基于5G的电力通信终端研制及应用研究

蔡慈贵

（广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630）

0 引 言

5G电力通信网络的技术特性优势体现在数据传输的速度加快，实现了电力网络覆盖面积扩大的目标。然而电力通信终端的系统组成方式具有复杂性，因此决定了电力通信终端的系统架构亟待完善。通信终端网络的设计人员只有在创新终端硬件以及终端软件运行方式的基础上，才能确保实现电力通信网络的良好运行效果，灵活控制网络数据信息的传输处理成本。

1 5G电力通信终端的基本特征

5G电力通信终端的特征就是依靠5G的自动化与智能化通信平台作为电力通信基础设备，确保实现平稳与全面传输处理电力通信数据的目标。电力通信终端的优化改造工作必须要依赖5G数字化通信手段支撑。现阶段的5G电力通信整体网络架构应当包含系统通信平台层、人机交互层以及业务处理层等关键组成部分，电力通信的5G网络体系规划设计人员应当能够全面致力于电力通信终端的优化改造具体实践工作，保证达到大连接、低延时与大带宽的全新电力通信网络建设成效[1]。同时，电力企业应当正确利用5G的电力通信网络平台，全面展现5G大数据的智能化手段推广运用效果。

目前，面临配网自动化的全新电网建设目标需求，电力通信网络的规划设计人员应当能够准确认识5G技术手段的价值意义，积极运用5G技术来改造电力通信的网络运行模式。系统设计人员具体针对于配网差动保护、配网自动化以及其他的关键技术手段都要全面引进5G技术实践领域，明显提升电力通信网络终端传输数据的运行效果[2]。

5G通信网络的3大显著优势是高速率、低时延以及大容量，5G的网络大数据应用技术平台应当融入电力行业发展过程。近些年来，电力通信终端的体系设计模式正在不断实现转变，目前已经达到了电力通信系统结构与5G通信手段紧密结合的目标。与原有的电力通信终端组成结构方式进行对比，建立在5G平台基础上的电力数据通信数据处理技术更加有益于保证数据传输安全，同时还能明显控制与降低电力通信的网络实践运行成本。5G电力通信终端的体系架构如图1所示。

图1 5G电力通信终端的网络系统结构

2 5G电力通信终端的体系架构研发要点

电力通信的5G网络终端硬件重点应当包含系统授时模块、主控模块、系统功能底板（扩展模块以及主控模块）、系统端口的安全防护模块以及系统模组的适配模块等，按照5G的基本网络通信传输协议来完成实时性的电力通信数据处理与传递操作[3]。在此前提下，经由5G平台技术手段改造以后的电力通信终端体系更加具备了转发数据、端到端互通、显示本地传输信号、网关管理以及网络授时等良好运行效果，体现了合理优化电力通信的网络运行终端的必要性。

电力通信的终端体系架构包含系统平台层、系统人机交互界面以及系统业务处理层等，其中的人机交互软件界面具有准确展示目前系统运行参数、终端配置参数、系统程序升级状态以及电力通信的监测数据结论等作用。5G网络用户如果有必要浏览现有的系统日志内容，那么必须要经由上述的系统交互界面才能实现。电力通信的网络终端系统平台层重点包含日志管理模块、网络防火墙模块、路由功能管理模块、程序升级的专用模块、发布系统传输操作指令的模块等。为了实现电力通信网络中的授时功能，关键思路要点就是准确计算现有的终端累积延时数据，然后针对网络现有的本地时间予以必要的更改修正处理[4]。

针对上述各个系统关键组成模块来讲，系统授时模块的重要作用体现在全面判断实时性的网络信号传输内容，正确转化原有的授时数据内容，确保形成体系化与完整性较强的电力标准码[5]。系统主控模块针对接入的电力网络各个终端模块应当着眼于准确控制，同时还能实现接入电力网络规约的目标。除此以外，技术人员通过合理改造设计通信防护的专用回路体系，进而达到了电力通信网络的最佳稳定运行程度标准。即便处于强度较高的电磁干扰空间环境中，端口防护的网络硬件组成模块也能保持正常运行。此外对于网络时钟的重要系统解析模块而言，上述的电力网络通信组成模块能够在电磁干扰程度较强的特殊空间中完成相应的传输处理操作。网络设计人员应当正确规划设计内置性的系统硬件模块，确保5G网络可以全面支撑现有的配网差动保护。电力通信的网络规划设计人员还要密切关注匹配各项电力通信业务，构建端到端的动态化以及智能化电力通信体系运行实现模式。

电力通信的网络系统终端还包含业务层，重点针对核心的电力通信业务进行必要的整合处理。通常情况下，平台业务层都够全方位地显示现有的通信网络类型数据、信号强度数据以及自检状态数据，进而有效确保经由LAN网络的串口通信数据能够实现完整转发。现阶段的电力通信网络体系业务传输处理层包括了心跳监测、看门狗以及模块监控的软件组成部分。上述的专用监控软件可以为系统操作管理人员准确显示电力系统运行使用状态，增强了电力通信终端的安全性和时效性。

3 基于5G的电力通信终端具体运用方式

软件与硬件的基础设施共同组成了电力通信系统，目前的电力传输网络通信系统应当得到综合的性能优化整改，如此才能确保经过优化改造以后的电力通信网络能够满足通信传输效率要求。5G的城乡电力网络传输平台目前正在不断得到扩大建设，5G传输网络的传统系统结构性能也在显著提高。在此前提下，电力通信终端系统的优化设计技术要点体现如下文所述。

3.1 实时控制通信网络的业务负荷

电力通信网络应当被控制在合理的网络负荷承载限度范围，电力通信网络在瞬时的系统负荷强度如果存在过高倾向，那么电力通信体系的运行使用功能就会明显削弱[6]。电力通信网络管理人员针对通信网络的运行负荷限度应当进行合理设置，同时还要做到准确判断监测电力通信体系的网络负荷强度。

目前，电力通信网络体系与5G自动控制手段的衔接融合趋势正在逐步加深，突显了电力体系运行负荷良好的控制实施效果。系统规划设计人员目前有必要重点实施分级与分类的电力网络负荷监测监管工作，严格按照电力系统负荷的分区监管实践工作思路来控制负荷最大限度。在有线的电力通信光纤连接模式下，电网设计人员目前针对复杂程度较高的网络拓扑结构应当着眼于科学改造优化，确保各个不同区域部位的系统通信链路能够达到紧密连接互通效果，增强了网络控制子站以及负荷控制终端的联系。

3.2 优化配网差动业务的接入模式

在目前的情况下，大规模的分布式电源正在全面运用于电力通信系统，因此原有的系统故障隔离处理手段以及故障定位操作技术手段不再具备适用性，系统设计人员针对上述技术手段应当致力于改造优化[7]。现阶段的配电网本身具备复杂程度较高的拓扑框架结构，系统线路安装连接过程的难度将会增加。由此可见，工程设计人员应当合理改造优化配网差动业务的实时接入技术手段，运用灵活的技术方法来拓展目前的配网差动业务覆盖范围。5G模式下的配网差动业务在进行整体改造时，网络通信系统设计人员必须要先针对核心网的用户进行服务优化改造，确保核心网的全部用户都能享有优质的配网服务。核心网的服务器体系设计方式应当满足独立性要求，确保网络基站以及服务器能够达到紧密衔接的程度。配网差动业务的转发实现模式如图2所示。

图2 配网差动业务的转发实现模式

电力供电通信网络必须要满足城市用户的大规模供电需求，因此现阶段的电力供电通信网络体系应当接受5G技术改造。在目前的情况下，城市电力负荷的预测工作成效正在明显得到优化。城市电网的管理技术人员针对城市电网负荷通过展开准确全面的预测监管工作，应当能够有效确保满足城市电力负荷的优化分配利用目标，对于高效利用以及节约利用城市电网资源具有明显影响。城市电力负荷现存的预测问题根源体现在电网管理技术人员忽视实时性的电力负荷变化，针对电力负荷的预测工作没有构建智能化的技术模型，因此就会增加配电网的负荷预测数据错误。

配网负荷预测技术人员针对城市配电网没有全面展开严格的电网供电质量监管工作，进而导致城市电网现有的负荷压力较大。在城市居民的高峰用电时段内，城市地区配网将会表现为超负荷的运行状况，明显增加了城市能源电站的常规能源供应压力，因此城市电力网络的负荷预测管理工作目前亟待得到强化。城市电网管理人员目前有必要积极采用网络自动化的智能电网管理模型，运用智能电网模型来准确预测城市电力负荷，以增强城市电力负荷调节控制方案的科学性[8]。

3.3 验证电力通信的网络体系运行实施效果

系统运行管理的具体负责人员应当针对电力通信的整体运行实施效果展开全面检测操作，运用虚拟的网络模型方式来测试电力通信效果。系统检测的技术人员目前针对智能化模型应当正确运用于验证电力通信效果，确保做到准确完整记录电力通信网络的延时数据结论。经过测试与验证可见，5G网络整体上达到了相对更高的遥感通信准确率、遥测数据准确率以及遥控准确率目标，客观上展现了精准控制模式运用于电力通信网络时效性检验的重要意义[9]。

城市电网负荷的预测数据并不是固定的，而是处于不断波动与变化的过程中。电网管理人员针对用电高峰时段的电网负荷变化状况应当准确进行了解，增强掌控用电高峰时段城市电网负荷波动的能力，指导城市居民积极节约电网资源。具有网络信息化与智能化特征的电力负荷预测模式可以帮助工作人员准确识别电网使用状况，从而给出完整与科学的电网运维管理决策支撑[10]。

4 结 论

经过分析可见，电力通信终端的系统优化改进过程不能够缺少5G平台作为保障，电力通信终端系统中的网络软件以及网络硬件组成部分都必须要实现全面的整改优化。具体在技术转型的实践中，电力通信5G网络体系的规划设计人员应当全面关注于实时控制通信网络的业务负荷，优化配网差动业务的接入模式，验证电力通信网络体系的运行效果。