5G通信技术在智能电网中的应用探讨

5G通信技术在智能电网中的应用探讨

徐黎

国电南瑞科技股份有限公司 江苏南京 210000

摘要:在智能电网建设中，需部署智能设备，接入大量分布式能源，这就要求智能电网具备更强无线通信能力，方可保障智能电网可靠运行。5G 通信技术是目前最先进的移动通信技术，可显著提升无线通信速率，降低通信时延，适用于智能电网建设与运行的多个场景，技术人员需加强技术研发，发挥技术优势。论述 5G 通信技术的优势，结合技术现状，总结 5G 通信技术在智能电网中的应用方式与内容，深化推进智能电网建设。

关键词： 5G通信技术；智能电网；应用

1智能电网及电力信息通信技术概述

智能电网可以完成电力系统运行的整体支持，对于输变电等进行有效的数据信息掌控。智能电网是在传统电网基础上，利用信息技术来实现智能控制和保障，位置电力运行的可靠性和安全性，能够在电力信息通信技术支持下，形成有效的系统运营数据采集和反馈，帮助电力单位更加全面准确掌握实际的运行情况，提高电力服务综合水平。电力信息通信技术，可以使电力系统数据高效传输，这些数据能够为智能电网控制和管理提供重要的依据。从电力系统运行发展角度进行分析，建立智能电网对于扩大电力服务范围、提高电力服务质量具有积极的意义。智能电网的最大特点就是智能性，也就是可以在不完全依赖人工控制的情况下，智能完成各项电力运行任务，如智能调配电力运行线路，智能控制高低压，智能监测电力系统运行情况等[1]。智能电网的实施基础，是全面可靠的电力系统运行数据，智能电网的各项智能控制都是基于电力数据所做出的，通过数据的智能逻辑运算、智能分析和判断等来支持各项系统决策。

2、 5G通信技术在智能电网中的应用

2.1、V2G技术

V2G 技术是指车辆—电网技术，是智能电网的新型网络服务模式，可在智能电网接入过多设备、分布式能源的情况下，加大通信网络的容量，降低调度压力，使设备与分布式能源稳定运行。在实际智能电网建设中，为发挥 V2G 技术优势，技术人员应构建双向通信基础架构，在云服务器、本地服务器、供电器、电动汽车间形成双向通信与电力传输，利用 V2G 技术实现智能电网的密集型服务供给，实现智能电网通信具备更低时延。细化来说，双向基础通信架构由电力传输线路与通信线路构成，具体传输方向如下：云服务器和本地服务器实现双向信息通信；本地服务器与供电器实现双向信息通信；供电器和电动汽车实现双向信息通信与电力传输。在实际应用中，基于电动汽车的不确定性，智能电网可根据通信数据类型，设置不同工作模式，以实现电力服务的智能化供给。

2.2、云—边缘计算技术

在 5G 通信技术支持下，技术人员可引进云计算技术，将其与电力物联网整合，加强对智能电网运行数据的管理。在实际运行中，该技术不能妥善处理智能电网边缘设备的数据，使智能电网管理出现盲区。为应对该现象，技术人员可整合云计算与边缘计算技术，将云—边缘计算技术用于智能电网建设，实现智能电网数据的分布式管理，便于数据分析，使电力服务更符合用户需求。在智能电网的数据处理中，可采用三种计算方式，针对本地终端，可采用本地计算方式；针对云端数据，采用云计算方式；针对边缘终端，采用边缘计算方式。同时，技术人员应根据智能电网实现各项功能的数据需求，优化配置电力系统的计算方式，并根据电力系统的资源条件，设置算法的各项参数，以获取更为全面、准确的数据，为数据通信提供便利。

2.3、5G网络切片技术

基于智能电网的海量数据通信需求，技术人员应在低成本、低能耗的基础上，保障数据可靠通信。5G 网络切片技术可将智能电网的物理网络划分为若干个逻辑虚拟网络，这类虚拟网络具有独立性，根据智能电网的不同功能需求，提供定制服务，协调配置智能电网的各项资源。对于智能电网而言，其网络切片可实现通信时延、通信可靠性、通信业务隔离、业务优先级、终端量级、带宽等需求，为不同功能提供不同网络切片，满足其需求。例如，在智能分布式配电自动化系统中，对通信时延、通信可靠性、通信业务隔离、业务优先级四方面有高要求，对带宽要求偏低；在分布式电源系统中，对通信可靠性、终端量级有高要求，对带宽要求偏低；在毫秒级精准负荷控制中，对通信时延、通信可靠性及业务隔离有高要求，带宽、终端量级、业务优先级的要求为中高水平；在低压用电信息采集系统中，对终端量级有高要求，对通信时延、业务隔离的要求偏低。

3电力信息通信技术的应用途径

3.1 在发电方面的应用

智能电网发电方面，需要依托于电力通信技术，将电力需求情况转化为数据信息，并基于智能电网的判断来控制发电量。通过信息通信技术，在智能电网发电和用电之间建立了信息交互媒介，从而能够较好地协调发电和用电之间的关系，避免发电量不足造成的用电中断，也能够防范发电量过剩导致的电力资源浪费。发电过程需要智能电网针对发电过程进行有序的调度，在智能网电力系统中，要综合评价系统运行的电压、电流、功率等情况，进而通过设置通信接口和路线，保证发电数据能够匹配用电数据，实现智能化的发电控制。电网运行中需要根据实际情况调整各项参数，参数调整需要系统按照信息通信反馈来进行分析和计算，得到准确可靠的结论后，系统依据结论来调整参数数值，确保智能电网运行过程符合要求。

3.2 在输电方面的应用

输电过程中需要电力系统运行管理人员，全面准确及时地掌握输电情况，确保输电过程中不存在安全和故障隐患。在输电运行中，以电力信息通信技术为基础，去完成实时监控任务。电力系统中的输电数据以高效可靠的方式传递给智能电网平台，智能电网在获取实时数据的同时，基于智能技术进行数据分析和存储，对于输电过程进行检测和判断。当智能电网根据电力信息通信数据，判断出输电过程存在安全故障隐患时就会进行预警。预警过程也是一种信息通信过程，智能电网的预警需要与智能控制进行联动，预警信号会转化为电力数据信息，通过智能通信路径及时传递到存在安全故障隐患的电网模块，智能电网会根据传输信号完成电网内部的继电保护器启动，电力传输调度等工作。

3.3 在电网结构中的应用

一个就是基于智能电网光纤的综合应用。新的经济发展形势环境下，社会对于上网电能的需求不断提高，网络信息资讯的数据量飞速增长，也必然使得光纤 SDH 组网技术暴露出很多不足，对此，相关专业技术人员就此开展了深入研究，以我国传统光纤电网信息通信技术为理论基础，推动了光数据传输通信技术和电力网络通信智能化组网技术的有机融合，打造出了全新的电力光纤电网信息通信技术，其对于我国电力电网信息通信网络技术的未来发展而言，有着里程碑式的意义；二是电力通信的介入。对于多数大型智能智力电网而言，其必须能够延伸到电力客户应用终端并且能够最大限度满足不同电力客户的不同用电需求。

结束语

综上所述，智能电网的配电自动化、负荷控制、用户服务、指挥调度等功能，均需可靠的通信技术支持。通过本文的分析，技术人员可在智能电网建设中应用 V2G 技术、云—边缘计算技术、5G网络切片技术等 5G 通信技术，用于高容量、低时延、高带宽等需求场景，如配电自动化、负荷控制、安全监控等，提升智能电网的智能化水平。

参考文献

[1]赵洋,赵晓红,任天成,刘新,吕国栋.5G通信在电力系统中的应用[J].山东电力技术,2020,47(10):6-10.

[2]李嗣明. 电力通信技术在智能电网中的应用[A]. 中国电机工程学会分布式发电及智能配电专业委员会、南方电网科学研究院有限责任公司、国网经济技术研究院有限公司.2020年配电网数字化智能化提升专题交流会论文集[C].中国电机工程学会分布式发电及智能配电专业委员会、南方电网科学研究院有限责任公司、国网经济技术研究院有限公司:中国电机工程学会电力市场专业委员会,2020:3.

[3]朱攀峰.电力通信技术在智能电网中的应用[J].黑龙江科学,2020,11(14):104-105.