基于5G技術的電力營銷安全智能化現場作業系統分析

［關鍵詞］5G技術；電力營銷；智能化；現場作業

［中圖分類號］F49 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）10–0171–03

電力營銷作業現場由于場地有限，作業數量較多，整體分布較廣，且設備復雜度較高，因此作業現場極易出現安全隱患，而且大多數的突發臨時作業，需要在短時間之內滿足需求響應。據以往線下作業人工管控形勢，無法對電力營銷作業現場實現高效管控，而且工作人員大多憑借主觀經驗，無法對作業現場風險點精準識別[1]。尤其近年來，各類分布式光伏、電能替代、充電設施、綜合能源等新興業務的全面開展，給電力營銷現場作業的安全管控帶來嚴峻挑戰。5G技術應運而生，為電力營銷現場作業的安全化、智能化提供了良好機遇[2]。為了更好地應對電力營銷作業現場的復雜性，文章引入5G通信網絡傳輸技術，設計電力營銷安全智能化現場作業系統。

1系統硬件架構

1.1物理架構

基于5G技術設計電力營銷安全智能化現場作業系統，采取內網+外網同步布署方案：①信息內網布署要在電力營銷作業現場利用數據庫，負責營銷業務的請求介入與數據交互，支持作業終端介入訪問；②5G信息外網布署需要在作業現場布設內外網隔離裝置，在營銷現場作業平臺完成數據交互，也可支持作業人員通過手機端訪問系統[3]；③移動專網，可以將5G營銷現場作業App安裝于移動終端，利用VPN對作業現場平臺直接訪問，實現作業現場數據信息的高效交互；④互聯網，通過安裝系統App可以讓相關人員及外包人員利用互聯網5G無線訪問系統終端。

1.2技術架構

首先，針對電力營銷作業現場的信息內網技術架構，對此設計內網管控技術模塊，并妥善部署包括WEB服務器、API網關、Nginx反向代理服務器、APP微服務架構、調度服務系統以及消息服務中間件等在內的關鍵組件。設計電力營銷作業現場5G無線通信專網，需要將WEB響應請求發送至Nginx，整個過程由介入信息內網負責傳輸，直至成功接收請求負載均衡處理，API網關即可接收并發送請求認證服務。獲得認證后需發送App微服務功能請求，操控App微服務功能查詢作業現場所需數據信息，成功反饋至系統用戶端，這個過程需要由Webservice、Restful負責對接，最后作業現場移動終端與客戶端接入，用戶便可通過建立VPN通道登錄App微服務，進行身份識別即可啟動客戶端。

信息外網技術架構關鍵在于內外網信息傳輸過程中，須及時過濾Restful內的非法數據信息請求，所以可以設計內網隔離裝置負責信息過濾。電力營銷作業現場的5G信息外網建設，應利用互聯網平臺向App微服務發送功能請求，直至平臺接收請求處理后，向外網Nginx發送負載均衡處理，之后向API網關發送同步請求認證，權限獲批通過認證后即可執行電力營銷作業現場App管控功能，并將作業現場的事實數據信息實時反饋至系統數據庫保存。

1.3安全架構

電力營銷現場作業的安全智能系統，其硬件組成部分如圖1所示。該系統主要由敏感元件、轉換元件、顯示器、記錄儀及輔助組件構成。敏感元件位于左側，作為數據源頭，負責接收作業現場信息，并通過傳感器測量后傳輸至中間的轉換元件。轉換元件將接收的信號轉換為電信號輸出，是數據處理的核心。右側的顯示器實時展示數據，記錄儀則記錄數據以備后續分析。此外，轉換電路與變換電路連接顯示器和記錄儀，保障數據流暢傳輸。數據處理儀器位于系統底部，輔助電源為其提供穩定電力。這些組件協同工作，確保了電力營銷現場作業數據的準確接收、轉換、顯示與記錄，為作業安全提供了有力保障現場作業系統風險預警模型如圖2所示。

2系統軟件設計

2.1現場作業App

電力營銷安全智能現場作業系統的App設置，面向全體現場作業人員，功能之一實現安全管控。電力營銷人員在現場作業時應用App，圍繞開展電力營銷作業計劃編制、審核，并生成安全智能管理確認單，將作業風險點等關鍵數據與相關信息圖像上傳至系統平臺，利用現場作業App完成業務操作。功能之二實現了作業現場業務微應用，設計App功能可以保證在統一市場中，實現作業現場全部業務的集中式管理，這樣的現場作業管理可以節省不必要的工作流程。在App內便可集成微應用，包括營銷業擴、電能計量、用電檢查、智能用電等。

2.2現場作業5G微服務

5G業務微應用在電力營銷現場作業安全管理系統中，主要實現了營業業擴、市場管理、智能用電、現場計量、計量室鑒定、采集運維等功能。利用5G信息傳輸通道對后臺功能運行安全管理，并在現場作業中通過5G微應用，實時采集業務數據信息，對作業質量予以規范化指引。通過使用輕量級API提供微服務，圍繞電力營銷現場作業的業務功能執行各項服務：①需要滿足自主性，5G微服務是面向系統功能需求，完成后續開發、布署、運營及功能擴展，各系統功能執行與連接通信均經API明確定義。②每項5G微服務都有其專用性，用于現場作業是為了執行某項特定功能，解決工作人員遇到的特定問題。假若在系統軟件設計中，開發人員無端增加其他代碼，只會增加現場作業的復雜程度。③通過5G微服務，可以拓展各項獨立服務滿足作業現場所需，確保作業人員準確衡量待完成的工作量。

2.3平臺數據交互

對于電力營銷作業現場上傳至系統的實時數據，系統平臺可以為作業現場實際情況，提供統一通信接口協議與安全認證，支持作業現場用戶在操控多設備時，依然支持設備間的數據交互共享。利用5G技術在對國家電網管理系統數據庫進行改進設計時，需要改進數據庫結構，可以采用三級結構模式，發揮此種結構能夠將作業現場風險情況作出提前預警的優勢，根據預警等級用于判斷電力作業現場的執行任務風險情況，得出在特定時間段內哪項任務的風險程度較大。

為了降低作業人員在電力作業現場的風險性，系統數據庫基于風險預警基礎上做出改進，建立數據庫表格包含作業現場基本信息、運行設備型號/狀態及用戶基本信息等，保證每一個數據表之間的數據交互共享，基于5G技術完成數據庫表改進，從而全面預防電力營銷現場作業的數據信息風險。在平臺數據庫交互設計中，其中用戶基礎信息數據庫表負責將現場作業用戶信息存儲于系統進行系統功能權限識別；電力設備信息數據庫表主要負責存儲作業現場的任務實時進度與設備運行數據資料。

3系統測試

3.1試驗設計

為驗證本次設計的電力營銷現場作業系統能否有效降低作業風險并提前預警，進行現場作業系統測試。本次測試共設置了10組試驗環境，其中6組用于模擬作業現場環境。為確保測試結果的全面客觀性，研究設計多種試驗條件，包括環境電壓、溫濕度、海拔高度、風力以及作業風向等，以全面評估系統在不同環境下的性能和預警能力。此次現場作業的系統仿真環境數據見表1。在進行系統測試前期，提前準備兩臺有同樣配置及型號的計算機，安排piliant仿真軟件，載入10組電力營銷現場作業實時數據，完成兩次空載試驗之后正式進入測試階段。

3.2試驗結果

將初始國家電網公司相關管理系統與文章設計的基于5G技術的電力營銷安全智能化現場作業系統進行對比發現，此次系統設計可以降低電力營銷作業現場的風險系數，實現作業現場的安全化、智能化管理。電力營銷作業現場風險系數對比如圖3所示。

4結束語

電力營銷作業現場的風險因素復雜，通過引入5G通信技術可確保現場作業的高效實時管控。研究表明，文章所提系統可提高電力營銷現場作業智能化水平，降低整體風險系數，推動我國電網未來的建設發展。