探讨5G通信技术在智能电网的应用

探讨5G通信技术在智能电网的应用摘要：随着近些年科技水平的提升，5G通信技术得以快速发展，与传统通信技术相比，其在速度以及带宽等方面体现出了非常明显的优势，并且已经成为了通信领域最为关键的技术，得到了各方面的高度认可。在智能电网中应用5G通信技术可以推动智能电网更加高效快速的发展，同时也是电力通信中无线方面的关键环节。因此，要加强5G通信技术的分析，特别是其在智能电网方面的应用更是要进行深入研究。关键词：5G通信技术；智能电网；应用1、5G移动通信技术概述5G移动通信技术即第五代移动通信技术，这是一种基于2G、3G与4G的新型通信技术，在数据收集分析与数据传输等方面具有明显优势。5G移动通信技术具有连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠等特点。随着5G移动信息技术的逐步推广，5G网络的覆盖区域逐渐增大，联网设备的数据覆盖面积增加，整体的数据信号得到增强。5G移动通信技术不仅应用在手机通信等方面，在电力通信系统中也有着广泛的应用空间，5G移动通信技术的推广是未来信息科技发展的趋势，可以有效推动社会科技的发展。2、5G通信技术在智能电网的应用2.1D2D技术的应用传统的无线通信技术的根本在于基站，这是正常通信的基础，但是其整体建设成本较高，同时每个基站的信号覆盖区域相对有限，很难非常大规模的应用。而5G通信技术的重要功能之一就是“D2D网络连接技术”，该技术应用时并不用基站进行信息的中转，可以确保通信终端和通信网络进行直接连接。D2D网络连接技术主要采取的是分散的连接方式，每一个节点都可以独立操作，单独进行信号的发送以及接收，同时可以自行进行消息的转发。整个网络的每一个参与者可以共享所有的资源配置，例如信息处理、存储以及网路连接能力等。将D2D技术应用在智能电网中，可以最大程度发挥终端分布密度所具有的优势，进一步提升网络连接质量以及传输速度，从而减少运营通信过程中对基站的依赖程度，能够降低整体运营成本。2.2多天线传输技术的应用所谓的多天线技术主要就是利用有源天线的设置来优化传统网络通信技术，使其信号覆盖性不断增强。一般情况下多天线传输技术应用时所用天线数量达到128根，近些年随着技术水平的提升，天线阵列已经从2D模式转变成为了3D模式，大大提升了信号传输的准确性。将此传输技术应用在智能电网中能够大大优化地下配电房等智能电网终端应用场景的传输质量。2.3应用5G网络切片技术通信技术的应用场景多种多样，每个场景对于网络有着自身的要求，很多场景之间存在矛盾。如果只应用单个网络覆盖全场景，那么会造成更加复杂的网络架构，势必会降低网络管理的效率，还会增加网络安全风险。5G网络需要部署更灵活，还要分类管理，而网络切片正是这样一种按需组网的方式。所谓的5G“切片技术”就是将完整物理网络进行切割，形成多个虚拟性的网络。不同网络都是独立运行，即使其中某个网络出现故障也不会对其他虚拟网络造成影响，每个虚拟网络具备不同的功能特点，来面对不同的需求和服务。在智能电网中用5G网络切片承载电网业务是一种全新的尝试，在实际应用时首先通过隔离性质的逻辑对网络资源实施切片，按照具体需求提供给电网企业，能够将其应用于不同类型业务当中，能够满足电网各种类型业务对于通信网络的具体需要。目前，针对5G网络切片技术已经制定了针对性的白皮书，也对其在智能电网中的应用给出了相应的意见，提出了在智能电网发展过程中应用网络切片技术的要求，希望能够进一步丰富智能电网的功能。2.4C-RAN接入网架构的应用5G通信技术的C-RAN具有两层网络云架构，具有较强的灵活性，包括基于CU/DU的两级协议架构、NGFI的传输架构及NFV等部分，其已经成为了5G和今后网架构的关键发展趋势。该网络架构灵活性相对较强，同时具有较好的协作性，C-RAN接入网结构可以实现非常快速的传输，能够确保5G通信技术在传输速度等方面的基本要求，已经成为了5G通信技术的关键发展方向之一。该网架结构充分利用远端天线以及光传输网络等设施和技术来增加无线网络信息的覆盖区域，提升信号的传输质量。将C-RAN接入网架构应用在智能电网中，能够有效降低整个电网的通信运营成本，并且更利于进行相关数据的收集整理，能够更加精准、快速地发现电网运行中存在的问题。2.5拓展配网自动化功能对于智能电网来说，其和传统电网最根本的区别之一就在于配网自动化方面，通过配网自动化功能的应用不仅能够最大程度发挥智能电网的价值，进一步提升运行质量，而且能够有效控制智能电网的运营成本。从目前来看，智能电网所采用的配网自动化功能越来越丰富，现阶段主要应用了智能化开关、网络通信技术等。智能开关的有效应用能够及时、安全地将故障进行隔离，网络通信技术的应用能够进行大数据的采集、分析以及处理，还能够及时发现电网运行过程中存在的问题。5G通信技术的应用可以进一步推动配网自动化功能的应用和扩展，现阶段影响配网自动化功能的因素更多集中在配变终端到用户设备之间，而应用传统的通信技术解决此问题会消耗较高的成本，并且维护较困难，无法获得高质量的信号传输。5G通信技术应用在智能电网当中能够充分融合配网光纤通信技术、载波通信技术等先进通信技术，可以大大提升配网自动化终端网络的质量和经济性，同时也具有更高可靠性。配网自动化技术的有效应用能够对电网运行情况进行24小时管控，在此过程中能够进行充分的数据收集、整理和分析，从而对智能电网运行情况进行判定，一旦存在故障问题就可以利用智能开关对其实施隔离，并且及时解决故障并恢复正常供电。除此之外，可以通过5G技术的终端特点进一步扩展配网自动化技术的应用，例如高等级电能计量、分布式配电自动化、视频综合监控、机器人巡检以及应急自组网等等。2.6支持用电负荷需求侧响应所谓的用电负荷需求侧响应主要就是指电力用户在分析电力市场价格变动的基础上，主动进行用电负荷的提升或者下降以便对用电负荷情况进行控制，从而确保电网以及电价的稳定。在进行需求侧响应时，一旦电网发生频率快速跌落、功率超用、潮流越限等问题时就会发生预警，此时就可利用价格信号来指引用户降低相应类型的电力负荷，从而整体降低电网的负荷情况，优化电能资源配置，充分利用设备和能源。传统需求侧响应更多是在主站和终端之间进行交互，终端之间并不进行数据之间的协同。一旦出现故障就会将整个配电线路停掉，从而造成大范围的停电故障，对社会造成较大影响。而利用5G通信技术能够使多方共同参与到需求侧响应当中，利用设置在用户内的智能电网终端能够进行高精度（毫秒级）的负荷控制，能够对非生产电力负荷进行快速切除。以5G通信技术为基础的精准负荷控制能够将非关键性负荷快速切除掉，最大程度发挥市场化需求侧响应的经济优势，最大程度减小负荷控制对社会生产生活造成的不良影响。3、结语总的来说，5G通信技术的应用推动了众多领域的发展，5G通信技术应用在智能电网中能够进一步完善电网功能价值，能够提高运行质量并降低故障发生率，可以提升用户体验。随着5G通信技术的不断发展和完善，其对于智能电网的作用会越发明显和重要，相应的电力企业需要加强5G通信技术的分