5G時代物聯網技術在電力系統中的應用

王炬 周薇

摘要：作為新興的網絡互連技術，物聯網技術為各種物品與網絡之間架起了互連的橋梁，在電力系統中，電力用戶之間以及電力用戶與電網公司之間的關系是最為主要的兩種關系，而通過物聯網與電力系統的融合能夠把它們聯系在一起，實現了網絡數據的互聯，提升了電力系統運行的時效性。為了進一步實現智能電網的目標，電力系統在5G時代下就必須利用好物聯網技術，促進電力系統從傳統電網向智能電網多元化的發展，從而更好的滿足社會發展的需要。

關鍵詞：5G時代;物聯網技術;電力系統

一、5G時代與物聯網系統的發展

中華人民共和國工業和信息化部門頒布的《物聯網“十二五”的發展規劃》中指出，更大程度地發揮物聯網作用，需要加大對物聯網應用和發展的推進力度，不斷更新相關方面的技術和應用，實現在現有基礎上的創新突破。當前，物聯網的中心內容是互聯網。它是在互聯網的基礎上進行優化和提升的。物聯網是通過射頻識別（RFID）裝置、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，在規定的范圍內進行物物之間的關聯和信息交換。

物聯網技術之所以得到發展，首先是由于5G時代的到來，通信技術不斷發展，很大程度上豐富了物聯網的發展內容。其次，伴隨著技術方面不斷的創新和研發，現階段的物聯網具備智能感知、技術識別系統和信息通信等技術。在物聯網飛速發展的大背景下，電力系統的發展也在逐步提升，智能感知技術和自動化信息技術更是得到了廣泛應用。伴隨著物聯網系統的逐漸完善，電力系統步入全新的物聯網電力系統時代。

與物聯網息息相關的是即將到來的5G時代。在當前信息技術快速發展的前提下，5G逐漸被全世界的通信技術所接受，已成為最新的研究和探索項目。5G時代的到來，為通信技術的發展帶來了眾多好處。5G的運行提高了網速，對移動通信設備相關廠商而言，是一個扭轉命運的機會。對于用戶，5G的運行能夠加快設備運行速度，滿足使用需求。伴隨著5G時代的到來，物與物之間進行關聯變得更為廣泛。5G關聯物品的速度約是4G的20倍，延時和功耗變得更低，可實現更具體、更有針對性的信息交換優化。對于萬物相互關聯的物聯網來說，5G的到來發揮了重要作用。5G打開了智能化技術的大門，而智能化的應用方便了人們的生活。智能化管理在很大程度上提升了物聯網的利用效率，降低了電力能源和其他能源的消耗，促使物聯網在5G背景下不斷平穩發展。

二、5G時代物聯網技術在電力系統中的采用

2.1物聯網技術在電力系統發電環節中應用

隨著5G移動通信技術的即將到來，有力推動了物聯網、車聯網等各種網絡信息技術的發展和應用。由于5G技術擁有十倍于4G技術的數據交換和傳播速度，并具有超大容量和低時延等特點，提高了信息交換的時效性。風力發電雖然屬于綠色清潔的能源，但是由于其發電技術的經濟效益較低，造成大量電力資源的浪費和發電廠的虧損，通過對風力發電系統的物聯網技術改造，能夠通過各種內嵌傳感器節點結構對天氣和風力的變化進行實時數據的測量和分析，并根據數據分析的結果而只能操控風力發電機的運轉，降低風力發電的成本支出，從而能夠較好的處理棄風限電的問題。

2.2物聯網技術在電力系統變電環節中應用

通過物聯網技術的應用，能夠實現變電站的智能化操作，使得變電站在各種內嵌傳感器的基礎上，實現對電壓、電流的信息數據采集以及智能測量和轉換，從而降低人工成本的支出。在變電站的長期運行過程中，需要對其做定期檢修，以確保變電站的穩定運行。

通過物聯網的遙感監測和5G網絡的低延時、高速率優勢，能夠實現變電站監測數據實時上傳，相關檢修人員通過對實時監測數據的分析，安排變電站的檢修計劃。通過5G移動網絡技術物聯網的融合，不但實現了變電站的實時檢測，還提高了檢修的時效，確保了變電站的正常運行。另外，在對地下電纜進行檢修時，可將傳感器內嵌到地下電纜中，然后通過物聯網技術實現對關聯電纜的即時監測，并將相關數據傳給檢修部門進行分析、判斷和決策。在5G技術的支持下，物聯網技術能夠實現對變電站和地下電纜的實時監測，從而能夠及時有效的排除生產安全隱患，確保了變電系統運行的安全穩定。

2.3物聯網技術在電力系統輸配電環節中應用

在電力系統的輸配電環節，智能傳感器能夠把輸配電線路出現的故障及意外情況即時傳輸到監測系統，監測人員通過傳輸的數據來對輸電線路進行故障分析和排除，從而做到故障的及時發現和及時解決，從而實現了輸配電系統的優化配置。另外，監測部門還能夠使用無人機載傳感器來巡檢區域內的輸電線路，并通過機載攝像機對線路的故障問題進行攝錄，從而為監測人員提供線路故障的高清數據。由于5G技術的高帶寬、低延時等特點，大大提高了故障影像的傳輸速率，能夠讓監測部門及時掌握故障問題，從而確保輸電線路的穩定運行。另外，通過物聯網技術和5G技術的應用，能夠對電力用戶的用電功率進行監測和分析，從而對電力輸送進行及時調整，從而實現電力資源的優化配置，提高電能的利用率，評估配電的風險，提高配電系統的傳送效率。

2.4物聯網技術在電力系統用電環節中應用

在5G技術的支持下，物聯網技術還在電力系統的用電環節起到了積極的作用。通過傳感器測量技術的廣泛使用，能夠對在網的每一位電力用戶及電網的節點進行監控，并實現多個節點之間數據信息的雙向互動。具體而言，就是在各種用電設備中嵌入傳感芯片，通過用電設備運行規律來達到節能省電的目的，當監測到屋里無人時實現照明系統的自動關閉。同時，通過物聯網技術還能實現與電力價格信息的關聯，并以此來優化配置用電設備，為電力用戶節省用電支出。在電力計量計費等環節，通過物聯網技術能夠實現電表的自動統計、抄送，并從相應電力用戶電費賬戶中自動收繳，這樣不但節省了人工抄表的成本支出，還降低了人工操作失誤所造成的問題概率。另外，還可以通過用電數據的統計分析，避免電力偷竊行為的發生。

2.5物聯網技術在應急通信環節中應用

電力系統的“發輸配用”涉及到較多的環節范圍，以及各種類型、數量繁多的終端設備，每時每刻都有可能出現安全事故，為此必須要建立其高效運轉的應急通信保障系統。在傳統的應急保障工作中，搶險檢修人員只用在事故發生后才能趕赴現場，并檢查故障源并上報指揮中心，然后由指揮中心制定應急方案來處理事故，這就難免造成大量時間的浪費。通過5G技術和物聯網技術的融合，可以大幅提高事故搶險的時效性，減少指揮調度中的工作量。通過內嵌在電力設備中的各種傳感器，能夠智能監控電網的運行以及各種電力終端設備的運作情況。當出現電力事故時，傳感器監測系統會立即發出警報并精準定位故障源，并將相關數據上傳到指揮調度中心，從而讓檢修人員可以做好搶險準備工作，提升了事故處理的時效性。

三、結語

綜上所述，物聯網技術在電力系統當中，既可以表現為電力系統輸配電環節基礎網絡的補充內容，為網絡的穩定性和可靠性增加作出貢獻，同時還可以作為電力系統輸配電網絡的主要通訊方式，彌補傳統網絡通訊存在的不足。相關領域的工作人員在實際工作開展的階段，需要充分地探究出合理的應用模式，充分地發揮出5G物聯網技術在現代化供配電系統當中的作用，推動產業向前快速發展。

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