5G 技術(shù)在電力應(yīng)急通信中的應(yīng)用研究

（國網(wǎng)通遼供電公司，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

2019 年，國家電網(wǎng)公司圍繞“三型兩網(wǎng)”世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建設(shè)要求，提出了建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，利用先進(jìn)的通信技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)，構(gòu)建信息化、自動化、互動化的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。要求發(fā)、輸、變、配、用和調(diào)度等各環(huán)節(jié)設(shè)備實現(xiàn)泛在接入、全程在線，全面感知電網(wǎng)信息和設(shè)備狀態(tài)，實現(xiàn)能源生產(chǎn)和消費系統(tǒng)的互聯(lián)互通、信息數(shù)據(jù)實時共享。

一、電力信息技術(shù)和電力通信技術(shù)的概述

（一）電力信息技術(shù)

“電力信息技術(shù)”是電氣工程與信息技術(shù)相融合的一個新興學(xué)科，該學(xué)科主要研究的是電氣工程領(lǐng)域中信息技術(shù)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)，主要承擔(dān)的是電力行業(yè)信息管理構(gòu)建、安全、輔助及管理決策等新技術(shù)的理論、方法以及應(yīng)用的研究任務(wù)。電氣信息技術(shù)既是電氣工程及相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)學(xué)科，又可以作為電氣工程與信息技術(shù)交叉的新的生長點。電力信息技術(shù)的研究是以電氣工程理論為基礎(chǔ)，以計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用為主要方向。

（二）電力通信技術(shù)

電力通信技術(shù)可以實現(xiàn)電力信息傳遞的安全和便捷和穩(wěn)定，電力通信技術(shù)主要是對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛運用，是從提高電力信息通信效率和質(zhì)量方面促進(jìn)公司電網(wǎng)系統(tǒng)的順利運行。電力通訊指的是利用有線電、無線電或者是電磁系統(tǒng)等對電力系統(tǒng)日常的管理和運行過程中產(chǎn)生的信號、聲音以及文字和圖像來進(jìn)行傳輸交換而滿足電力系統(tǒng)需要的專用通訊。電力通信網(wǎng)絡(luò)所面對的業(yè)務(wù)跟電力系統(tǒng)的發(fā)展有著密切的聯(lián)系，它主要是為了給電力的安全生產(chǎn)而建立的一種保障系統(tǒng)，電力通信技術(shù)是多種技術(shù)的有效融合，所以具有很強的專業(yè)性。電力系統(tǒng)可以直接決定智能電網(wǎng)構(gòu)建質(zhì)量，其在實時業(yè)務(wù)、非實時業(yè)務(wù)都發(fā)揮著重要的作用。隨著我國智光網(wǎng)絡(luò)和軟件交換技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)用，電力通信技術(shù)也會得到不斷的完善和提高。

二、基于5G 技術(shù)的電力應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

（一）基于5G 技術(shù)的電力應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

本文在研究分析了5G 技術(shù)特點和5G 切片關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合電力應(yīng)急通信業(yè)務(wù)需求，提出基于5G 技術(shù)的電力應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該架構(gòu)主要分為應(yīng)急現(xiàn)場采集端、網(wǎng)絡(luò)通信通道、應(yīng)急指揮中心站。

1.現(xiàn)場采集?，F(xiàn)場采集端主要包含應(yīng)急通信車、便攜站、無人機、5G 背包(含高清攝像頭)，針對不同的應(yīng)急場景選用合適的應(yīng)急設(shè)備，用來采集現(xiàn)場音視頻信息回傳至應(yīng)急指揮中心站，并接收中心站指令進(jìn)行應(yīng)急處置。

2.網(wǎng)絡(luò)通信通道。網(wǎng)絡(luò)通信通道主要包含衛(wèi)星通信和5G 通信兩種，承載自然災(zāi)害、突發(fā)事故等應(yīng)急現(xiàn)場的音視頻及數(shù)據(jù)信息傳輸。衛(wèi)星通信與5G通信通道結(jié)合方式可適用于各種復(fù)雜的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，確保應(yīng)急通信的實時性、穩(wěn)定性和安全性。

3.應(yīng)急指揮中心站。應(yīng)急指揮中心站主要包含視頻處理服務(wù)器、視頻處理平臺、大屏顯示設(shè)備等，為主站提供數(shù)據(jù)處理、傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)、顯示等功能，提供與應(yīng)急現(xiàn)場雙方會商，指揮應(yīng)急現(xiàn)場處置工作。

（二）基于5G 技術(shù)的電力應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)勢

本文提出的基于5G 技術(shù)的電力應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有高清視頻回傳，增強畫面清晰度與流暢性，支持靈活、多角度直播，保證通信傳輸?shù)姆€(wěn)定及安全性等多個優(yōu)勢。

1.從架構(gòu)特點分析。該架構(gòu)在應(yīng)急現(xiàn)場增設(shè)無人機、5G 背包，其中5G直播方案靈活便捷，應(yīng)急人員背上直播設(shè)備即可開始現(xiàn)場直播，不受場地限制，尤其遇到抗震救災(zāi)、突發(fā)事故時，5G 直播優(yōu)勢很大;5G+無人機可實現(xiàn)空中多角度的高清直播，確保災(zāi)情、警情上報和指揮調(diào)度暢通等一系列需求。網(wǎng)絡(luò)通信通道方面，5G 能夠提高超高清視頻的實時傳輸，衛(wèi)星通信能夠保證極端應(yīng)急環(huán)境下的基礎(chǔ)畫面回傳與指揮調(diào)度服務(wù)。

2.從業(yè)務(wù)流向分析。在非極端條件下，應(yīng)急人員采用背包等便攜設(shè)備即可完成應(yīng)急現(xiàn)場與指揮中心之間業(yè)務(wù)流的雙向傳輸，成本遠(yuǎn)低于直播車+衛(wèi)星直播的傳統(tǒng)直播方式;當(dāng)在極端條件下應(yīng)急現(xiàn)場業(yè)務(wù)流可以選用衛(wèi)星通信方式，也可經(jīng)過5G應(yīng)急自組網(wǎng)進(jìn)行音視頻傳輸，多種方式保證應(yīng)急通道流暢性。

3.從安全性角度分析。相比4G 公網(wǎng)通信，5G 切片技術(shù)能夠保證應(yīng)急通信業(yè)務(wù)資源占用的獨立性和安全隔離性，同時保證應(yīng)急通信在帶寬、時延等方面的QoS 質(zhì)量。

總結(jié)：電力應(yīng)急通信系統(tǒng)是重大災(zāi)難、突發(fā)事故時保證電力設(shè)施等應(yīng)急搶修、快速恢復(fù)的重要系統(tǒng)。隨著5G 技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，開展5G 技術(shù)在電力應(yīng)急通信中應(yīng)用具有重要意義，本文結(jié)合應(yīng)急通信需求提出的基于5G技術(shù)的電力應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)了高清視頻回傳，支持靈活、多角度直播，同時保證應(yīng)急現(xiàn)場多個畫面?zhèn)鬏數(shù)姆€(wěn)定及安全性，提升應(yīng)急響應(yīng)速度及應(yīng)急處置效率，能夠應(yīng)對復(fù)雜多變的應(yīng)用環(huán)境，具有良好應(yīng)用前景。