5G技术在能源监测及评估中的应用研究

5G技术在能源监测及评估中的应用研究

张自成

重庆信科设计有限公司 重庆 400221

摘要：一般来说，提升能源管理效率能够在很大程度上避免能源浪费现象的产生，而实现这一目标的重要举措就是对能源进行有效的监测与评估。科学技术是第一生产力，实现能源监测与评估有效性的关键就在于将科学技术手段应用其中。随着科技的不断发展，5G技术逐渐走进了人们的视野中，并且已经有了十分广泛的应用，将5G技术应用到能源监测及评估中能够发挥重要的作用。本文对5G技术在能源监测及评估中的应用进行了分析。

关键词：5G技术；能源监测；疾控中心

引言：对于一个国家而言，能源在其发展过程中有着至关重要的作用，是支撑其正常运行的基础，提升能源管理效率可以防止能源的过度使用，因此，有必要对能源进行监测与评估。近些年来，5G技术有着良好的发展态势，具备即时数据通信等多方面的优势，能够很好地满足能源监测与评估的需求。与此同时，能源领域与5G技术的融合能够为能源生产及消费模式的创新提供助力，推动能源革命。

1 5G技术特点及应用场景

第五代移动通信技术简称5G技术，是当前最新一代的通信技术，国际电信联盟对5G技术的应用场景进行了定义，分别是海量大连接、增强型移动宽带以及超高可靠与低延时通信。第一，增强型移动宽带应用场景能够在很大程度上提升带宽接入能力以及体验速率，用户在使用的过程中，速率可以达到10Gbit/s，其使用体验得到了有效的优化，该场景能够在高清视频AR以及VR中发挥重要的作用，这也是该场景应用的典例。第二，海量大连接场景能够在每平方米的范围内连接数百万个设备，连接设备密度巨大，这为车联网场景的连接以及后续的应用和开发创造了良好的环境，其中，市政物联、家居智能化以及物流信息跟踪等都是海量大连接的典型应用。第三，超高可靠与低时延通信场景，该应用场景主要将关注点放在了一些对可靠性和网络延迟时间要求较高的业务场景，5G技术的延迟时间可以达到毫秒级，智慧城市、工业互联网以及智能电网等都是超高可靠与低时延的典型应用案例^[1]。

在2020年，5G技术的相关标准也实现了更加积极地优化，2020年7月份，宣布冻结5G R16标准，与2019年形成的R15标准进行比较，无论是在应用能力方面，还是在关键性能以及网络基础能力方面，R16标准都实现了有效的提升，这为5G技术应用到垂直行业中创造了便捷性更强的网络部署模式。

2 5G技术在能源监测及评估中的应用

2.1 5G技术在煤炭能源监测及评估中的应用

5G技术本身拥有的海量连接、低时延以及大带宽的特点与煤炭能源监测和评估过程中需要更低时延控制、更大数据传输带宽以及更广泛数据接入的要求完美契合。5G技术应用到煤炭能源监测及评估中，从本质上来看就是为上传海量的数据创设一条质量突出的高速公路，有了这条“高速公路”，监测数据的上传有了强大的支撑力量，并且评估工作的开展创造了便利。过去，在对煤炭能源进行监测时，也会使用到无线设备，但是经常会出现延迟时间过长、信号中断以及掉线等现象，导致监测和评估工作无法顺利的开展。在将5G技术应用到煤炭能源的监测时，延迟时间能够以毫秒为单位进行计算，地面上的操作人员在进行设备的操控时，基本感受不到时延，能够在短时间内有效的完成煤炭能源的监测与评估。

在煤炭能源的监测与评估中应用5G技术，一方面能够将信号传输与通话问题进行很好地解决，另一方面，还能够提升煤炭开采的质量和效率，同时增强矿井环境监测的水平，为煤矿综合管控质量的提升创造良好的条件^[2]。

2.2 5G技术在油气能源监测及评估中的应用

油气能源铺设的管道一般都有着较长的线路，并且会经过许多地区，往往会面临比较复杂的地理环境，出现问题或者是发生危险的概率较高，因此，对油气管道进行监测与评估有着十分重要的意义，能够有效保障人民群众的生命财产安全。以往在监测油气管道的过程中使用到的方法通常是人工巡检，这种形式往往会投入大量的人力成本，并且工作人员还要承受较大的劳动强度。除此之外，由于对油气管道进行监测与评估是一项十分系统且复杂的工程，人工巡检的形式往往不会达到较高的效率，巡检时间较长，难以实现全天候监管。将5G技术应用到油气管道中能够搭建起一个高清视频监控系统，从而实现利用视频监控的手段监测油气管道，并实时回传监控画面，监控画面本身的清晰程度也较高，为评估工作创造了便利。不仅如此，利用5G技术，还能够对油气管道进行全天候的监控，并且，视频监控系统中还能够植入一个预警系统，一旦发生异常情况，预警系统还能够实现自动化报警，为工作人员能够在短时间内处理非正常情况提供良好的条件。

2.3 5G技术在分布式能源监控中的应用

分布式能源系统是一种与以往不同的能源供给形式，可以在一定程度上补充集中式能源供给系统的不足。该系统基本是借助风电、光伏发电这种形式的可再生能源发展起来的全新路径，在一些能源需求较为分散或者是能源需求量较小的非常规场景中，分布式能源系统能够发挥重要的作用，一方面，它能够为梯级利用能源创造便利的条件，另一方面，还能够有效避免能源浪费现象，实现能源利用的高效率，并增强能源使用的安全性与环保性。分布式能源系统本身有着分散的特点，因此，对相关设备的监控、运行维护、故障诊断以及相关数据信息的采集都提出了较高的要求。而将5G技术应用其中能够取得良好的效果，5G技术具备低时延、高可靠性、海量大连接以及速率较高的特点，这与分布式能源系统智慧化、海量以及分散的需求完美贴合，可以通过针对不同业务类型提供差异化网络切片的形式实现系统中每一项业务服务水平的提升，并满足不同需求，从而推动分布式能源更好地发展。

2.4 5G技术在能源监测与评估中应用的相关形式

5G技术在应用到能源监测与评估中时，存在着多种形式，能够有效提升工作效率。具体来说，第一，机器人巡检形式。这种形式主要是利用5G技术大带宽的特点，将机器人与5G技术相连，从而实现机器人同时对多个能源线路进行监测，并将红外传感、温度传感、湿度传感以及辐射传感等相关传感信息上传到集控中心，方便集控中心对能源进行评估，并实现远程操控作业。第二，无人机巡检。这种形式与机器人巡检形式存在着一定的相似之处，都是利用5G技术大带宽的特性。无人机巡检的形式是通过5G技术网联无人机的形式，将无人机对能源进行监测所生成的视频图像进行实时高清回传，再由集控中心完成后续的操作。除此之外，5G技术在应用到能源监测与评估时，还会使用到全景鹰眼摄像头以及智能穿戴设备等。

总结：综上所述，5G技术有着数据传输效率高，延迟时间短，连接容量大以及移动性强等多方面的特性，对于能源领域而言，将5G技术应用其中能够取得可观的效果。一方面，可以将能源监测数据及时的传输到控制中心，方便评估工作的开展，另一方面，还能够实现智能化监测，减少人力资源的投入，并降低相关人员的工作强度。在未来的发展中，相信5G技术会为能源领域的发展提供更多的便利。

参考文献：

[1]牟俊.5G与能源行业融合发展探讨[J].中国信息化,2021(07):90-91.

[2]彭玉新.5G技术在能源智慧化管理中的应用[J].通讯世界,2021,28(4):321-322.