面向泛在电力物联网的5G通信：技术原理与典型应用.docx
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2022-11-27
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面向泛在电力物联网的 5G 通信:技术原理与典型应用
摘要：泛在电力物联网是物联网在电力行业的一种具体表现形式，是互联互通
的电力网与通信网深度融合的产物，是实现能源互联网的重要举措。第五代移动
通信(5G 通信)因具有高带宽、低时延、低功耗等优势，受到各行各业青睐，也将
于泛在电力物联网深度融合。
关键词：5G 通信；泛；电力物联网；融合；应用；研究展望
引言
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最为
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。
1 泛在电力物联网的概念
1.1 泛在电力物联网的定义
泛在物联是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息互联和交互。
而泛在电力物联网是指电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设
备、供应商及其设备、以及人和物的信息互联和交互。
1.2 泛在电力物联网的基本特征
泛在电力物联网立足现有电网实体与通信技术，将不同能源系统物理互联、
时空信息互联、商业互联相融合，具有全息感知、泛在连接、开放共享、融合创
新的特征。全息感知是指通过 RFID、传感器等，动态获取“发–输–变–用”各个环
节不同设备、不同用户的状态信息。泛在连接指通过电力专网或移动网络将电力
系统中所有设备、用户的信息和数据全时空连接。开放共享指在统一平台上利用
智能技术对数据进行共享和管理，提高数据质量，挖掘有效信息，实现数据上下
贯通，全方位实时交互。
2 泛在电力物联网的关键技术
2.1 智能芯片
随着电力系统的不断发展，越来越多的计量、保护、变换、控制、监测、用
电等设备接入电力系统，各种电力设备的运行产生了大量数据，目前多数现场数
据采集设备仍然基于传动的工业采集装置，数据可靠性差，精度低，也使得终端
设备的智能化程度低，而基于智能芯片的微型智能传感及智能终端可以充分解决
这一问题，其具备高精度、低功耗、微型化、智能计算的特点，一方面可以完成
设备信息的采集、提取及传递。
2.25G 与 LPWA
海量电力数据的传递需要一体化的通信网络。电力系统地域分布广泛，往往
涉及高山、森林、冰原等复杂环境，致使通信网络难以覆盖全部，现场数据难以
传输。现在物联网有 2 类主流技术：一类是工业以太网和电力载波为主的有线网
络技术，另一类是以 5G 和低功耗广域网(LPMA)为主的无线网络技术。泛在电力
物联网中数据分布广，分散性强，部分不易供电，连接难，采集频次低，传统的
有线网络通信技术难以适用，因此以无线网络为主的现代通信技术是实现泛在电
力物联网网络通信的主要手段。
3 支撑泛在电力物联网的 5G 通信
通信技术是泛在电力物联网的核心技术之一，是实现万物互联的基本组成部
分。泛在电力物联网可以通过不同类型的通信网络进行互联，而最新发展的 5G
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