探析5G 時代物聯網技術在電力系統中的應用

（中郵建技術有限公司，江蘇 南京 210012）

1 5G 時代背景下物聯網技術的發展現狀

物聯網借助二維碼、GPS 等設備實現網絡和物品之間的有效連接，作為一種新興技術，其在電力系統中的應用時間尚短，而在5G 技術下，為網絡和物品的連接提供了更加便捷的條件，但為了保證安全穩定性就必須要對物聯網進行完善優化，5G 技術的發展，為網絡和物品的連接提供了更加便捷的條件，但為了保證安全穩定性，仍需要對物聯網進行進一步完善優化，借助完善成熟的傳感器技術，讓物聯網技術得到成熟發展。這就需要讓5G 和物聯網得到進一步融合，進而應用在電力系統中，打造出智能電網。物聯網對安全性要求較高，而且需要在一個完整的網絡體系、通信協議中進行落實，確保物聯網技術更加成熟。

現階段的智能電網涵蓋多個環節，信息化、自動化水平較高，適用性較強，各類電源以及各種用電設施都可以引入其中。作為智能電網的基礎，物聯網發揮著至關重要的作用，電網運行狀態、智能變電站、發電廠都在其實時監測下，不僅如此，其還可以對電力系統實現全景全息感知以及智能控制，5G 時代物聯網技術得到進一步發展，可以為智能電網提供更加可靠的技術支撐，保證電力系統的安全、質量。

2 5G 時代背景下物聯網技術對電網系統的支撐

國家進入信息時代后，科學技術得到了飛速發展，物聯網技術的出現讓電力系統從原有的采集信息的多傳感器系統轉變為泛在電力物聯網系統。而5G 時代背景下，物聯網技術的智能化、自動化水平得到提高，逐漸和5G 物聯網技術相融合，讓電力和信息得到更好的聯通，以此讓電力系統的安全性、穩定性隨之增強。從目前來看，5G 時代背景下支撐物聯網技術在電力系統中的應用包括以下幾點：第一，5G 時代背景下，物聯網的性能指標增強，無線通信和無線網絡技術得到落實，如：MIMO 技術、毫米波通信技術、D2D 通信技術等，都可以讓電網系統性能得到增強，但部分技術也存在一些問題，如：信號干擾、全雙歐國內技術自干擾輕易消除問題等，對電網系統的正常運行以及物聯網技術的實際使用造成負面影響。第二，5G 時代背景下，軟件開放技術是支撐物聯網在電力系統中應用的關鍵，借助5G 通信網絡用戶接口開放，實現配置操作。電網任務差異化特征突出，尤其是性能需求上，雖然獨立資源可以解決通信各類差異化需求，但成本較高，操作也較為復雜，因此沒有能夠得到大范圍推廣。借助5G中的網絡切片技術，從根本上解決了這一問題，切實提高交互管理水平和自助服務，僅需要應用SDN、NFV 就可以完成操作。第三，5G 時代背景下，電網用戶進一步增加，電網系統和用戶之間的互動非常重要，尤其是在能源互聯目標實現過程中，需要根據用戶的反饋及用戶實際發展需求，讓電網運營工作量得到增強。借助通信網絡可以更好的根據用戶、業務進行自治，比如，可以借助SON 技術，可以讓電力系統得到進一步優化，切實降低運營工作量，減輕工作壓力。

3 5G 時代背景下物聯網技術在電網系統中的應用

3.1 發電環節

1G、2G、3G、4G 都為移動網絡發展作出了巨大的貢獻，5G 作為最新的網絡技術，為物聯網、車聯網等網絡的全面發展作出了巨大的共享，為物聯網提供了超大帶寬，而且在原有網絡基礎上，為信息數據交換工作提供了良好的基礎。近幾年來，風能、太陽能成為了電力系統的主要能源，其中風能的并網容量已經可以達到6 010 000kW，但絕大部分風電廠的收入狀態并不理想。但是在5G 時代背景下，能夠借助物聯網技術研制出新型風機設備，并且接入了先進的傳感系統，可以根據天氣情況，及時的改變發電模式。5G 下的物聯網技術可以對分布式電源實現持續性控制，最大程度提高風能等其他清潔能源的利用效率。

3.2 變電環節

變電站作為電力系統中的關鍵，在實際應用過程中，是支撐變電站運行的關鍵，物聯網那個技術的應用可以讓變電站得到更好的發展，借助傳感器監控電流、電壓信息，實現對變電站的高效控制。通過這種技術也可以為檢修、維修工作提供可靠的數據依據，5G 時代背景下，物聯網技術得到進一步發展，配合遙感監測技術，變電站可以更加穩定的運行。以地下電纜檢修工作為例，借助全新的物聯網技術，配合傳感設備可以實時監測的地下電纜運行，切實提高檢修效果，從根本上保證變電站得到穩定運行。

3.3 用電環節

除了上述兩個環節之外，用電環節也非常重要，5G時代下，輸配電環節的負荷更加靈活，為用電環節提供了良好的發展條件。現階段，國內電力系統都是借助ADN 進行的用電控制管理，配合物聯網技術，智能電表、高級計量設備也會充分發揮出自身作用，更好的判斷國家用電量和用電水平。電動汽車、智能電器飛速發展，借助對充電、放電進行全面控制，讓專業化管理模式得到落實，推動行業整體得到發展和進步。

3.4 配電環節

輸配電環節作為電力系統中最為關鍵大部分，物聯網技術在其中發揮著至關重要的作用，主要作用于傳感器部署、應用。在供配電環節中，想要實現智能化控制、動態化檢測，就必須要在輸電線路中安裝智能化傳感器，以此最大程度避免出現線路故障問題。借助智能化傳感器，線路、絕緣損耗以及線路異常故障都會及時的反饋給終端工作人員，工作人員可以及時的展開調度優化設計，調整輸電系統方案。隨著科學技術發展，無人機巡查、遠程監控等技術也在電力系統中逐漸興起，5G 時代下，可以將物聯網應用在巡查系統中，配合無線通信第一時間掌握輸配電情況。尤其是5G 技術從根本上改善了通信速度和通信信量，在物聯網技術的支持下，檢測質量、效率都會得到提高，巡檢可靠有效性得到提高。最為主要的是，物聯網技術的應用，打造出了一個更加可靠、穩定的新型巡檢技術體系，有效規避地理和環境等因素，國家電力輸電水平也會得到發展。本身分布式電源的接納能力較優，為智能電動汽車、智能家用電器提供了更好的空間，物聯網技術接入手，可以進一步把控系統工作狀態，監控負荷曲線。

4 5G 時代背景下物聯網技術在電網系統中應用發展

隨著電力系統不斷更新，5G 技術、物聯網技術以及電網系統還會得到更進一步的融合，發展前景會不斷擴大。聯合仿真作為電力系統中重要手段，是判斷電力系統運行狀態的關鍵，電網運行安全性、可靠性都依靠其保證。而電力系統仿真軟件可以在保證系統穩定的同時，對未來的發展規劃進行分析，如OPNET 在泛在電力物聯網中效果較優，5G 通信技術的出現，讓電力系統得到進一步發展，未來還會出現很多新的聯合仿真方法和軟件，設計出不同的仿真軟件接口。另外聯合優化也是5G時代新出現的一種技術，可以為電網系統提供根本上的電力保障，在信通數量飛速提高的今天，國家需要進一步加強5G 通信網和電力網絡聯合信息流優化控制。這就意味著未來還需要進一步加強物聯網在電力系統中的應用。此外，安全隱私、復雜對象控制優化、透明化態勢感知、商業模式多元化等也會成為主要研究方向，打造出虛擬電場，借助5G 通信降低交易通行成本，提高了虛擬電廠的可行性和安全性。

以信息處理為例，在物聯網中，末梢感知層會采集大量的數據，這些數據需要經過具體的處理，才能夠真正的發揮出自身價值，滿足不同方面的需求。在這樣的情況下，海量信息處理技術和云計算技術應運而生，利用泛在通信技術中數據信息的特點，進行數據挖掘，確保電力系統得到穩定運行。常見的挖掘方式包括：分類、估值、預言、相關性分組或關聯規則、聚集、描述和可視化、復雜數據類型等，最為常見的技術有三種，分別為：數據時間對準技術、集中式數據融合算法及分布式數據融合算法，這些技術在實際應用的過程中，可以快速高效的完成數據挖掘。目前，海量信息處理技術在機器翻譯、語言信息處理、信息存儲搜索、網絡內容技術等方面得到了全面的應用，隨著理論技術的完善和應用實驗的開展，未來這種處理技術還可以在網絡通信、網絡挖掘等方面應用。

5 結束語

新時期，電力系統的各個環節中都會應用到物聯網技術，而在5G 時代的影響下，物聯網技術水平得到提高，還需要結合實際情況，為電力系統的安全運行提供保障。但從目前來看，還需要進一步加深對物聯網技術的應用分析，以此最大程度保證電力系統的穩定性，確保能夠滿足每一個用戶所需電能。