5G在電力物聯(lián)網(wǎng)中的適用性分析,國際電信聯(lián)盟(ITU)對5G基本特征概況為:高速率、高容量、高可靠性、低時延與低功耗。這樣的特性被稱為“三高兩低”。1)5G數(shù)據(jù)傳輸峰值速度(理論較高速度)上行可達(dá)10Gbit/s,下行20Gbit/s,約為4G技術(shù)的20倍。對于電力系統(tǒng)中的海量、多元化數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù),高速率可以為其提供有力支撐。2)5G通過多連接技術(shù)支撐其高可靠性。其理論指標(biāo)為0.001%丟包率,可與光纖通信相媲美,有望為電力系統(tǒng)提供高可靠性的無線數(shù)據(jù)連接。3)在低時延方面,根據(jù)歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會、華為公司和IEEE的標(biāo)準(zhǔn),表3列舉了當(dāng)前電網(wǎng)中幾個典型業(yè)務(wù)對于傳輸延遲的要求。數(shù)據(jù)的傳輸需求貫通整個電力物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架,協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)整體的高效運行。天津?qū)I(yè)電子產(chǎn)品方案設(shè)計公司
電力物聯(lián)網(wǎng),就是圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié),充分應(yīng)用“大云物移智”(大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能)等現(xiàn)代信息技術(shù)和先進(jìn)通信技術(shù),實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互,具有狀態(tài)全方面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層四層結(jié)構(gòu)。在電力行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)過程中,大量的物聯(lián)網(wǎng)終端接入物聯(lián)網(wǎng),面對龐大的物聯(lián)網(wǎng)感知終端,用戶信息和與應(yīng)用交互的數(shù)據(jù)泄露問題,如何識別并允許合規(guī)的終端接入排除非法終端等是建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)的主要步驟。安徽振動傳感器產(chǎn)品方案服務(wù)MES系統(tǒng)以此快速提供生產(chǎn)進(jìn)度、產(chǎn)量、品質(zhì)、維修、在制品等狀況的監(jiān)控,為管理層決策提供依據(jù)。
現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸方案如電力光纖、無線專網(wǎng)等存在成本高、穩(wěn)定性差、時延較高等多種問題。而5G技術(shù)有望為這些需要低延遲和高可靠性的服務(wù)提供支持。有關(guān)文獻(xiàn)都基于5G數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和差動電流保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)合做了嘗試,工程示范中差動保護(hù)動作延時大約在67~71ms,且穩(wěn)定性良好。為了滿足ms級精確負(fù)荷控制服務(wù)的延遲目標(biāo),華為的研究人員提出了一種新穎的物聯(lián)網(wǎng)-電網(wǎng)(Internet of Things-Grid,IoT-G)數(shù)據(jù)傳輸方案,該技術(shù)是5G技術(shù)完全成熟前的過渡,繼承了5G系統(tǒng)的低延遲設(shè)計概念,支持頻譜聚合技術(shù)?,F(xiàn)場測試結(jié)果表明,IoT-G數(shù)據(jù)傳輸方案在延遲、數(shù)據(jù)速率、容量和共存性方面滿足對電網(wǎng)服務(wù)的要求。
近些年,隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、智能感知、物聯(lián)網(wǎng)及無線通信等技術(shù)的大力發(fā)展和推行,使得在電網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行更加全方面的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析、以及價值信息分享和利用等逐漸成為可能。面對這樣的數(shù)字化變革挑戰(zhàn),先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)作為建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)的主要要素之一,是電網(wǎng)系統(tǒng)運行的重要支撐。它不只為采集的各類電力相關(guān)數(shù)據(jù)提供了安全、高效的傳輸通道以助力計算分析,還為發(fā)布控制、檢修類信息提供了實時、可靠的承載,也為對內(nèi)對外分享整合的各類電力數(shù)據(jù)信息提供了橋梁。在美國國會的一項研究報告中也同樣指出:電網(wǎng)四大建設(shè)目標(biāo)將緊密圍繞高效、安全且可靠的數(shù)據(jù)傳輸方案來較終實現(xiàn),如圖1所示。電子產(chǎn)品設(shè)計是以電路原理圖為根據(jù),實現(xiàn)電路設(shè)計者所需要的功能。
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電力通信基本原理,從 2G 通訊技術(shù)發(fā)展開始,移動通訊技術(shù)都以數(shù)字信號作為通訊的基礎(chǔ)模式。天津?qū)I(yè)電子產(chǎn)品方案設(shè)計公司
我們以電力物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸方案為研究對象,首先結(jié)合當(dāng)下的數(shù)字化變革和能源革新討論了在建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)過程中研究數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的重要性。通過梳理電力物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架,分析了其中的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),將數(shù)據(jù)傳輸方案根據(jù)應(yīng)用場景劃分為采集、控制和業(yè)務(wù)信息傳遞三大類,然后梳理、討論了現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸方案在三大場景中的應(yīng)用現(xiàn)狀,并分析了數(shù)字化變革下三大場景的業(yè)務(wù)深化與變革,提出了數(shù)字化變革下電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)對于數(shù)據(jù)傳輸方案的新要求。天津?qū)I(yè)電子產(chǎn)品方案設(shè)計公司