5G在电力系统中的建设方案分析

周声文

【摘 要】近年来，随着社会用电量的不断增大，对于电力系统的全面完善也给予了高度的重视，要想进一步提高供电质量，满足人们多元化的用电需求，相关部门及供电企业就要在加快电网建设的同时，积极将5G 通信技术融入到电力系统建设方案中，这样才能切实的保障电力系统的通信速率，为其安全稳定发展提供可靠的网络支撑。本文也会结合 5G通信技术的特点，对其在电力系统建设方案中的有效应用进行着重分析，并提出相应的意见和建议，以便有关人士参考。

【关键词】5G通信技术;电力系统;建设方案;融合应用

信息时代背景下，各供电企业要想真正实现国家提倡的“电力物联网”战略发展目标，首要任务就是要以无线通信网络作为自身通信网络建设的重要基础设施，这样才能确保通信网络运行的安全性、可靠性和高效性，进而为提高供电质量和供电效率打下坚实的基础。因此，将5G通信技术与电力系统建设方案进行有效融合，对促进我国电力事业的更向前发展有着十分重要的意义。

1. 5G通信技术概述

5G通信技术是在4G通信技术基础上创新研发出来的一种无线通信技术，该技术的出现，不仅带动了传统语言通信技术的发展，使其转向了个人移动领域，而且随着其应用范围的不断扩大，也为我国互联网行业的变革提供了可靠的技术支撑。目前，5G通信技术的应用主要体现在以下三个方面，即超高可靠低时延、增强型移动宽带、海量机器通信。而从电力系统建设角度来看，5G通信技术的应用，不仅可以提升电力系统的数据传输速率和质量，而且还有利于电力系统承载量的扩大，促进其整体应用性能的更好完善。同时，5G通信技术的应用对于实现电网资源的自动化部署也有着极大的推动作用。因此，在当前电网建设过程中，5G通信技术已成为最为重要的网络技术支撑。

2. 电力系统建设方案与5G通信技术融合应用要点分析

2.1 模型构建

为了在电力系统建设方案中充分发挥 5G 通信技术的应用优势，前提条件就是要构建相应的模型。因为在电网建设过程中，移动通信网络是其稳定运行的重要基础设施，其必须达到一定的稳定性和可靠性，不受到任何电磁干扰所影响，才能从频段、通信概率等方面出发来保证通信质量，因此，在构建电力系统时，应确保 5G 通信技术的应用后，系统具有较强的抗干扰能力，并根据当地天气环境、周围环境进行电网建设。一般情况下，基于 5G 通信技术的电力系统模型应按照下列计算公式进行构建：

PL=161.04-7.1 log10（w）+log10（h）+7.5 log10（h）-（24.37-3.7（h/（hBS）2））log10（hBS）+（43.32-3.1 log10（hBS））（log10（d3D）-3）+20 log10（fc）-（3.2（log10（17.625））2 -4.97）-0.6（hUT-1.5）

在该模型中，PL 主要表示电力信息在传播过程中所产生的损耗、fc 表示中心频率、d3D 表示电网基站与终端设备之间的空间距离、w 表示街道宽度、h 表示建筑物高度。该模型构建完毕后要将相关参数代入到模型中，以便可以准确获取信息的实际损耗情况，从而在此基础上对5G技术的应用方案进行合理的规划，这样才能达到提高电网通信速率与通信质量的目的[1]。

2.2 技术方案的实施

2.2.1 电网基站建设

在这一环节中，为了充分发挥 5G通信技术的应用优势，相关电力企业应大力加强与移动通信公司的沟通和交流，以便在相互协作的基础上真正实现信息共享和資源互换。另外，两者还要共同对电网容量以及覆盖范围和系统IED设备之间的通信链路长度等进行精确地预算。同时，还要考虑信号干扰问题，对容易出现的干扰因素进行提前预测和分析，并通过有效的协调降低其对通信质量的干扰程度。此外，电网基站建设的核心是通信铁塔的构建，为了确保其整体承载力和稳定性与预期标准要求相一致，应根据当地的地质、水文等情况对铁塔整体进行力学计算，这样才能避免其在运行过程中受到外界自然因素所影响而出现一定的故障问题。

2.2.2 核心网建设

首先，地市层核心网建设，即对 UPF 和 MEC 两项内容进行合理设计;其次，省层核心网建设，即对UPF、MEC以及 UDM和省NRF、NSSF等内容进行合理设计，以便可以对核心网的页面功能进行全面控制，进以实现对电力通信数据的集中采集与汇总分析，从而真正提高系统对话管理功能;第三，省层以上核心网为大区层核心网建设，其覆盖范围十分宽泛，可以在多个城市中进行部署;最后，国干层核心网建设，其主要是由主干 NFR所构成，属于最高级别的核心网，在实际构建过程中，必须确保该层核心网能够部署在两个中心城市之中，这样才能将5G 核心网的功能优势最大化发挥出来。

2.2.3 承载网建设

在这一环节中，以 5G通信技术为基础电力系统承载网主要由城域、省内以及省际三大干线所组成。由于不同干线的建设内容和建设要求不尽相同，所以在实际建设过程中，相关工作人员就要充分利用5G通信技术来完成相应的建设任务。首先，在城域干线建设中，电力系统应通过5G通信技术的有效融合来完成接入层、汇聚层以及核心层的建设工作。这其中，接入层承载网的构建模式应以环形组网模式为主，进以实现对5G电网基站业务的有效接入。而汇聚层和核心

层承载网的构建，则要根据光纤资源情况采取环形组网与双上联组网的模式来进行建设。其次，5G承载网建设内容除了城域干线各个层次的建设，还包括业务适配层、L2 和 L3分组转发层以及链路层、通道层、传送层等不同层次的功能建设。为了确保这些内容的建设标准可以满足5G时代下的电力通信需求，相关供电企业和移动通信企业应在共同合作的基础上，按照“十三五”通信网规划方案，不断加强网络带宽提升、光缆网架优化、站点光纤资源覆盖等内容，这样才能确保5G电网的承载力，满足电力系统的长期稳定运行需求。

2.2.4多网融合建设

4G230 MHz 专网建设是近年来我国电力领域改革过程中一项重要的工作内容，随着其技术体系的不断成熟，对其建设标准也提出了更高的要求，必须按照标准统一的宽带 230 MHz技术才能得以实现，而随着 5G 通信时代的到来，700 MHz频段已成为5G专网的主要产业链建设模式，其具有明显的优势，通过混合式组网的方式，可以有效弥补4G230 MHz 专网下电力系统所存在的弊端问题，从而更好地提升我国电力系统建设水平，满足人们多元化的用电需求[2]。

2.3方案实施效果

与传统4G电力系统相比，以 5G技术为基础的电力系统，其频率资源可与电网相融合，进而充分保障电网通信速率和运行稳定性。另外，5G电力系统的网络覆盖范围也要明显高于4G电力系统，可以达到 1-2 km。同时，在承载网建设方面，通过5G通信技术的有效应用，不仅可以开发大数据流量业务，满足当前人们对信息传输速率提出的高要求。而且还能大大提升电力系统的承载力，使其故障发生几率有效减少，从而进一步保障用户的用电安全，真正实现电网长久稳定运行目标。

结束语：

综上所述，将 5G 通信技术与电力系统建设方案进行充分的融合，不仅可以进一步增强电力系统通信速率，而且还能全面改善电网通信效果，保证其持久安全的稳定运行。因此，相关供电企业必须加强与移动通信企业的合作关系，共同对5G 电力系统加大研究力度，建立科学完善的技术实施方案，并结合传统 4G 技术的优势，这样才能最大化提升我国电力系统建设水平。

参考文献：

[1]秦铭泽. 5G技术在电力系统中的研究与应用[J]. 商品与质量，2019，（04）：67-68.

[2]熊伟. 5G时代物联网技术在电力系统中的应用研究[J]. 轻松学电脑，2019，（02）：10-11.

（作者单位：江西省邮电建设工程有限公司）