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摘 要:隨著我國5g通信技術的不斷成熟與發展,其在電力施工領域的應用也在不斷地探索和實施中完善。5G通信技術不僅可以改變傳統單一的人工模式,大幅度提升電力施工的安全性和穩定性,而且具有技術迅捷、內容豐富、功能強大的特點。文章詳細介紹了5G通信技術下的電力物聯網施工技術、配電網自控技術,并從概念定義、技術層面、優勢短板、應用領域等方面分析了5G通信技術在電力施工領域的應用,旨在為行業內的技術應用提供一定的借鑒和理論指導。
關鍵詞:5G通信技術;電力施工;電力物聯網施工技術;配電網自控技術
0前言
5G通信技術與傳統通信技術所傳輸的2G、3G、4G信號都屬于相同的蜂窩網絡結構,但是相較于傳統通信技術,5G通信技術傳輸的信息量更大、傳送速度更快,其傳輸信息容量大約是4G的50倍,傳輸速率高達10Gb/s,大約是現有4G的100倍,能連接設備數量遠遠超過現有任何通信技術的容納量[1]。5G通信技術其實早幾年就已經出現,近幾年,隨著通信信號相關設備設施建設的逐步完善,5G信號更加暢通,覆蓋更廣泛的區域。同時,在光纖電纜通信設備的助力下,5G通信技術讓網絡傳輸直接“飛”起來,前后信息網絡傳輸延時不到1ms,這為物聯網、大數據、云計算、人工智能提供了扎實的信息傳輸基礎條件。特別是大規模物聯網中儀器儀表智能采集的數據、視頻、記錄等,可以利用5G通信技術,通過各大位點的室分天線,更快捷地將信號傳輸至基站,從各個觀測點傳輸至總控制臺。從第五代通信技術——5G通信技術的發展可以預見,不僅更多通信運營商可以選擇更便捷、更優惠的通信網絡服務,而且更多制造業、工業行業領域也在嘗試引入5G通信技術,以在保證通信效率的同時,壓縮運營成本,提高企業收益[2-3]。
1電力物聯網施工技術
1.1定義
電力物聯網施工技術是指在電力施工運行過程中的各個環節應用5G通信技術并聯電力施工系統的各個環節,利用傳感器、服務器、控制器,實現整個施工運行過程遠程、自動的智能施工控制管理。電力物聯網施工技術作為物聯網應用的實際產品,繼承了物聯網技術的實時傳感、智能識別技術,同時利用5G通信技術,快速地將數據挖掘出的關鍵信息實時傳送到指定監控位置上。該新型的電力物聯網施工技術克服了傳統人工控制的管理方式,一方面,可以極大地減少電力施工控制中心、施工現場指揮、施工現場管理的值班調控,不再耗費大量人力、物力、財力;另一方面,5G通信技術能有效銜接人與物、物與物,巧妙應用感知識別技術,實現電力、信息和設備的協調控制,實現集中、高度統一的智能管理,徹底擺脫電力物聯網施工中安全管理的難題。這是傳統電力施工技術的突破性革新。
1.2技術優點
(1)智能采集數據優勢。在電力物聯網施工技術中,增加設置了電力指標檢測傳感器,能利用5G通信技術采集和傳輸數據,實時實現遠程智能設備檢測、設備調試、設備維修。
(2)協調電力施工設備的相關數據。能及時檢測施工系統中每個環節的周邊情況數據,控制電力施工相關設備運轉,確保電力施工質量與施工安全。
(3)壓縮通信傳遞流程。電力物聯網施工技術改變了傳統層級信息傳遞模式,能靈活開展電力物聯網施工設備檢測工作,構成通信互聯實時交流應急反應群體,為電力施工中任何可能出現的突發事件制訂應急預案。1.3存在的問題5G通信技術下的電力物聯網施工技術雖有一定優勢,但也存在一些問題,主要集中在網絡安全性與數據可靠性兩個方面。5G通信技術與電力物聯網施工技術的融合應用將大量運用到大數據、云計算、區塊鏈、邊緣計算等互聯網技術,如何在商業模式的多樣化情況下,保護好電力施工數據安全和個人隱私保護,是亟須深入研究與分析的問題,必須通過健全制度以落實。另外,靈活便捷的電力物聯網施工系統也對電力施工過程中的人員管理、施工設計、工地運營、管理秩序、通信模式等提出了新要求,既要充分發揮5G通信技術優勢,又要給予電力施工足夠的安全保障。
2新型配電網自控技術
2.1定義
電力配電網施工工程涉及的用戶較多,對配電網施工管理安全性、運行可靠性和調整迅捷性提出了全新要求。應用5G通信技術可以智能調控配電網施工的每個運營環節,并自動感知用電用戶具體需求,根據不同情況、不同條件、不同狀態,及時準確地調整全方位用戶用電實際情況。例如,根據大數據分析、云計算預測,記錄用戶用電時間段、用電量、用電負荷,智能、自主優化改進配電網用電流量分配方案。配電網自控技術就在以客戶為中心的背景下應運而生,采用面向互聯網的開放軟性管理調控技術,同時借助SDN技術、NFV技術等技術,徹底解決了傳統電力配電網網絡中傳統人工不科學的控制管理模式。這種以人為本的新型控制技術體現出差異化分配資源的新特點,為不同情況的用戶提供個性化、差異化服務,根據智能計算出的預估實際需求,切換實現配電網電量自控量身定制、實時調配、動態管理。
2.2具體應用
(1)5G通信技術在配電網施工自動檢測中的應用。配電網施工自動檢測技術是指將智能儀表分配到配電網施工的各個環節,配備設置好專用室分天線,通過5G通信技術營造蜂窩網絡結構,將電力物聯網施工或配電網施工中的重大運行狀態監測數據收集至5G通信技術配合網絡收集器,并通過光纖傳輸至基站,從而形成一個全面的智能矩陣隊列。每一個分布式IO采集站通過廣覆蓋面的監測站點智能化采集配電網施工實時數據,利用5G通信技術網絡連接的智能傳感器,將電力物聯網施工技術傳輸數據實時、準確地傳輸到位,實時反饋到智能儀表云服務器。5G通信技術支持的智能化儀表配電網施工自動檢測技術不僅可以解決單獨的收發器與基站光纖高效傳輸問題,全面降低配電網施工自動檢測維修運營成本,還可以利用大量現有的已經配備的智能儀表協調配合,共同完成配電網施工自動檢測監測任務。總之,應用5G通信技術有助于克服配電網施工自動檢測技術的布局有限、協同合作機制缺乏的不足。
(2)5G通信技術在配電網施工管理中的應用。智能化配電網施工管理運行是電力設施建設中非常關鍵的環節,直接影響電力物聯網施工技術的建設進度和質量。在配電網施工管理中,大量應用5G通信技術手持式智能終端設備可以實時、全面地檢查分析配電網施工中的各個環節,不僅極大地提高了配電網施工管理安全檢查的準確度和有效性,而且在傳輸層面單獨建設,可以實現安全可靠、高效運行,從而為電力施工企業節省配電網施工管理運行費用,也能夠實現專用網絡通信加密數據的目標。在配電網施工管理運行中,點檢工作人員可以用5G通信技術手持式智能設備隨時傳輸智能配電網施工的檢修搶修信息,隨時傳遞出任何點檢狀態數據,及時發出突發緊急搶修任務,甚至將一些有意義的音頻信息保存至5G通信技術云存儲平臺。利用5G通信技術開發的手持式智能終端,特別是進行配電網施工檢修搶修時,可以為現場檢測人員隨時傳輸檢修搶修視頻畫面。對于突發應急現場的配電網施工運行異常,通過手持式智能終端進行遠程指導分析,甚至邀請技術專家共同參與視頻討論,通過遠程智能化解決各類技術難題。利用5G通信技術將配電網施工異常數據匯總并進行數據分析,既能加快配電網施工的速度和質量,又能有效減少配電網施工安全質量事故的發生。
(3)5G通信技術在配電網施工控制中的應用。5G通信技術智能儀表所采集和傳輸的檢測控制數據,不但用戶數據準確度更高、時效性更強,而且為優化5G通信技術在配電網中的施工控制調度以及為其在配電網中的施工電力負荷預測打下了基礎。同時,接入5G通信技術網絡滿足了數據傳輸速率不延時的要求,由此可以應用在更廣泛的方面,用于更高精度的領域。特別是對于有些偏遠的配電網施工區域,如山區、設備密集區域或者無法安裝有線網絡的地方,配電網施工是一個很好的替代性選擇。配電網施工5G通信技術手持式智能終端可以降低配電網施工儀表功耗能率,降低聯結儀表有線設備消耗,節約一大筆電纜光纖、相應轉接、建設施工的工程費,以及日常維護、使用管理所需要的人力資源等費用。特別是當配電網施工出現技術故障時,5G通信技術云服務器中的設備故障診斷算法,可以按照大數據運算結果,實時分析得出故障信息。5G通信技術所承載數據量很大,不僅包括日常運行數據、現場點檢數據、異常數據分析、現場視頻畫面等,還可以將現場采集的電流強度、電壓信號傳輸回云服務器,根據故障指示器人工智能計算得出配電網施工的狀態調整最佳方案。當配電網施工絡中出現數據流、信息流、畫面流不平衡時,可以第一時間下發切除故障部位的指令,通過云服務器計算出最佳調整指令,利用5G通信技術對負荷預測發出動態負荷調整指令,借助5G網絡的高速傳輸和低延時特性,及時準確高效處置好任何突發情況,應對技術故障帶來的突發情況,減少事故可能帶給電網用戶的不良影響[4]。
3結束語
文章詳細介紹了電力物聯網施工技術、配電網自控技術,從概念定義、應用領域、優勢與短板等層面介紹了5G通信技術在電力施工領域的應用。盡管電力施工領域5G通信技術應用才剛剛開始,僅僅是將電力物聯網施工技術和智能自動控制技術與5G通信技術相結合,依托5G通信技術大容量、快速度的數據傳輸、及時反映等實現具體應用,但是相信在不久的將來,5G通信技術將大量應用在更多領域,如制造業、建筑業等,未來人們的生活方式會發生改變,未來社會發展步伐會更加迅捷、更加堅定。
參考文獻:
[1]譚梅.物聯網浪潮下電力設計工作的探討[J].四川建筑,2017,37(3):65-66,68.
[2]陳皓勇,李志豪,陳永波,等.基于5G的泛在電力物聯網[J].電力系統保護與控制,2020,48(3):1-8.
[3]劉丹妮,李琦,張艷,等.5G技術在電力應急通信中的應用研究[J].信息通信技術與政策,2020(4):41-46.
[4]徐仁治.5G在智慧電力施工中的應用[J].電子元器件與信息技術,2020,4(11):103-104.
作者: 徐仁治 單位:國網四川省電力公司自貢市榮州供電分公司