5G技术在智能城市管理中的应用探讨

5G技术在智能城市管理中的应用探讨

邢松峰

中国通信建设集团设计院有限公司   河南省 郑州市 450000

 摘要：当前我国的5G发展中的速度有目共睹，已经在各行各业当中开展了应用。在通信领域当中，5G通信技术正在大规模的进入到商用的阶段，这将成为电力通信技术的一个重要环节，也是未来智能电网发展的一个必然的趋势，本文主要分析了智能电网业务的特点，并且对5G通信技术在智能电网中的应用进行了深入的探讨和分析，希望能够对行业有所帮助，促进行业的进步。

关键词：5G;通信技术;智能电网应用

        相较于传统的通信技术来说，5G通信技术具有明显的优势，特别是在宽带和速度上的优势，自从5G出现开始，就受到了世界上各个国家以及各个行业的高度关注，5G技术的应用也逐渐地开展，当前支撑着云大物移智往更深处发展和进步，有利于拓宽各行各业的通信应用，在智能电网方面，5G的应用可以促使智能电网更加高效快速的发展，也是电力通信技术当中无限领域的一个重要环节，因此，本文中主要对5G电力通信技术在智能电网当中的应用进行了深入的分析和探讨。

 一、智能电网的业务特点

        智能电网主要是电力系统在不断地发展和完善下产生的一个产物，主要表现就是各种比较先进的通信技术和设备都被应用在电力系统当中，比如说网络通信技术还有传感技术，这三种技术当前都在电网当中有所应用，这些先进技术和设备的应用，使得以往传统的电力系统发生了较大的改变，不仅仅从它的功能上面看出可以更加的完善，同时还促进了现代化电力系统的构建，成功店里行业称之为二代电系统，也可以叫做电网2.0，智能电网的发展，受到了当前国际上的各个国家高度的关注，也是电力系统未来的一个主要的发展方向，智能电网在信息的传输速度和自动化的程度上有着得天独厚的优势，具体表现就是信息控制系数和质技术都能够使其获取到一定的自动化控制功能。电网在这些技术的加持下，稳定性和效率得到了快速的提高，其中，电力信息通信技术在电网的运行过程当中也起到了非常重要的作用，发挥了较大的优势，通信技术的使用，使得电网运行数据的采集更加的便捷，也更加的高效，这有利于工作人员加强对于电网运行状态的监控，及时的发现电网中存在的问题，据了解，可以得出当前智能电网主要有以下几个方面的特点。

        首先是可靠性比较强，智能电网和传统电网相比，有着较强的稳定性，因此可以促使电网更快的进步，应用了先进科学技术的电网，使得当前的电网已经拥有了更多的功能，比如说自我诊断的功能和预警的功能，这是传统电网远远无法相比的优势，因此，智能电网具有较强的可靠性，基本上能够在各种不同的环境影响下，正常稳定的运行下去。

        接下来是智能电网的兼容性和开放性，现阶段这两种特性非常重要，因为寄以往水利发电和火力发电等一些常规的发电方式之后，一些新型的发电方式也加入了发电的行列，比如说太阳能光伏发电以及风力发电等等，这些都属于再生能源的发电，使得可再生能源发电技术也过去了，进步而智能电网可以将这些新能源的发电也纳入到电网当中，并合理的利用，有利于提高能源的利用效率，同时还可以促进电力行业进一步的发展。

二、5G通信技术在智能电网上的应用

     智能电网是国家的发展战略，是未来电网的发展方向，而通信则是智能电网发展的基础。在配电自动化业务中，通信是最为薄弱的环节，严重制约了电力设备智能化程度，在时间进度上也影响了智能电网的发展。而无线通信技术的发展不仅是在网络部署、投资建设成本、用电侧覆盖、后期扩容维护等方面完胜有线通信技术，还弥补了无线公网话务拥塞、剩余容量小、安全性低的缺点，具有专网专用，容量大，接通率高、安全性高的特性。当前，围绕电力系统发电、输电、变电、配电、用电全流程，基于5G的大带宽、低时延、广连接特性以及独特的“网络切片”技术，电力行业公司、运营商和设备商在推进5G＋智能电网应用落地时主要集中在以下四大典型应用：
    一是差动保护。凭借超低时延，5G可以替代光纤做配网差动保护，大幅降低成本。电力的配电网络由配电站和输电线组成，配电站里有输电设备、变压器、配电保护设备（DTU）等，假如全网按照有线连接的方式去部署差动保护，那么对光纤的需求量和部署难度会极大地推高成本。凭借小于10ms的超低时延，5G网络可以代替光纤去做差动保护，实现降本增效。

        二是无人巡检。在变电站机器人巡检等电力生产管理中的中低速率移动场景中，具备大带宽特性的5G网络一方面可以对巡检机器人进行移动/飞行控制，在降低人工成本和安全风险的同时大幅提升巡检效率，另一方面还能把高清视频图像及时回传到指挥中心做分析处理，提升运维效率。

        三是高级计量。随着家庭和工商业用户对用电信息、电价信息等的知情和管理诉求日益凸显，电力计量需要从传统计量向高级计量演进。具备广连接特性的5G网络可以连接海量的智能电表设备，并提升采集频次，丰富采集内容，实现双向互动，最终满足客户智能用电和个性化服务的需求。

        四是安全隔离。5G独特的可定制化的网络切片技术，可端到端保障电网的高隔离性应用，更好地满足电力网络对“行业专网”的诉求，为智能电网不同业务提供差异化的网络服务能力。比如上述三大类场景应用，就可以在5G网络下并行不悖，满足用户对安全性、可靠性和灵活性的多重需求。

     智能电网是国家的发展战略，是未来电网的发展方向，而通信则是智能电网发展的基础。在配电自动化业务中，通信是最为薄弱的环节，严重制约了电力设备智能化程度，在时间进度上也影响了智能电网的发展。而无线通信技术的发展不仅是在网络部署、投资建设成本、用电侧覆盖、后期扩容维护等方面完胜有线通信技术，还弥补了无线公网话务拥塞、剩余容量小、安全性低的缺点，具有专网专用，容量大，接通率高、安全性高的特性。近年来，随着行业信息化的不断深入发展，电力系统对通信专网的要求更高了。而电力无线专网和5G网络的出现，借助自身优势，能充分满足电力通信网末端覆盖和通信接入的需求。电力无线专网通过高宽带、低时延的技术特性可实现多媒体信息、数据的回传以及控制命令的下发，在配电自动化、应急抢修、检修及移动资产可视化管理等应用上已取得显著的成效。同样5G超低时延和高可靠性的信息传输特性，也有助于降低电力系统潜在停电影响的范围和时长，当配网局部发生故障时，5G通信系统使得毫秒级自动定位并隔离故障成为可能，从而保障非故障区域的不间断供电，可大幅度提高应急效率。电力系统对于网络安全要求极高，电力无线专网是根据电力行业需求，进行深度定制化开发，实现专网专用的网络，与互联网隔离，杜绝了外界侵入的可能性，能够满足安全需求。而5G则是公网通信，可能存在传输通道阻塞，虽然有多重网络安全措施，但仍然存在安全风险等问题。电力无线专网则在安全性和通信质量方面相对更强，但在建设成本和全面覆盖上还存在一定压力，更多应该应用于电力物联网下的采集与控制业务。

总结

        综上所述，智能电网的建设对于提升电网运行效率和增强供电可靠性具有重要意义，目前5G通信技术在许多行业中都得到了发展和运用，在智能电网的建设当中，需要加强对5G通信技术的研究，将更多新型技术用于智能电网建设。同时，5G通信技术在自动化配电、负荷控制、用电信息的采集、分布式电源的控制等领域也具有良好的应用效果，今后也应加强5G通信技术在上述领域的应用。

参考文献

[1]关于智能电网中无线通信技术的应用研究[J].孟子栋.数字通信世界.2018(06)

[2]浅析发展智能电网的重要意义[J].许文杰,张晓力,彭博涵,郭卓奇,刘士博.科技风.2019(11)