试论5G时代物联网技术在电力系统中的应用

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:poonsun
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  摘要:电力行业的发展直接关系到我国人们的生活质量和生活水平,其重要性不言而喻。作为新兴的网络互连技术,物联网技术为各种物品与网络之间架起了互连的桥梁,在电力系统中,电力用户之间以及电力用户与电网公司之间的关系是为主要的两种关系,而通过物联网与电力系统的融合能够把它们联系在一起,实现了网络数据的互联,提升了电力系统运行的时效性。为了进一步实现智能电网的目标,电力系统在5G时代下就必须利用好物联网技术,促进电力系统从传统电网向智能电网多元化的发展,从而更好的满足社会发展的需要。
  关键词:5G时代物联网技术;电力系统;应用
  引言
  我国电力行业发展至今已经取得了非常不错的成就,迄今为止不具备可替代性,随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高,社会各界对于我国电力系统的发展,尤其是新时期5G物联网信息技术的应用和发展等方面越来越关注。
  15G时代与物联网系统的发展
  物联网又可以被称作传感网,通过将各种传感芯片嵌入物体,并借助无线网络技术来实现传统物体的智能化和网络化,使得万物互联的目标得以实现。物联网技术的普及和推广需要两个重要的条件:首先,要拥有网络覆盖支持的标准和网络体系,自从我国2013年底正式启动4G网络建设起,在eMTC等物联网技术的基础上基本实现了网络的全面覆盖,满足了市场对物联网可靠性和低速低功耗的需求;其次,物联网要具有较高的安全性。移动通信系统由于QOS的安全保障机制,以及通讯行业安全机制的安全性要求,从而为物联网技术提供了安全性保障,也为物联网技术快速的规模化发展打下了坚实的基础。随着科学技术的高速发展,移动通信技术也逐渐从4G技术逐渐走向5G技术,预计到2020年5G通信系统将正式投入商业运营。与当前的4G技术相比,5G技术拥有更低的延时性 高容量性,能够连接千亿级别的物联网应用,这为物联网技术快速发展提供了网络基础,这主要体现在以下三个方面:首先,由于5G通信网络的传输速率将超过当前4G网络的百倍以上,大大较少了各种移动终端进行网络数据交互所学的时间,使得各种移动终端由现在的控制信号逐渐转变为多元的信息交互,使得物联网技术不再桎梏与传统网络的限制。其次,5G通信网络不但能够支持各种终端设备的直接互联以及高频段的数据互动,还具备了多天线传输等先进的通信网络技术,这不但转变了数据网络的传统蜂窝结构,还能够实现终端通信方式的多元化。在5G时代下,物联网将拥有更广阔的覆盖面积以及更多的频段,还能够实现终端通讯模块的小型化 微型化。后,随着5G通讯技术的即将到来,为人工智能 智能导航 无人坚实等新兴技术的研发和应用提供了网络支持。在当前4G网络上所无法实现的功能,也能够在5G网络中逐步得以实现,从而实现物联网功能和应用的发展和创新。
  25G时代物联网技术在电力系统中的采用
  2.1发电环节
  坚强智能电网的一大特点就是清洁能源的大力利用。比如风能,根据国家能源局发布的数据,2017上半年全国风电新增并网容量601万kW,截至6月底,累计并网容量达到1.54亿kW。尽管如此,我国风力发电仍然面临着弃风限电的难题,仅2012年就浪费电力2000亿kW·h,经济损失超百亿。如今仍然有一半的风电厂没有盈利。借助物联网技术,可在风机设备上加装先进的传感系统,借助传感测量技术 数据挖掘技术分析风机出力受天气变化的影响情况,实现根据天气情况实时调整风机出力,以此避免弃风限电问题;借助无线通信技术,调度中心可实时掌握风力机的出力情况,从而更好地进行调度,进而确保分布式电源出力在可控范围之内。如此,可大大提高清洁能源的利用率。
  2.2物联网的智能化技术有助于完成变电站的电压和电流的变换
  物联网的智能化技术有利于变电站实现智能化模式。变电站可以自动完成对信息 数据的采集和对电压的变换测量和把控,减少人员支出。长期使用变电站,要求定时对其进行检测和维修。利用物联网的智能化技术和5G快速运行模式,可以根据当天的操作,实时更新变电站的检测结果,在检测的同时,将检测数据和结果传送至相关维修人员,以便其及时分析检测数据,并决定是否进行维修。物联网和5G的结合,提高了检测效率,明确了检测结果,有效保证了变电站的安全使用。此外,在检测地下电缆时,先运用物联网技术关联地下电缆,然后检测所有关联电缆,将检测结果第一时间输送到检测部门,由检测部门对相关结果进行分析。其中,绝缘状态和输送状态的数据检测分析尤为重要,直接影响电缆的使用。随着5G技术的成熟,相关专家建议,可以结合物联网和5G技术对变电站和地下电缆进行问题检测和预防,保障变电站的安全运行,进而保障整个变电系统的完整性和安全性。
  2.3物联网技术在电力系统用电环节中应用
  5G时代的来临推动了物联网信息技术在电力系统用电环节的广泛应用。在5G时代作用下,新型的灵活负荷产生,并且在电力系统的用电环节中起到了较为突出的应用效果。根据相关领域的调查和研究结果显示,目前国内电力系统的用电环节中,灵活负荷的应用极大地方便了ADN进行主动控制和主动管理活动,并且在物联网技术的配合下,智能电表与高级计量设备等,都可以对用电设备的用电量和用电水平等进行判断与分析,以此确保系统内部的用电设备在实际的操作环节中,可以保持相对稳定的状态。此外,在近几年我国电动汽车的发展水平逐渐攀升。在5G时代背景下的物联网信息技术,可以对电动汽车的发展水平及其行驶特征和负荷特性等方面,都进行系统分析,结合市场电价以及ADN运行的科学管理,能够对电动汽车的充电和放电进行控制,以此形成特殊的专业化管理模式,推动行业整体向前发展。
  2.4物联网技术在电力系统输配电环节中应用
  在电力系统的输配电环节,智能传感器能够把输配电线路出现的故障及意外情况即时传输到监测系统,监测人员通过传输的数据来对输电线路进行故障分析和排除,从而做到故障的及时发现和及时解决,从而实现了输配电系统的优化配置。另外,监测部门还能够使用无人机载传感器来巡检区域内的输电线路,并通过机载摄像机对线路的故障问题进行摄录,从而为监测人员提供线路故障的高清数据。由于5G技术的高带宽 低延时等特点,大大提高了故障影像的傳输速率,能够让监测部门及时掌握故障问题,从而确保输电线路的稳定运行。另外,通过物联网技术和5G技术的应用,能够对电力用户的用电功率进行监测和分析,从而对电力输送进行及时调整,从而实现电力资源的优化配置,提高电能的利用率,评估配电的风险,提高配电系统的传送效率。
  结语
  总而言之。5G物联网技术能够有效保障电力系统的“发输配用”环节的正常运转,不但在电网的安全 稳定运行中起到积极作用,还改进和完善了电力通信系统,促进了电力系统的技术升级和管理优化,提升了电力系统的运行效率,为电力用户的安全用电提供有力保障。
  参考文献
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