5G电力专网架构及关键技术

随着5G网络的建设和关键技术的发展,5G专网和电力应用开始大规模融合,催生出能适应电力需求的5G电力专网。首先,梳理电力“发”、“输”、“变”、“配”、“用”多个环节各类业务对通信网络时延、带宽、覆盖范围等指标的初步要求,并通过变电站智能巡检、配网差动保护、计量自动化三大典型电力业务场景分析电力业务对通信网络时延、带宽、可靠性、连接数等性能的详细需求;其次,重点阐述适合电力业务场景需求的5G软、硬切片专网方案和公网专用、专网专用的5G核心网组网架构,同时分析5G核心网5G LAN、端边协同等关键技术;最后,通过实际落地的5G电力专网案例和成果验证说明5G电力专网已基本能满足电力业务对带宽、时延、安全等需求,同时提出5G电力专网规模化商业应用还需解决5G切片颗粒度偏大、业务开通不够智能化、产业链升级缓慢、关键技术还需迭代等问题。

5G电力虚拟专网中基于联邦对抗学习的分布式异常检测算法

针对5G电力虚拟专网中高维、不均衡和分布式的数据特征,提出了一种基于联邦对抗学习的分布式异常检测算法。首先,鉴于生成对抗网络在获取高维复杂数据分布方面的优势,采用具有梯度惩罚的Wasserstien生成对抗网络(WGAN-GP)模型对网元中的多维运行数据进行分析和监控并获取其分布情况。其次,基于5G电力虚拟专网的管理架构,设计了一种基于联邦对抗学习的分布式异常检测框架,使分布式电力切片管理器能够协同训练全局异常检测模型,增强模型泛化能力。最后,通过数值仿真验证了基于联邦对抗学习的分布式异常检测算法的训练效率和检测性能。

5G电力虚拟专网和数字孪生相结合的系统架构和构建

设计了一种5G电力虚拟专网和数字孪生相结合的系统架构,并考虑了终端数字孪生时同步的构建方法,提出了一种分层多智能强化学习算法。该算法决定分配给电力用户终端的资源和数字孪生体的放置,上层通过深度Q网络实现切片通信资源的分配,下层通过多智能体深度强化学习实现电力用户终端的数字孪生体放置。实验结果表明,所提出的分层多智能体算法在电力用户终端数字孪生体的同步强度上能获得较好的系统收益。

5G电力虚拟专网在电网监测及调控中的应用分析

为推进5G网络与智能电网的进一步融合,深化5G电力虚拟专网在电网监测及调控中的应用,结合5G电力虚拟专网技术特点,提出其在电网监测及调控中的典型组网架构,根据相关业务特征,对典型应用场景进行分析,提出不同场景下的传输性能要求。同时对5G电力虚拟专网在电网推广应用所需要的关键技术展开探讨,构建相应标准体系,并对信号增强技术进行研究。最后结合试点情况,提出当前应用中存在的问题及面临的挑战。

电力业务与公网5G匹配模式及合作建设

论述了电力系统应用5G网络的优势,并从电力业务空间分布、QoS性能、业务架构及安全防护等多角度与5G网络进行匹配,提供了5G与电力业务匹配的系统级框架;从公网资源独享专用与电力业务分区的角度,阐述了电力公司与运营商合作建设5G网络的模式,提出了合作建设的总体架构,为5G网络在电力系统的规模化应用指明方向。

5G电力虚拟专网架构及关键技术研究

介绍了5G电力虚拟专网架构、关键技术以及规模化应用分析。首先,整体梳理了5G网络在电力领域应用过程中需要考虑的电力业务特性,并通过几大典型电力业务场景具体介绍了电力业务对5G网络的网络能力要求;其次,重点阐述了5G电力虚拟专网体系及组网架构,同时结合试点部署情况,分析了电力5G专网规模化应用仍然面临的问题;最后,基于电网业务需求展望电力5G关键技术及其未来发展,为5G网络在电力领域的应用落地和推广提供有益借鉴。

超高带宽5G电力无线专网通信流量调度算法

当前超高宽5G电力无线网属于时间敏感网络,可以支持电力相关的敏感数据等多类型流量数据共同传输,通过全局规划调度不同类型数据,并在出端口消除冲突依次传输。虽然有超高带宽的保证,但是电力时间敏感数据流量调度与路由分离,导致不同流量下,时间敏感流量数据与非时间敏感流量数据调度中发生时隙争用,形成调度冲突。设计一种针对超高带宽5G电力无线专网通信的流量调度算法,利用抽样与两级CBF技术对超高带宽5G电力无线专网中的通信流量展开识别,以确定大小流。利用链路的最大剩余带宽、时延和丢包率作为评价指标来计算流量数据时间敏感性的综合评分。根据敏感性评分和数据流量大小,作为待选路径的原则,结合大小流的调度需求,采用优化的蚁群算法来选取最优路径,从而实现通信流量的调度。实验结果表明:该方法提高了超高带宽5G电力无线专网的对分带宽和链路利用率,并且降低了链路丢包率。整个电力网络的负载能力也得到了提高。

基于差异化业务需求的电力5G虚拟专网组网方案研究

5G可在具有更高价值的垂直行业应用场景中为设备赋智、为企业赋值、为产业赋能。电力行业在通信需求方面与5G通信的特点高度契合。文章基于电力业务差异化通信需求,进行5G典型组网方案研究,主要从5G网络发展现状、电力5G业务模型分析、支撑电力业务通信指标的5G关键技术、5G与电力业务适配性分析、电力5G虚拟专网组网架构及组网方案开展研究分析,进一步保证5G在电力场景科学、高效应用,支撑公司5G规模化应用。