隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)，以“信息物理系統(tǒng)（Cyber Physical System, CPS）”，“物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things, IoT）”等為基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)的戰(zhàn)略部署再度引發(fā)了人們對(duì)于建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的深入思考。自能源互聯(lián)網(wǎng)這一概念提出以來(lái)，其在我國(guó)的發(fā)展便緊密?chē)@電力系統(tǒng)，通過(guò)融入以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等為代表的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以期跨領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)與可再生能源系統(tǒng)以及其他能源系統(tǒng)深度的數(shù)據(jù)融合和高度的系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，從而最終形成一個(gè)高效智能且雙向互動(dòng)的能源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

當(dāng)前，電力物聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)在電力行業(yè)的具體表現(xiàn)形式和應(yīng)用落地，是電力行業(yè)向能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展革新的過(guò)渡形態(tài)。在能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)愿景中，電力物聯(lián)網(wǎng)將發(fā)展成為一個(gè)數(shù)據(jù)流與能量流緊密結(jié)合的系統(tǒng)。

其中，數(shù)據(jù)流的形成依托先進(jìn)的數(shù)據(jù)感知、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)共享技術(shù)，數(shù)據(jù)流是實(shí)現(xiàn)合理調(diào)配和管理能量流的關(guān)鍵前提和必要保障，它對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行性能起著決定性作用：一方面，在電網(wǎng)的各環(huán)節(jié)上盡可能全面地部署了感知終端，獲取類(lèi)型豐富且多樣化的數(shù)據(jù)信息，依托實(shí)時(shí)響應(yīng)且高度可靠的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將信息傳輸至數(shù)據(jù)平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、融合分析，并將分析結(jié)果進(jìn)行反饋，從而滿足隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大和智能化進(jìn)程中對(duì)規(guī)劃建設(shè)、生產(chǎn)決策、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、監(jiān)測(cè)調(diào)控、資產(chǎn)管理等內(nèi)在業(yè)務(wù)的需求；另一方面，在能源互聯(lián)網(wǎng)中，通過(guò)對(duì)接入的電力網(wǎng)、熱能能源網(wǎng)、太陽(yáng)能能源網(wǎng)等其他能源系統(tǒng)分享的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互分析，從而由數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)向可再生能源及其他能源系統(tǒng)反饋協(xié)調(diào)運(yùn)行的對(duì)應(yīng)信息，以形成一種多能源協(xié)調(diào)互補(bǔ)的能源網(wǎng)絡(luò)。

由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、控制和管理的基本手段，是應(yīng)對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中數(shù)字化變革與大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)的核心要素，也是建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的重要支撐，對(duì)其展開(kāi)研究具有極其重要的意義?，F(xiàn)階段，電力物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的選擇方案包括了各種有線和無(wú)線技術(shù)，它們?cè)谥T如傳輸速率、功耗、覆蓋范圍等方面都有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

但由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)，數(shù)據(jù)之間的共享交互能力差，一些技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)和傳輸能力上不足，且存在時(shí)延無(wú)法滿足特定業(yè)務(wù)需求等問(wèn)題，這些都使得電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)對(duì)數(shù)字化變革乏力，嚴(yán)重阻礙了電力物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。故引入能夠應(yīng)對(duì)數(shù)字化變革與能源革命，促進(jìn)電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)完善，且支持能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)發(fā)展的數(shù)據(jù)傳輸方案顯得至關(guān)重要。

伴隨著5G技術(shù)的成熟，其憑借高速率、低延遲、高帶寬和支持大規(guī)模接入等特性將適應(yīng)絕大部分電網(wǎng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸需求，有望應(yīng)對(duì)目前電力物聯(lián)網(wǎng)面臨的數(shù)字化挑戰(zhàn)。且通過(guò)該項(xiàng)先進(jìn)通信技術(shù)能夠映射出更多的電網(wǎng)業(yè)務(wù)，助力新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這將為電力物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)顛覆性的變革，為電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)提供強(qiáng)有力的支持。

因此，本文梳理了電力物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，分析了現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸方案應(yīng)用現(xiàn)狀，認(rèn)為5G作為無(wú)線傳輸奇點(diǎn)技術(shù)，將能夠成為數(shù)字化戰(zhàn)略先導(dǎo)，引領(lǐng)電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)對(duì)數(shù)字化發(fā)展。最后，展望了5G應(yīng)用于電力物聯(lián)網(wǎng)中將會(huì)面臨的挑戰(zhàn)，分析了未來(lái)電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方案的發(fā)展趨勢(shì)。

1 電力物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸方案

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(wú)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)行更加全面的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析、以及價(jià)值信息分享和利用等逐漸成為可能。面對(duì)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)的核心要素之一，是電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的重要支撐。

它不僅為采集的各類(lèi)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(jì)算分析，還為發(fā)布控制、檢修類(lèi)信息提供了實(shí)時(shí)、可靠的承載，也為對(duì)內(nèi)對(duì)外分享整合的各類(lèi)電力數(shù)據(jù)信息提供了橋梁。在美國(guó)國(guó)會(huì)的一項(xiàng)研究報(bào)告中也同樣指出：電網(wǎng)四大建設(shè)目標(biāo)將緊密?chē)@高效、安全且可靠的數(shù)據(jù)傳輸方案來(lái)最終實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。

圖1 電網(wǎng)建設(shè)的四大目標(biāo)

1.1 電力物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架

電力物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層四層結(jié)構(gòu)，如圖2所示。其中感知層是電力物聯(lián)網(wǎng)的底層基礎(chǔ)，需要由該層完成各類(lèi)數(shù)據(jù)的采集以及就地處理等工作。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，由微型化、智能化的傳感器對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、氣象環(huán)境、用戶信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行全面獲取，通過(guò)傳輸路徑輸送至本地?cái)?shù)據(jù)中心，過(guò)程中由邊緣計(jì)算模塊等配合進(jìn)行數(shù)據(jù)的本地化處理；本地?cái)?shù)據(jù)中心（如變電站數(shù)據(jù)中心、光伏發(fā)電站數(shù)據(jù)中心等）作為感知層內(nèi)的基本單元，它們之間、以及感知層與平臺(tái)層間廣域范圍內(nèi)的業(yè)務(wù)信息傳輸則依靠網(wǎng)絡(luò)層來(lái)實(shí)現(xiàn)；平臺(tái)層作為管理環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的統(tǒng)一接入管理，并對(duì)業(yè)務(wù)信息進(jìn)行高效處理；應(yīng)用層則向下反饋調(diào)節(jié)信息并對(duì)外輸出價(jià)值信息，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行、經(jīng)營(yíng)管理、客戶服務(wù)等對(duì)內(nèi)、對(duì)外業(yè)務(wù)的支撐。

圖2 電力物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架

1.2 電力物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

電力物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)一方面承載由海量傳感器、智能電器設(shè)備等采集的信息流接入上位機(jī)、云平臺(tái)、智能電表等本地?cái)?shù)據(jù)中心；另一方面，支撐了本地?cái)?shù)據(jù)中心之間，或本地?cái)?shù)據(jù)中心與電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)間的信息互聯(lián)；同時(shí)，對(duì)于由綜合分析、評(píng)價(jià)產(chǎn)生的信息，電網(wǎng)系統(tǒng)仍需借助數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)反饋這些調(diào)控信息并對(duì)其中的價(jià)值信息進(jìn)行外部分享，以此完成電力信息的雙向流動(dòng)和對(duì)外價(jià)值創(chuàng)造，電力物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)的傳輸需求貫通整個(gè)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(yùn)行。

1.3 數(shù)據(jù)傳輸方案在電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)多年經(jīng)營(yíng)建設(shè)，電力行業(yè)中數(shù)據(jù)傳輸方案應(yīng)用場(chǎng)景總體上可以劃分為：采集、控制和電力業(yè)務(wù)信息傳遞三大類(lèi)?，F(xiàn)階段，不同數(shù)據(jù)傳輸方案的使用滿足眼下的暫時(shí)性需求，基本能保障各類(lèi)電力業(yè)務(wù)安全、可靠的運(yùn)行。數(shù)據(jù)傳輸方案可劃分為有線和無(wú)線的形式，用以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸或者本地?cái)?shù)據(jù)傳輸。

有線傳輸方案主要包括光纖、電力線載波、以太網(wǎng)及總線等技術(shù)。早期主要依靠總線或以太網(wǎng)技術(shù)滿足來(lái)自采集或控制的數(shù)據(jù)傳輸需求。而對(duì)于業(yè)務(wù)信息的傳輸，則主要采用電力線載波技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。

例如，在采集場(chǎng)景中，西安交通大學(xué)成永紅教授團(tuán)隊(duì)基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)第一套電力設(shè)備綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)PXI總線集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單臺(tái)變壓器的多參量在線監(jiān)測(cè)，起到了良好的示范性作用；湖南大學(xué)汪沨等通過(guò)以太網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)了GIS設(shè)備的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在控制信息傳輸場(chǎng)景中，山東大學(xué)趙建國(guó)等研究了基于總線技術(shù)的繼電保護(hù)系統(tǒng)；楊奇遜等基于總線通信構(gòu)建了應(yīng)用于變壓器差動(dòng)保護(hù)的過(guò)程總線通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

隨著光纖技術(shù)開(kāi)始在電力行業(yè)中應(yīng)用，其憑借傳輸速率、帶寬、可靠性和實(shí)時(shí)性等方面的優(yōu)勢(shì)，逐漸替代了以太網(wǎng)和總線技術(shù)中以同軸線纜以及雙絞線等為主的傳輸介質(zhì)，并衍生出了xPON光纖技術(shù)，用以滿足電網(wǎng)中采集、控制、業(yè)務(wù)信息流動(dòng)等諸多業(yè)務(wù)場(chǎng)合對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性、實(shí)時(shí)性等的苛刻需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019年，35kV及以上廠站、自有物業(yè)辦公場(chǎng)所/營(yíng)業(yè)所已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光纖全覆蓋。

圖3 電力物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

各類(lèi)有線傳輸?shù)姆绞綉?yīng)用至今，雖然能夠基本滿足電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸需求，但卻存在布線、改線繁瑣及通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展升級(jí)受限等問(wèn)題。除此之外，在傳輸過(guò)程中，線路噪聲、線路易老化受損等問(wèn)題都會(huì)大大提高工業(yè)成本并降低工作效率。所以，有線方式在一定程度上制約了電網(wǎng)發(fā)展的靈活性。

另一方面，在我國(guó)電力部門(mén)發(fā)布的文件中指出：做好安全隔離措施的前提下，無(wú)線傳輸可以應(yīng)用于電力行業(yè)。無(wú)線傳輸技術(shù)憑借靈活強(qiáng)大的擴(kuò)展性、可嵌入性和較低的成本等優(yōu)勢(shì)協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸在電力行業(yè)中獲得了良好的應(yīng)用，并在采集、控制和業(yè)務(wù)信息傳遞三大類(lèi)場(chǎng)景中取代了部分有線傳輸?shù)姆桨浮?/p>

當(dāng)前應(yīng)用在電力行業(yè)的無(wú)線傳輸方案主要有230MHz無(wú)線電力專(zhuān)網(wǎng)、3/4G蜂窩技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)、WiFi、ZigBee、Bluetooth、低功耗廣域網(wǎng)（Low-Power Wide-Area Network, LPWAN）技術(shù)等多種方案。無(wú)線傳輸技術(shù)投入初期，主要替代本地通信網(wǎng)絡(luò)中使用有線方式的采集類(lèi)業(yè)務(wù)，選擇如WiFi、ZigBee、Bluetooth等技術(shù)作為無(wú)線方案。這些無(wú)線傳輸方案?jìng)鬏斁嚯x較短，傳輸速率有限，僅適合傳輸部分基礎(chǔ)類(lèi)型的數(shù)據(jù)，無(wú)法滿足圖像、視頻等需要高帶寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅鼈兊闹饕阅軈?shù)見(jiàn)表1。

表1 短程無(wú)線傳輸技術(shù)性能對(duì)比

表1中，ZigBee技術(shù)的時(shí)延可以達(dá)到ms級(jí)，這使其能夠滿足一些對(duì)時(shí)延要求不高的短程控制類(lèi)型業(yè)務(wù)對(duì)響應(yīng)速度的要求，所以ZigBee技術(shù)也常常用于部分自動(dòng)控制類(lèi)業(yè)務(wù)。

隨著蜂窩技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、低功耗廣域網(wǎng)（Low-Power Wide-Area Network, LPWAN）技術(shù)的迅速發(fā)展，以及電力行業(yè)對(duì)于電力無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)的大力建設(shè)，無(wú)線傳輸方案在覆蓋面積、設(shè)備功耗、可靠性等方面得到了大力提升。

其中，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的LPWAN技術(shù)更是憑借其低功耗、覆蓋面廣的突出優(yōu)勢(shì)成為了關(guān)注熱點(diǎn)。LPWAN技術(shù)根據(jù)使用頻譜是否被授權(quán)，可以分為基于蜂窩技術(shù)、工作在運(yùn)營(yíng)商授權(quán)頻譜下的窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band IoT, NB-IoT）技術(shù)和增強(qiáng)型機(jī)器類(lèi)通信（eMTC），以及工作在非授權(quán)頻譜的遠(yuǎn)距離無(wú)線電（Long Range, LoRa）技術(shù)和Sigfox技術(shù)，這些技術(shù)的主要性能指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 LPWAN技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比

NB-IoT技術(shù)與eMTC技術(shù)憑借其與運(yùn)營(yíng)商的綁定關(guān)系以及傳輸距離長(zhǎng)、容量大、抗干擾能量強(qiáng)的性能特點(diǎn)，常常與3/4G蜂窩技術(shù)、230MHz/4G電力無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)組合完成數(shù)據(jù)采集工作，以及密級(jí)較低的控制類(lèi)或電力業(yè)務(wù)信息傳遞類(lèi)業(yè)務(wù)。對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)及長(zhǎng)距離輸電線路等存在信號(hào)盲區(qū)的場(chǎng)合，常常通過(guò)衛(wèi)星通信與LoRa或Sigfox技術(shù)相互配合來(lái)完成采集類(lèi)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)回傳。

綜上所述，無(wú)線傳輸方案能夠在采集類(lèi)業(yè)務(wù)中基本取代有線方案進(jìn)行更加便捷的分布式采集，有助于推動(dòng)新時(shí)代數(shù)字化進(jìn)程。然而，相比于有線方式，由于無(wú)線方式在傳輸途中將無(wú)法避免干擾和惡意攻擊等物理隔離和安全性問(wèn)題，所以對(duì)于電力行業(yè)中密級(jí)度高的控制信息和電力業(yè)務(wù)信息的傳輸仍需依賴光纖專(zhuān)網(wǎng)等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

電力物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步建設(shè)和發(fā)展在繼續(xù)推進(jìn)，隨著對(duì)于源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)中的各環(huán)節(jié)部署更多的智能感知設(shè)備，以及精準(zhǔn)控制和雙向互動(dòng)需求的加深，數(shù)據(jù)傳輸方案服務(wù)的采集、控制和業(yè)務(wù)信息傳遞類(lèi)業(yè)務(wù)將會(huì)發(fā)生革命性的改變。

1）在采集類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景中，將會(huì)迎來(lái)三個(gè)方面的深化。

①采集范圍拓寬：由電力一次設(shè)備信息采集擴(kuò)展到電力二次設(shè)備及各類(lèi)環(huán)境控制、多媒體場(chǎng)景、用戶側(cè)等的信息數(shù)據(jù)采集，以期獲取更加全面的數(shù)字化感知，加強(qiáng)對(duì)于電力資產(chǎn)的管理，加深對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)能量流動(dòng)的了解。②采集內(nèi)容多元化：在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、圖像、語(yǔ)音的采集基礎(chǔ)上，增加高清視頻的回傳，用以應(yīng)對(duì)巡檢、監(jiān)控、應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)自組網(wǎng)綜合應(yīng)用等電網(wǎng)大視頻應(yīng)用的需求。③采集頻次實(shí)時(shí)化：對(duì)于滿足未來(lái)用電負(fù)荷需求側(cè)管理，用戶實(shí)時(shí)定價(jià)等應(yīng)用的發(fā)展，采集頻次由當(dāng)前的天、小時(shí)為單位的采集被期望提升到min級(jí)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)水平。

2）在控制類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景中，隨著分布式能源調(diào)控、負(fù)荷精確控制等應(yīng)用的發(fā)展，時(shí)延的需求將達(dá)到ms級(jí)。

3）業(yè)務(wù)信息傳遞場(chǎng)景中，在保障精確實(shí)時(shí)、安全保密的信息傳遞前提下加強(qiáng)雙向互動(dòng)，以達(dá)到加強(qiáng)管理協(xié)調(diào)各類(lèi)電力業(yè)務(wù)的目的。

綜上所述，在電力物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步建設(shè)中，數(shù)據(jù)傳輸需求將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，且對(duì)于無(wú)線傳輸方案的速率、連接密度、帶寬和時(shí)延等有著更高的要求。雖然，無(wú)線傳輸技術(shù)為了滿足不斷提升的業(yè)務(wù)需求，發(fā)展了v5.2低功耗藍(lán)牙、北斗四代等新技術(shù)，但應(yīng)對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化變革還是顯得乏力，難以支撐數(shù)字時(shí)代下電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

作為電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的核心技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸面臨著巨大的挑戰(zhàn)，急需引入能夠?qū)崿F(xiàn)安全可靠、靈活接入、雙向?qū)崟r(shí)互動(dòng)的“泛在化、全覆蓋、高效率”無(wú)線傳輸方案予以支撐。值得慶幸的是，隨著5G技術(shù)在其他行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的逐漸成熟，國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家學(xué)者一致認(rèn)為電力物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)是5G應(yīng)用的最大場(chǎng)景之一。

在2016年的一份歐盟報(bào)告中提到，5G技術(shù)將是未來(lái)電網(wǎng)的核心，將有助于解決并應(yīng)對(duì)一些挑戰(zhàn)，例如對(duì)連接大量傳感器場(chǎng)景，5G技術(shù)能以高度的安全性和可靠性應(yīng)對(duì)無(wú)處不在的通信覆蓋范圍。此外，歐盟資助的幾個(gè)5G試點(diǎn)項(xiàng)目也分別對(duì)基于5G技術(shù)的電網(wǎng)使用案例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5G作為無(wú)線通信技術(shù)奇點(diǎn)，將會(huì)是替代電力物聯(lián)網(wǎng)中絕大部分無(wú)線和有線傳輸方案的新選擇，成為推動(dòng)電網(wǎng)邁向數(shù)字化監(jiān)控和管理的核心。

2 5G引領(lǐng)電力物聯(lián)網(wǎng)的新時(shí)代變革

5G是指蜂窩網(wǎng)絡(luò)的第五代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。5G發(fā)展迅速，已經(jīng)于2020年底在全球多個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)商用化，其在帶寬、時(shí)延、傳輸速率等性能指標(biāo)上都擁有遠(yuǎn)超于現(xiàn)有4G對(duì)應(yīng)指標(biāo)的優(yōu)勢(shì)。

2.1 5G在電力物聯(lián)網(wǎng)中的適用性分析

國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）對(duì)5G基本特征概況為：高速率、高容量、高可靠性、低時(shí)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（理論最高速度）上行可達(dá)10Gbit/s，下行20Gbit/s，約為4G技術(shù)的20倍。對(duì)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具有百兆甚至千兆赫茲的頻譜寬度，能夠在每平方公里支持100萬(wàn)個(gè)設(shè)備的高密度連接，且每平方米支持10Mbit/s的大容量數(shù)據(jù)傳輸，該性能指標(biāo)是4G技術(shù)的上百倍。這將能夠?yàn)殡娏ξ锫?lián)網(wǎng)各領(lǐng)域（特別在配電通信網(wǎng)“最后一英里”無(wú)線接入挑戰(zhàn)）中需要接入海量終端設(shè)備的高級(jí)計(jì)量業(yè)務(wù)、電網(wǎng)大視頻應(yīng)用等業(yè)務(wù)提供更優(yōu)的解決方案。

3）5G通過(guò)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(wú)線數(shù)據(jù)連接。

4）在低時(shí)延方面，根據(jù)歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)、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(gè)典型業(yè)務(wù)對(duì)于傳輸延遲的要求。

表3 電網(wǎng)中不同典型業(yè)務(wù)的的延遲要求

4G時(shí)延往往超過(guò)50ms，這樣的性能對(duì)于上述場(chǎng)景并不適用。但5G端到端延遲的預(yù)期性能指標(biāo)為1ms，能針對(duì)許多協(xié)同控制場(chǎng)景提供靈活和及時(shí)的響應(yīng)。

5）5G具有低功耗特征。通過(guò)優(yōu)化休眠/活動(dòng)比、設(shè)置無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的休眠以及網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可讓設(shè)備以低功耗方式運(yùn)行，保持電力物聯(lián)網(wǎng)中智能終端設(shè)備的較低能耗，從而保持較低的維護(hù)成本和設(shè)備成本，確保了設(shè)備壽命（對(duì)于工業(yè)應(yīng)用，通常至少10年）。

我國(guó)尤其重視5G技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用。全球能源互聯(lián)研究院的白韋等認(rèn)為首先明確5G技術(shù)是否適用于電力無(wú)線傳輸業(yè)務(wù)是未來(lái)電力系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)的關(guān)鍵，他們通過(guò)分析典型的電子無(wú)線傳輸業(yè)務(wù)與5G技術(shù)的兼容性，提出了一種基于灰色系統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)適應(yīng)度評(píng)價(jià)模型，對(duì)典型的電子無(wú)線通信業(yè)務(wù)和5G技術(shù)解決方案之間的適應(yīng)度進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果表明，5G解決方案適用于電網(wǎng)中典型的配電自動(dòng)化、負(fù)載控制業(yè)務(wù)和分布式發(fā)電機(jī)和電能數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，5G技術(shù)在電力無(wú)線傳輸領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

此外，在我國(guó)2018年發(fā)布的《5G助力智能電力應(yīng)用白皮書(shū)》及2020年發(fā)布的《5G行業(yè)虛擬專(zhuān)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)》中都表示5G能更好地在安全可靠數(shù)據(jù)傳輸、可管可控等方面助力電力物聯(lián)網(wǎng)的典型業(yè)務(wù)應(yīng)用，推動(dòng)電力能源管理由粗放型向精細(xì)化轉(zhuǎn)變。未來(lái)，我國(guó)將在政策方面全面支持建設(shè)5G業(yè)務(wù)并合理地運(yùn)用到電力行業(yè)中開(kāi)發(fā)其最大價(jià)值，這無(wú)疑將推動(dòng)電力物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)的進(jìn)一步發(fā)展。

2.2 5G技術(shù)在電力物聯(lián)網(wǎng)中的研究現(xiàn)狀

ITU定義了5G三大場(chǎng)景：增強(qiáng)移動(dòng)帶寬（Enhanced Mobile Broadband, eMBB）、超高可靠低時(shí)延通信（Ultra-Reliable and Low Latency Communications, uRLLC）和大規(guī)模機(jī)器類(lèi)通信（Massive Machine Type Communications, mMTC），如圖4所示。

圖4 5G 三大應(yīng)用場(chǎng)景

定義eMBB典型的應(yīng)用包括超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等。uRLLC典型的應(yīng)用包括自動(dòng)駕駛、工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)、智能電網(wǎng)、智能運(yùn)輸、公共保護(hù)和救災(zāi)等的無(wú)線控制，這類(lèi)場(chǎng)景聚焦對(duì)時(shí)延和可靠性極其敏感的業(yè)務(wù)。mMTC典型的應(yīng)用包括智能電網(wǎng)、智能家居和智慧城市等，這類(lèi)場(chǎng)景對(duì)連接密度要求較高，呈現(xiàn)行業(yè)多樣異構(gòu)性和差異化。

不難看出，5G的三大應(yīng)用場(chǎng)景是對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸方案三大應(yīng)用場(chǎng)景的進(jìn)一步深化。國(guó)內(nèi)外相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者也按照5G的三大應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行劃分，并開(kāi)展了相關(guān)的研究工作。

2.2.1 電力物聯(lián)網(wǎng)eMBB場(chǎng)景

eMBB場(chǎng)景主要滿足一些高帶寬業(yè)務(wù)需求，是對(duì)數(shù)據(jù)采集類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)信息傳輸場(chǎng)景的加強(qiáng)。目前，電力物聯(lián)網(wǎng)在這方面的應(yīng)用主要是電網(wǎng)大視頻，包括了變電站機(jī)器人巡檢、輸電線路無(wú)人機(jī)在線監(jiān)測(cè)、配電房視頻監(jiān)控、移動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)管控及應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)自組網(wǎng)綜合應(yīng)用等。已經(jīng)有不少研究人員嘗試應(yīng)用5G技術(shù)在某些場(chǎng)景中做了實(shí)驗(yàn)，并取得了一定成果。

中國(guó)聯(lián)通聯(lián)合東莞市供電局在變電站內(nèi)設(shè)置了基于5G的無(wú)人機(jī)110kV線路定點(diǎn)巡航，在回傳的高清視頻/圖像中，能夠清晰讀取銘牌信息與線路狀態(tài)，有效提升巡檢工作效率。趙雷等基于5G模組開(kāi)發(fā)了巡檢機(jī)器人，解決了現(xiàn)有4G技術(shù)中由于帶寬不足導(dǎo)致的視頻圖像丟幀卡頓、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)高等問(wèn)題，提高了巡檢效率。

隨著電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，未來(lái)基于多維度感知電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)是十分必要的，對(duì)于大視頻的采集必不可少。通常，對(duì)于復(fù)雜多樣性環(huán)境的清晰拍攝和錄像需要至少200Mbit/s帶寬的支持并具備較大范圍通信距離，現(xiàn)有的無(wú)線傳輸方式很難同時(shí)滿足這些要求，而5G將為這項(xiàng)服務(wù)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。

2.2.2 電力物聯(lián)網(wǎng)uRLLC場(chǎng)景

uRLLC場(chǎng)景是對(duì)控制類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)信息傳輸場(chǎng)景的加強(qiáng)，主要包括電力物聯(lián)網(wǎng)中的無(wú)線控制及電力系統(tǒng)調(diào)度信息傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)。電力系統(tǒng)生產(chǎn)控制區(qū)域的不同服務(wù)對(duì)延遲和可靠性有不同的要求，特定的業(yè)務(wù)包括分布式配電自動(dòng)化、分布式能源調(diào)控、配電網(wǎng)差動(dòng)電流保護(hù)和用電負(fù)荷需求側(cè)響應(yīng)等。中國(guó)南方電網(wǎng)公司在2018年的一份報(bào)告中對(duì)于未來(lái)上述業(yè)務(wù)的關(guān)鍵需求指標(biāo)進(jìn)行了匯總，見(jiàn)表4。

表4 控制類(lèi)業(yè)務(wù)需求指標(biāo)

現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸方案如電力光纖、無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)等存在成本高、穩(wěn)定性差、時(shí)延較高等多種問(wèn)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(dòng)電流保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)合做了嘗試，工程示范中差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作延時(shí)大約在67~71ms，且穩(wěn)定性良好。

為了滿足ms級(jí)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(guò)渡，繼承了5G系統(tǒng)的低延遲設(shè)計(jì)概念，支持頻譜聚合技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(duì)電網(wǎng)服務(wù)的要求。

2.2.3 電力物聯(lián)網(wǎng)mMTC場(chǎng)景

mMTC場(chǎng)景的關(guān)鍵用途是連接部署的海量感知終端設(shè)備，滿足海量連接的業(yè)務(wù)需求，是對(duì)采集類(lèi)業(yè)務(wù)的全面完善。目前在電網(wǎng)中，一方面，由于數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的限制，很多感知終端僅收集和上傳部分信息；另一方面，局部系統(tǒng)中僅配備了非常稀疏的感知終端，這種“稀疏的數(shù)字化”在對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)方面留下了諸多盲點(diǎn)，很多值得監(jiān)測(cè)的物理、化學(xué)、氣象狀態(tài)及用電信息等數(shù)據(jù)產(chǎn)生了遺漏。

在電力物聯(lián)網(wǎng)中通過(guò)使用更多的感知設(shè)備，可以對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、電網(wǎng)中的能量流動(dòng)等進(jìn)行更加深入的了解，并有助于實(shí)現(xiàn)用電環(huán)節(jié)（分布式電源、充電樁、居民用戶等）的信息采集、能效管理、智能電器等雙向交互服務(wù)。

有學(xué)者介紹了智能電網(wǎng)如何受益于5G環(huán)境中的先進(jìn)分布式狀態(tài)估計(jì)方法，概述了新興的分布式狀態(tài)估計(jì)解決方案，該學(xué)者認(rèn)為，5G的出現(xiàn)將極大地促進(jìn)廣域測(cè)量系統(tǒng)所需的分布式信息獲取和處理服務(wù)的提供，從而為未來(lái)分布式智能電網(wǎng)服務(wù)的發(fā)展提供理想的舞臺(tái)。

英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的Mehdi Zeinali教授和John Thompson教授認(rèn)為，在所有用戶端配備大量基于5G數(shù)據(jù)傳輸模塊的智能電表能夠?qū)崿F(xiàn)客戶和電力公司之間的雙向通信，從而優(yōu)化自動(dòng)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施（Automated Metering Infrastructure, AMI），是實(shí)現(xiàn)高效能源管理系統(tǒng)的重要一步，仿真結(jié)果表明，他們所提出的基于5G的智能計(jì)量通信，具有更好的覆蓋范圍和鏈路可靠性：在全區(qū)域部署情況下，可將停電用戶數(shù)減少到5%以下。

此外，有學(xué)者比較了兩種不同的配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控和控制策略：基于4G的集中式管理方法和基于5G的分布式管理方法，認(rèn)為電網(wǎng)應(yīng)用中將需要更大規(guī)模、更加普遍的實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集（Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA）及控制業(yè)務(wù)以加強(qiáng)電網(wǎng)中分布式管理能力，這將迫切地需要5G無(wú)線傳輸技術(shù)來(lái)介入。

?3 電力物聯(lián)網(wǎng)-5G應(yīng)用挑戰(zhàn)和數(shù)據(jù)傳輸方案發(fā)展趨勢(shì)

3.1 5G應(yīng)用挑戰(zhàn)

當(dāng)前，各類(lèi)數(shù)據(jù)傳輸方案正在不斷地發(fā)生著演進(jìn)，v5.2低功耗藍(lán)牙、NB-IoT、xPON光纖、北斗四代衛(wèi)星等都為電網(wǎng)提供了更高效率的數(shù)據(jù)信息傳輸方案，但要滿足電力物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字化變革與能源革命下的建設(shè)要求，打造具備統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、高度響應(yīng)能力、高魯棒性和強(qiáng)可擴(kuò)展性的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，還有許多問(wèn)題亟待解決。

新興的5G數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)憑借其突出的性能優(yōu)勢(shì)、能夠利用現(xiàn)有通信基礎(chǔ)設(shè)施的便利性以及支持網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)等優(yōu)勢(shì)逐步取代現(xiàn)有的部分無(wú)線和有線傳輸方案，在響應(yīng)當(dāng)前需求的同時(shí)，還能夠變被動(dòng)為主動(dòng)地引導(dǎo)全面性的業(yè)務(wù)發(fā)展，在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用勢(shì)在必行。但在應(yīng)用初期，也可預(yù)見(jiàn)性地存在一些挑戰(zhàn)，主要包括：

1）5G與現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸方案的融合，共存問(wèn)題

對(duì)于電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方案的選擇，需要綜合考慮傳輸數(shù)據(jù)密級(jí)、業(yè)務(wù)特征及通信物理環(huán)境等問(wèn)題。5G無(wú)法完全取代當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸方案。例如，對(duì)于需要嚴(yán)格保障安全性與可靠性的控制信號(hào)、調(diào)度語(yǔ)音等數(shù)據(jù)的傳輸方面，目前5G技術(shù)由于無(wú)法排除受干擾及被攻擊的可能性，無(wú)法替代電力光纖專(zhuān)線在其中的作用。5G與現(xiàn)有多樣化數(shù)據(jù)傳輸方案的異構(gòu)化融合將是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，它們的共存與相互協(xié)作將是常態(tài)。

2）5G在電力物聯(lián)網(wǎng)中的時(shí)間同步問(wèn)題

作為通信承載網(wǎng)絡(luò)中必不可少的支撐部分，時(shí)間同步技術(shù)在其中起著非常關(guān)鍵的作用。通過(guò)解決如何聯(lián)合衛(wèi)星技術(shù)建設(shè)高精度天地一體化時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)；如何優(yōu)化現(xiàn)有同步傳輸技術(shù)（如1588v2），提高單個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的時(shí)間處理精度等問(wèn)題，從而提供統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)，保證傳輸數(shù)據(jù)的有效性，滿足同步相量測(cè)量、數(shù)字差動(dòng)保護(hù)、故障測(cè)距等的業(yè)務(wù)需求顯得十分重要。

3）5G終端設(shè)備以及通信基站的能耗管理

5G無(wú)線傳輸系統(tǒng)的主要耗電環(huán)節(jié)是海量的通信終端設(shè)備及通信基站。隨著電力物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，部署超級(jí)密集的通信終端設(shè)備及基站，巨大的能耗將是可預(yù)見(jiàn)性的，故提升5G數(shù)據(jù)傳輸能效對(duì)于電力物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)十分重要。對(duì)于5G終端設(shè)備，除了直接入手硬件，開(kāi)發(fā)低能耗器件外，考慮如何利用射頻、溫差等環(huán)境參數(shù)獲取能量，研究一體化低功耗無(wú)源設(shè)計(jì)將是研究者們思考的方向。對(duì)于通信基站，優(yōu)化基站設(shè)置以能效最大化為運(yùn)營(yíng)思路、與配電網(wǎng)供需互動(dòng)[58]并利用可再生能源將是可行的方案。

4）5G無(wú)線傳輸?shù)陌踩詥?wèn)題

5G作為新一代無(wú)線蜂窩技術(shù)，其在電力物聯(lián)網(wǎng)中使用的通信網(wǎng)絡(luò)可以是私有的也可以是公有的。在加強(qiáng)電力5G專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)，共享經(jīng)濟(jì)時(shí)代下，通過(guò)已有通信基礎(chǔ)設(shè)備組建的公共網(wǎng)絡(luò)完成電力物聯(lián)網(wǎng)部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸將是一個(gè)趨勢(shì)。無(wú)線傳輸方式和公共網(wǎng)絡(luò)的使用都會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)新類(lèi)型的安全風(fēng)險(xiǎn)。保障5G網(wǎng)絡(luò)接入安全、5G終端安全、切片安全、邊緣計(jì)算安全，支持統(tǒng)一的身份管理與認(rèn)證，支持多元化信任關(guān)系構(gòu)建，探索隱私保護(hù)策略，以及建立并分析對(duì)應(yīng)的威脅模型，這些研究都將有助于建立5G無(wú)線傳輸技術(shù)在電力物聯(lián)網(wǎng)中的安全性使用標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 數(shù)據(jù)傳輸方案發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)于電力物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸方案，其發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1）順應(yīng)數(shù)字化發(fā)展變革，面向多元化的海量信息

現(xiàn)階段電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸需求主要來(lái)自各類(lèi)電力設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測(cè)與控制，用電信息的采集和電力系統(tǒng)的調(diào)度等。但隨著電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)中對(duì)于分布式采集類(lèi)業(yè)務(wù)更加全面深化、控制類(lèi)業(yè)務(wù)與主網(wǎng)精準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)等要求的提升，以及對(duì)于配合人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全面感知分析、加強(qiáng)用戶側(cè)的雙向互動(dòng)、互聯(lián)協(xié)調(diào)多種能源等多層次、多方面新要求的提出，使得電力物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)流動(dòng)信息具有更加鮮明的多樣性、復(fù)雜性、海量化等特點(diǎn)。

在通信內(nèi)容更加豐富的趨勢(shì)下，要有針對(duì)性地考慮業(yè)務(wù)通信需求的差異化，實(shí)現(xiàn)相互安全隔離、功能可定制的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，并在對(duì)應(yīng)帶寬、速率、時(shí)延等方面做出適應(yīng)與提升，從而支持電力物聯(lián)網(wǎng)中多元融合的大數(shù)據(jù)分析。

2）構(gòu)建一體化通信架構(gòu)

面對(duì)未來(lái)多樣化的業(yè)務(wù)形式和海量的信息交互，需要建立“綜合接入、一體承載、業(yè)務(wù)貫通”的通信架構(gòu)建設(shè)理念。構(gòu)建一體化的通信網(wǎng)絡(luò)是必然的趨勢(shì)，由統(tǒng)一的平臺(tái)提供安全可靠、承載能力強(qiáng)勁的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行感知層內(nèi)基本單元的信息交互、統(tǒng)一向上至平臺(tái)層的數(shù)據(jù)接入，或以應(yīng)用層信息進(jìn)行對(duì)內(nèi)、對(duì)外的反饋、交互，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)貫通。一體化的通信網(wǎng)絡(luò)憑借覆蓋面廣、資源調(diào)配靈活，必將促使電力物聯(lián)網(wǎng)的信息化、專(zhuān)業(yè)化、科學(xué)化水平進(jìn)一步深入。這將為電網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享和能源互動(dòng)奠定基礎(chǔ)，協(xié)助未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)發(fā)展。

?4 結(jié)論

本文以電力物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸方案為研究對(duì)象，首先結(jié)合當(dāng)下的數(shù)字化變革和能源革命討論了在建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)過(guò)程中研究數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的重要性。通過(guò)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(chǎng)景劃分為采集、控制和業(yè)務(wù)信息傳遞三大類(lèi)，然后梳理、討論了現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸方案在三大場(chǎng)景中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并分析了數(shù)字化變革下三大場(chǎng)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(duì)于數(shù)據(jù)傳輸方案的新要求。

當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸方案應(yīng)對(duì)數(shù)字化變革乏力，作者認(rèn)為5G作為無(wú)線傳輸奇點(diǎn)技術(shù)將能夠應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，于是從5G技術(shù)特征出發(fā)，分析了5G技術(shù)在電力物聯(lián)網(wǎng)中的適用性，然后對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者在電力物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中的5G應(yīng)用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了列舉和討論，得出5G技術(shù)必將在電力物聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中占有重要席位這一結(jié)論。

最后，本文預(yù)見(jiàn)了5G應(yīng)用于電力物聯(lián)網(wǎng)中將會(huì)面臨的方案融合、高精度時(shí)間同步、能耗管理以及安全性問(wèn)題，展望了未來(lái)電力物聯(lián)網(wǎng)在朝著能源互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)過(guò)程中，其數(shù)據(jù)傳輸方案將承載多元化的海量信息，并將以一體化通信架構(gòu)發(fā)展。

以上研究成果發(fā)表在2021年第17期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方案：現(xiàn)狀與基于5G技術(shù)的展望”，作者為黃彥欽、余浩 等。