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（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局，廣東東莞，523000）

0 引言

我國的電力行業(yè)在發(fā)展過程中廣泛應(yīng)用了無線通信技術(shù)，這也是智能電網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢(shì)。所謂無線通信技術(shù)，是指信息基于電磁波信號(hào)實(shí)現(xiàn)互換，突出了創(chuàng)新性。目前階段，我國無線通信技術(shù)高速發(fā)展，且向多個(gè)行業(yè)延伸，提高了人們的生活水平。通過分析網(wǎng)絡(luò)環(huán)境情況可知，在智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用5G技術(shù)，有利于我國電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 無線通信技術(shù)與智能配電網(wǎng)技術(shù)

1.1 無線通信技術(shù)

無線通信技術(shù)相較于有線通信，它存在比較顯著的安全問題，但無線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不可忽略，即施工靈活，便于擴(kuò)展等。在無線傳輸數(shù)據(jù)加密技術(shù)可持續(xù)發(fā)展中，它借鑒應(yīng)用了無線通信技術(shù)的原理。近年來，開始應(yīng)用的GPRS/CDMA公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，無法可靠傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，相應(yīng)增加了應(yīng)用成本，降低了網(wǎng)絡(luò)信息的安全水平。而寬帶無線接入BWA技術(shù)可以解決上述問題。

1.2 智能配電網(wǎng)技術(shù)

配電網(wǎng)與用戶直接聯(lián)系，提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率，保證了供電質(zhì)量。我國對(duì)配電網(wǎng)的投入長期不足，降低了自動(dòng)化效率。供電用戶停電的主要原因是配電系統(tǒng)故障，其也是影響供電質(zhì)量的關(guān)鍵因素，而電力系統(tǒng)近一半的損耗來自于配電網(wǎng)，故電網(wǎng)接入的分布式電源影響了配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。基于此，發(fā)展智能電網(wǎng)具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

2 無線通信技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

無線通信技術(shù)應(yīng)用的典型代表是藍(lán)牙、WiFi、5G網(wǎng)絡(luò)等，它們促進(jìn)了智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展。當(dāng)前，在智能電網(wǎng)建設(shè)中無線通信技術(shù)發(fā)揮了重要作用，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控與定位網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，有利于智能電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。無線通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

2.1 無線通信技術(shù)應(yīng)用范圍廣、信號(hào)覆蓋面積大

我國建設(shè)智能電網(wǎng)的時(shí)間比較滯后，其所需的技術(shù)、設(shè)備與發(fā)達(dá)國家存在明顯的差距，一定程度威脅了我國智能電網(wǎng)的建設(shè)效率。因此，為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展，有必要盡快縮短這部分差距。我國的無線通信技術(shù)初步滿足了智能電網(wǎng)的建設(shè)要求，且應(yīng)用效果良好。無線通信技術(shù)憑借大面積覆蓋的優(yōu)勢(shì)，消除了網(wǎng)絡(luò)線路的不良影響，為用戶使用網(wǎng)絡(luò)提供了便利。另外，無線通信技術(shù)在創(chuàng)新發(fā)展過程中，帶來了無線接收器、信號(hào)放大器等設(shè)備。目前，人們的日常生活無法離開無線通信技術(shù)，其借助較快的通訊速率、廣泛的覆蓋范圍提高了人們的生活水平，且在規(guī)定信號(hào)區(qū)域內(nèi)完成網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋。各種設(shè)備，如手機(jī)、PC等通過藍(lán)牙技術(shù)達(dá)到信號(hào)覆蓋，藍(lán)牙設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)連接和傳遞，以單向或多向的方式交互處理不同的信息。

2.2 無線通信數(shù)據(jù)傳輸速度快

智能電網(wǎng)廣泛應(yīng)用無線通信技術(shù)，不僅擴(kuò)大了智能電網(wǎng)的覆蓋區(qū)域，還提升了智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率。無線通信技術(shù)決定了無線通信數(shù)據(jù)的傳輸速度。其中，WiFi技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛，提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率。智能電網(wǎng)利用無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)建設(shè)，智能化管理用電、檢測(cè)電路等，且對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，如此保證了電力企業(yè)的工作質(zhì)量，第一時(shí)間解決線路故障。

2.3 無線統(tǒng)計(jì)應(yīng)用成本低、技術(shù)發(fā)展快

智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用無線通信技術(shù)，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)線路，避免了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備占用大量的空間，減輕了線路維護(hù)人員的工作壓力。當(dāng)前，我國的無線通信技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，且深入到人們生活和工作的各方面，為我國建設(shè)現(xiàn)代化城市創(chuàng)造了條件。智能電網(wǎng)建設(shè)利用現(xiàn)有的無線通信技術(shù)，不需要研發(fā)與創(chuàng)新技術(shù)，一定程度節(jié)省了建設(shè)智能電網(wǎng)所需的費(fèi)用。

3 無線通信技術(shù)（5G）的應(yīng)用

5G技術(shù)的核心是可以滿足用戶多樣化的要求，其特點(diǎn)是節(jié)省了成本、提高了可靠性，技術(shù)架構(gòu)具有開放性。5G技術(shù)的通信特點(diǎn)與電力系統(tǒng)的需求實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，且在電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測(cè)量、精確控制與寬帶通信業(yè)務(wù)中廣泛應(yīng)用。5G通信系統(tǒng)包含宏基站、微基站與核心網(wǎng)。其中，核心網(wǎng)可以指揮通信系統(tǒng)運(yùn)行，對(duì)數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)傳遞；不同區(qū)域的宏基站利用無線通信傳輸用戶信息，憑借光纖與核心網(wǎng)完成連接。

3.1 低時(shí)延、高可靠業(yè)務(wù)場(chǎng)景

電力系統(tǒng)中，電力傳播主要由光速實(shí)現(xiàn)，只有對(duì)其精準(zhǔn)控制，才能對(duì)電力傳播的變化積極適應(yīng)。如精確負(fù)荷控制系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)處理電網(wǎng)初期故障頻率迅速跌落、主干通道潮流越限及省際聯(lián)絡(luò)線功率超用等一系列問題。綜合控制目標(biāo)，科學(xué)設(shè)計(jì)負(fù)荷控制的毫秒級(jí)控制系統(tǒng)、友好互動(dòng)的秒級(jí)、分級(jí)控制系統(tǒng)。前者有效聯(lián)系了頻率緊急控制的要求，針對(duì)可能中斷的負(fù)荷，第1時(shí)限迅速切除，而后者則在第2時(shí)限迅速切除，從而保持了發(fā)用電的平衡狀態(tài)。圖1代表了精準(zhǔn)負(fù)荷控制結(jié)構(gòu)。

圖1 精準(zhǔn)負(fù)荷控制結(jié)構(gòu)

毫秒級(jí)控制系統(tǒng)的處理時(shí)間分別是指采集故障時(shí)間、通道傳輸時(shí)間、轉(zhuǎn)接用戶站點(diǎn)裝置延遲時(shí)間等，時(shí)延應(yīng)小于650ms。

3.2 廣覆蓋、大連接業(yè)務(wù)場(chǎng)景

電力系統(tǒng)包含了各種電力設(shè)備，這部分電力設(shè)備互相聯(lián)通，在戶與戶、小區(qū)與小區(qū)之間完成智能集群用電，提高了智慧城市的建設(shè)水平。在未應(yīng)用5G技術(shù)之前，最后1km電力設(shè)備的接入難度大；當(dāng)大量設(shè)備通過5G通信實(shí)現(xiàn)聯(lián)通，便徹底完成萬物互聯(lián)。大數(shù)據(jù)時(shí)代，應(yīng)基于數(shù)據(jù)采集科學(xué)分析數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)應(yīng)用傳感設(shè)備，其形成的通信壓力丟失了大量數(shù)據(jù)。而5G技術(shù)提高了數(shù)據(jù)采集的效率，5G技術(shù)的通信速率更有利于用電數(shù)據(jù)分析。如對(duì)用電信息進(jìn)行采集。用電信息采集系統(tǒng)包含了主站、遠(yuǎn)程設(shè)備、本地通道、集中器與采集器等設(shè)備，具體結(jié)構(gòu)見圖2。一般來講，采集主站與采集終端使用一步傳輸幀格式，數(shù)據(jù)幀包含了起始字符、報(bào)文頭、控制域、結(jié)束字符等。用電信息采集2種類型的數(shù)據(jù)流向，分別是上行與下行。前者指低壓工商業(yè)、居民用戶通過采集器傳輸電能表數(shù)據(jù)至集中器，再由集中器向采集主站傳遞上行通信通道數(shù)據(jù)。后者指用電信息采集系統(tǒng)主站分別向集中器與專變終端傳遞指令，最終由電能表實(shí)行控制作業(yè)。目前，集中抄表將配變臺(tái)區(qū)作為基本單元，集中器使用運(yùn)營商無線公網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。通常用戶用電數(shù)據(jù)采集頻率是天、小時(shí)。

圖2 用電信息采集結(jié)構(gòu)

電力用戶用電采集系統(tǒng)主站與采集終端應(yīng)用了專業(yè)的無線數(shù)據(jù)傳信道。主站采集數(shù)據(jù)分為自動(dòng)采集、隨機(jī)召測(cè)與主動(dòng)上報(bào)三部分。其中，定時(shí)自動(dòng)采集的應(yīng)用最多，主站與終端每天進(jìn)行1次數(shù)據(jù)集中采集。專變?nèi)嘀悄茈娔鼙黹g隔15min登記1次終端數(shù)據(jù)，且對(duì)其有效存儲(chǔ)。集中抄表終端采用集中器對(duì)單相、三相智能電表數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與存儲(chǔ)。

3.3 大容量、高帶寬業(yè)務(wù)場(chǎng)景

電力業(yè)務(wù)在發(fā)展中提高了對(duì)寬帶的應(yīng)用要求，在視頻監(jiān)控中利用無人機(jī)巡檢的方式，由主站接收無人機(jī)拍攝的視頻，為主站判斷電力運(yùn)行情況提供依據(jù)。視頻數(shù)據(jù)以5G技術(shù)進(jìn)行傳播，且提高了傳播效率。配電業(yè)務(wù)借助視頻監(jiān)控對(duì)配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理。及時(shí)傳輸診斷數(shù)據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)快速更新了高清畫面，從而獲取配電網(wǎng)的全景圖。例如智能巡檢業(yè)務(wù)，是指全程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的安全狀況，包括了主站、通信通道與終端，見圖3?；谝惑w化的營配調(diào)，移動(dòng)巡檢是指圍繞配電工區(qū)開展移動(dòng)巡視和檢修等業(yè)務(wù)。

圖3 智能巡檢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

機(jī)器人主要對(duì)戶內(nèi)外的設(shè)備進(jìn)行巡檢，機(jī)器人安裝了車載與軌道，對(duì)可見光、紅外與局部放電檢測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)搭載，智能診斷設(shè)備存在的缺陷，達(dá)到系統(tǒng)管理的目標(biāo)；生產(chǎn)管理系統(tǒng)根據(jù)自主生成線路、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)報(bào)告對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行管控。機(jī)器人利用智能巡檢技術(shù)，減輕了運(yùn)維人員的工作壓力，獨(dú)立完成常規(guī)巡視與缺陷記錄等工作。機(jī)器人主要巡檢傳輸?shù)男畔⑸婕皥D像、設(shè)備診斷等，保證了通信的可靠性。

無人機(jī)巡線技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力線、桿塔巡線和線路施工測(cè)繪，其在地面控制站的拍攝作業(yè)中發(fā)揮了重要作用，進(jìn)而對(duì)拼接圖像完成實(shí)時(shí)傳輸，在復(fù)雜的環(huán)境內(nèi)精確獲取數(shù)據(jù)。無人機(jī)搭載可見光攝像機(jī)，形成無線圖像傳輸系統(tǒng)，得到清晰的圖像，滿足了巡檢要求。

4 結(jié)束語

社會(huì)的穩(wěn)定、和諧建設(shè)，需將智能電網(wǎng)作為重要基礎(chǔ)，滿足了國家提出的能源戰(zhàn)略發(fā)展的要求。電力通訊網(wǎng)應(yīng)用無線通信技術(shù)，有利于智能電網(wǎng)全面采集信息，方便電網(wǎng)調(diào)控人員開展作業(yè)。基于此，有關(guān)人員應(yīng)注意有效結(jié)合通信技術(shù)和智能電網(wǎng)技術(shù)，保證智能電網(wǎng)的健康發(fā)展。