅可以有效帮助人们对泛在电力物联网和5G通信技术特点形成正确认知，同时准确把握5G通信与泛在电力物联网之间的内在关联。还可以为有效实现二者的深入融合提供必要理论参考与相应实践指导，以此有效推动5G通信与泛在电力物联网实现同步发展。
一、泛在电力物联网的基本内涵
泛在电力物联网和物联网相类似，其也同样被分成四层，包括感知层与网络层、管理层和应用层。其中感知层主要负责借助各种传感器，实时采集电网及其各项电力设备的运行状态信息数据。以配用电系统为例，其主要通过利用配备在各家庭当中的智能电表，以及其他系统运行状态与电力设备的传感单元，对指定区域中的用电设备运行情况进行数据采集。网络层的主要构成包括移动通信、局域网等，其各自具有相应的通信协议，在网络层中实现集成化使得各个类型传感器均可以有效接入网络层。管理层主要负责统一存储、管理经由网络层传输的各项信息数据，并借助网络层中的各种网络完成电力数据信息跨部门、跨主体的高效交互共享传输。应用层作为泛在电力物联网最为重要的目标，主要表现为实现电力和信息的互联互通，从而可以为用户以及电网工作人员等决策决议提供真实可靠的参考依据与理论支持，并由此发展更多新业务模式，以便可以在为用户等提供高质量电力物联网服务的同时，推动泛在电力物联网实现可持续发展。由此可见，泛在物联网复杂性较高，其要求电力网与通信网、业务网等之间实现深入融合，同时包含变压器等各种有关电力系统的实物，包容性极高，开放性与创新性也相对较高，是电力行业中实现泛在物联成功落地的重要表现形式。
二、5G通信与泛在电力物联网的融合应用分析
（一）运用5G通信发展泛在电力物联网
1.泛在电力物联网实现精准控制
与以往的2G、3G、4G通信技术相比，5G通信的速率与容量更高，也更加安全可靠，其时延和能耗则相对较低。正常情况下，5G通信技术的通信速率可以达到100Mbps至1Gbps，且每平方公里5G通信技术支撑的家用电器等移动终端数量可达百万个。在当前的4G通信技术中，平均时延需要50ms，但5G通信技术中，其空口时延被控制在1ms以内，端与端之间的时延不超过10ms。因此5G通信所具备的速率与容量较高，时延与能耗较低等优势特点，可以有效满足电力系统海量信息数据传输与存储、万物信息互联等多样化要求。在将5G通信技术和泛在电力物联网实现深入融合的过程中，其可以有效帮助泛在电力物联网实现精准控制功能。例如在需求响应当中，以往需求响应将需求侧峰谷差降至最小作为主要目标，但随着高比例可再生能源并网，用电设备数量越来越多，各用电设备在相互协调控制中，对通信时延也提出了更高的要求。而5G通信技术中，端与端之间的时延不超过10ms，可以有效满足众多通电设备的秒级调频需求。
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在配电自动化发展当中，配电网在长时间运行过程中，比较容易出现包括短路、短路等在内的诸多异常情况或故障问题，因此需要在第一时间准确切除故障，以避免影响配电网的正常运行。而在将5G通信技术运用在泛在电力物联网中，通过充分发挥5G通信技术的优势作用，可以在差动保护中快速、精准计算比较线路两端保护装置量测值，同时在将采集得到的继电保护装置等设备的信号迅速传输给数据库，由其负责统一进行深入分析统计，即可精准判断具体故障类型，并有针对性地自动做出故障切除等动作。
2.动态监测电网及其设备的运行
5G通信技术在与泛在电力物联网进行相互融合的过程中，也可以有效帮助完成对电网及其各项电力设备运行状态的动态监测，以便工作人员能够及时发现其中存在的异常与故障问题，第一时间对其进行有效处理。例如在监测电网运行状态过程中，5G通信具有成本低廉、通信可靠性高等诸多优势特点。在将包括电压和功率等在内的系统运行状态传感电源、变压器等电力设备传感单元等安装在配电网各节点指定位置处，即可实时采集包括电压幅值相角等在内的，各项关于配电网络运行状态的参数信息，为系统精准识别分析配电网拓扑结构和潮流等提供至关重要的数据支持。特别是在5G通信时延较低的影响下，微型PMU也可以在电网运行状态监测中实现各项信息数据的高效共享传输。同样，在配电系统中通过运用智能温湿度传感器，在精准完成各项电力设备运行环境的参数采集后，经由5G通信方式及时、完整、高效地传输至调度决策者处，使其可以结合实际情况对电力设备各项参数进行深入分析，并以此为基础准确判断电力设备的具体运行状态，进而有针对性地制定相应的检修运维管理方案[1]。
（二）泛在电力物联网管理5G通信能效
在实现5G通信与泛在电力物联网的融合中，5G通信可以为泛在电力物联网提供重要支撑，而反过来泛在电力物联网也可以有效帮助5G通信优化能效管理。根据相关统计数据显示，当前在通信系统当中，通信基站在整个通信网络中的耗电量占比至少为70%，而随着5G通信技术的持续发展，需要建设部署的通信基站数量也会越来越多，由此产生的耗能势必也会成倍增长。这也使得在将5G通信技术运用在泛在电力物联网当中时，需要为基站提供大量电力，进而产生巨大能耗并减缓电力网络效率。
针对此种情况，可以令泛在电力物联网通信网络和电力配电网之间，实现能源与信息耦合，通信网络由配电网提供信息支撑，在配电网的作用下，5G通信网络可以获得所需能源。电网运营商与通信运营商在供需方面实现高效互动，如夜间通信负载不大的情况下，在不影响系统正常、安全可靠运行的前提下，可以对夜间允许适当减小运行功率或是直接关闭的基站进行充分利用，借助此类基站当中拥有的储能装置，以有效降低通信基站功耗。此时电网运营商可以适当降低电信运营商的使用电价，电信运营商在低电价下可以对基站中UPS电池充放电负荷胡进行优化调整。而在白天电网电价相对较高的时段，电信运行商则可以消耗冗余配置电力，并在积极和5G通信需求实现高效互动的基础上，灵活调度持续电源，在尽可能避免增加基站数量以及基站中UPS电池数量下，切实完成配电网和通信网络之间的能量、信息耦合。从而在进一步优化5G通信能耗管理之余，也能够推动泛在电力物联网实现可持续发展。
结束语：综上所述，5G通信技术已经成为支撑泛在电力物联网的一项关键技术，通过在泛在电力物联网中灵活运用5G通信技术，不仅可以有效实现泛在电力物联网的精准控制，同时也能够动态完成对电网、电力设备等实际运行情况的实时监测，确保电力系统实现长久稳定、安全运行。而在泛在电力物联网融入5G通信技术中，也有助于5G通信实现能效管理优化，促进5G通信获得可持续发展。因此未来我国还需要进一步加大5G通信与泛在电力物联网的研究力度，探索更多二者可以实现有效深入融合的路径，以此达到5G通信和泛在电力物联网同步发展的根本目标。
参考文献：
[1]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.
论文作者:邓淼1,邓其2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/7
标签：电力论文; 通信论文; 通信技术论文; 电网论文; 基站论文; 精准论文; 电力设备论文; 《基层建设》2019年第22期论文;