CN111525688A - 一种基于5g网络的电力物联配电网系统和互联方法 - Google Patents

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CN111525688A CN202010333901.8A CN202010333901A CN111525688A CN 111525688 A CN111525688 A CN 111525688A CN 202010333901 A CN202010333901 A CN 202010333901A CN 111525688 A CN111525688 A CN 111525688A
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Abstract

本发明属于信息物理系统领域，具体涉及一种基于5G网络的电力物联配电网系统和互联方法。该方法先对配电网负荷进行分析，建立配电网负荷分析模型；再搭建考虑能量路由器的配电网综合潮流分析模型；然后，从电力物联网建设的感知层、网络层、平台层、应用层入手，整合运用大数据技术，构建电力物联配电网系统；电力物联配电网系统通过感知终端对感知信息进行高效采集以及智能融合，以5G通信网络进行数据传输，在平台层进行数据处理，最终传输至应用层进行应用；该系统包括配电网负荷分析模块、配电网综合潮流分析模块、电力物联网。本发明以能量路由器为核心设备，具有灵活可控、交直流混合接入等特点。

Description

一种基于5G网络的电力物联配电网系统和互联方法
技术领域
本发明属于信息物理系统领域，具体涉及一种基于5G网络的电力物联配电网系统和互联方法。
背景技术
智能配电网作为用户数据的感知前端，对于用户数据采集有不可替代的作用。目前，国家电网公司拥有世界最大的电网规模，建立了庞大的电网运行系统。如此庞大的数据量，仅依靠现有电网中的通信网络是无法实现传输和存储的。同时，由于更多类型的电源、负荷接入电网，其产生数据的格式、结构多样等因素导致的信息贯通及溯源能力不足的问题也日益明显。随着电网信息化的日益深化以及当代企业对数字化的依赖日益加深，迫切需要在电网建设，尤其是配电网建设过程中融入物联网技术，提升对用户需求的反应速度和响应能力。
发明内容
发明目的：
本发明提出了一种基于5G网络的电力物联配电网系统和互联方法，以5G通信网络为依托，从电力物联网建设的感知层、网络层、平台层、应用层入手，整合运用传感器技术、电力电子技术、自动控制、云计算、智能终端等新技术，提出电力物联配电网系统以及基于5G网络的电力物联配电网通信网络。
技术方案：
一种基于5G网络的电力物联配电网系统互联方法，对配电网负荷进行分析，建立配电网负荷分析模型；再搭建考虑能量路由器的配电网综合潮流分析模型；然后，从电力物联网建设的感知层、网络层、平台层、应用层入手，整合运用大数据技术，构建电力物联配电网系统；电力物联配电网系统通过感知终端对感知信息进行高效采集以及智能融合，以5G通信网络进行数据传输，在平台层进行数据处理，最终传输至应用层进行应用。
进一步的，考虑能量路由器的配电网潮流分析模型的搭建；其中，能量路由器与交流网络的接口包括一次侧端口和二次侧端口，每一个端口看作一台交流/直流整流器，每一侧端口的直流均汇集到能量总线上，一次侧和二次侧之间则是通过直流/直流变流器实现功率转换的。
进一步的，配电网负荷分析模型近似认为配电网负荷为ZIP混合模型，具体负荷节点实际功率和电压之间的关系通过公式(1)和(2)描述；
Figure BDA0002465920520000021
Figure BDA0002465920520000022
式中：Pi和Qi表示节点i的有功和无功注入；Pi0和Qi0为额定电压下节点i有功和无功注入；Ui表示节点i的电压幅值，其电压系数αi、βi、γi分别表示该节点的恒阻抗负荷、恒电流负荷及恒功率负荷的比例，且对于所有节点均满足αi+βi+γi＝1。
进一步的，配电网综合潮流分析模型具体的建立方法包括：
(1)网络节点有功功率注入ΔPi
Figure BDA0002465920520000023
式中，N表示能量路由器的节点数，K表示端口数，Bij、Gij为线路导纳矩阵；
(2)网络节点无功功率注入ΔQi
Figure BDA0002465920520000031
(3)能量路由器端口有功功率控制
Figure BDA0002465920520000032
Figure BDA0002465920520000033
式中，
Figure BDA0002465920520000034
表示端口l注入的有功功率；
Figure BDA0002465920520000035
和
Figure BDA0002465920520000036
表示线路导纳，用来等效计算端口的功率损耗；Fli和Hli为虚拟关联矩阵和伴随关联矩阵；
(4)能量路由器交换功率平衡
Figure BDA0002465920520000037
式中：ΔPst表示交换功率的静态损耗。
进一步的，电力物联配电网系统是一种基于能量路由器的智能配电网系统；其中，能量路由器的控制策略主要通过调节等效综合电压控制系数和提供无功补偿来维持能量路由器所连接交流节点对于能量路由器的有功功率注入和对应的节点电压为目标值，采取该控制策略对应的节点能够等效为PV节点。
进一步的，电力物联配电网系统通过用户端的数据网络，并形成与电网端的有机互联；具体步骤包括：
步骤1：电力物联网的感知层实现对感知信息采取统一的规范并全面采集，以智能配变终端为核心建设智能感知低压用电现场，
步骤2：对感知终端进行高效采集并实现智能融合，通过边缘智能管理终端，支持多模态网络接入；应用边缘计算及存储技术的HPLC物联网功能通讯模块并支持多模态网络接入；
步骤3：在智能电表上集成非侵入式用户负荷监测分析功能；由远程应用对分解分析的用户用电行为数据归纳后给出用户优化用电方案；
步骤4：网络层加强基础设施建设，增强网络覆盖；通过建设大带宽、低时延的5G基站对作业现场进行覆盖。
进一步的，能量路由器为多端口路由器，具有高压交流端口、低压交流端口、低压直流端口；
其中，高压交流端口主要作为与配电网系统连接的接口；低压交流端口主要作为各类交流负载的电源；低压直流端口则外接大容量储能装置、分布式电源、电动汽车充电装置等直流设备；
能量路由器的控制方案与其三级式结构是一一对应的；在整流侧一般采用载波移相脉宽调制方法，同时加入高压直流母线电压和网侧电流的双环控制，其控制方程为
Figure BDA0002465920520000041
式中：d为占空比；uac(n)为交流电压瞬时值；Lac为网侧电感；Ts为控制周期；i*为电流指令值；i(n)为电流瞬时值；Udc为直流母线电压；
在双向全桥变换器变换环节采用高频调制对两侧H桥进行控制，占空比为50％；通过两侧H桥调制信号的相位差来控制流过功率的方向和大小；DAB的输出功率的表达式为
Figure BDA0002465920520000042
式中：n为变压器变比；d1＝φ/π，为移相比，其中φ为前后级H桥调制信号的相位差；fs为开关频率；UH1和UL分别为DAB的输入、输出端直流电压；L为变压器漏感；在DAB控制系统中引入了低压直流母线的电压闭环控制以实现低压侧直流电压的稳定；
逆变侧采用经典的电压、电流双闭环控制来输出正弦的电压波形，并控制有功和无功。
进一步的，基于5G网络的电力物联配电网通信网络具体包括：提出按照数据的生命周期进行分类讨论，将数据划分为“固态数据”和“动态数据”；需要实现数据实时更新及系统及时响应的用户存在终端应用和感知层重叠的情况，这一部分用户实现感知层和应用层数据信息的双向传输，实时感知，动态互联；在存储层，固态数据以内网云的形式，存储在边缘服务器上，需要传输时，系统动态分配带宽；对于需要快速响应的工程动态数据，需要时刻在存储空间内预留满足其更新的空间，并架设专用的传输线路以保证其实时性；当动态数据得到响应后，将被移入备份区，备份区采用云存储，根据数据类型不同，定期清理更新；动态数据在备份区保存期间支持异地下载，便于离线保存；在处理层，由于在存储层运用了边缘计算技术，数据以标准的数据结构传输到本层，中心数据库无需再对数据进行预处理，可直接进行核心功能的计算。
一种基于5G网络的电力物联配电网系统，该系统包括配电网负荷分析模块、配电网综合潮流分析模块、电力物联网，配电网负荷分析模块，用于建立配电网负荷分析模型；配电网综合潮流分析模块，用于在配电网负荷分析模型的基础上通过考虑能量路由器搭建配电网综合潮流分析模型；电力物联网，用于从感知层、网络层、平台层、应用层入手，整合运用大数据技术，构建电力物联配电网系统；电力物联配电网系统通过感知终端对感知信息进行高效采集以及智能融合，以5G通信网络进行数据传输，在平台层进行数据处理，最终传输至应用层进行应用。
进一步的，大数据技术包括传感器技术、电力电子技术、自动控制、云计算、智能终端。
优点及效果：
本发明具有以下优点和有益效果：
本发明以能量路由器为核心设备，具有灵活可控、交直流混合接入等特点。同时，在独立于电网信息通信网络之外，对用户及设备间的物联数据建立独立的5G通信网络，在保证电网运行可靠性的同时满足海量数据的传输与存储。
随着未来电网建设过程中接入系统的多样性越来越高，尤其是可再生能源大量开发应用，将有很大的应用空间。
附图说明
图1为应用能量路由器的配电网拓扑；
图2为电力物联配电网拓扑；
图3为电力物联配电网通信网络。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
本发明是基于电力物联网建设提出一种配电网建设方案以及配电网通信网络架构。配电网结构如图1所示，其中，加入能量路由器后，可以使微网内部交、直流母线并存，所有电源、储能和负载均可连接至直流母线。
如图1、图2、图3所示，一种基于5G网络的电力物联配电网系统互联方法，对配电网负荷进行分析，建立配电网负荷分析模型；再搭建考虑能量路由器的配电网综合潮流分析模型；然后，从电力物联网建设的感知层、网络层、平台层、应用层入手，整合运用大数据技术，构建电力物联配电网系统；电力物联配电网系统通过感知终端对感知信息进行高效采集以及智能融合，以5G通信网络进行数据传输，在平台层进行数据处理，最终传输至应用层进行应用。
考虑能量路由器的配电网潮流分析模型的搭建；其中，能量路由器与交流网络的接口包括一次侧端口和二次侧端口，每一个端口看作一台交流/直流整流器，每一侧端口的直流均汇集到能量总线上，一次侧和二次侧之间则是通过直流/直流变流器实现功率转换的。
配电网负荷分析模型近似认为配电网负荷为ZIP混合模型，具体负荷节点实际功率和电压之间的关系通过公式(1)和(2)描述；
Figure BDA0002465920520000071
Figure BDA0002465920520000072
式中：Pi和Qi表示节点i的有功和无功注入；Pi0和Qi0为额定电压下节点i有功和无功注入；Ui表示节点i的电压幅值，其电压系数αi、βi、γi分别表示该节点的恒阻抗负荷、恒电流负荷及恒功率负荷的比例，且对于所有节点均满足αi+βi+γi＝1。
配电网综合潮流分析模型具体的建立方法包括：
(1)网络节点有功功率注入ΔPi
Figure BDA0002465920520000073
式中，N表示能量路由器的节点数，K表示端口数，Bij、Gij为线路导纳矩阵；
(2)网络节点无功功率注入ΔQi
Figure BDA0002465920520000074
(3)能量路由器端口有功功率控制
Figure BDA0002465920520000081
Figure BDA0002465920520000082
式中，
Figure BDA0002465920520000083
表示端口l注入的有功功率；
Figure BDA0002465920520000084
和
Figure BDA0002465920520000085
表示线路导纳，用来等效计算端口的功率损耗；Fli和Hli为虚拟关联矩阵和伴随关联矩阵；
(4)能量路由器交换功率平衡
Figure BDA0002465920520000086
式中：ΔPst表示交换功率的静态损耗。
电力物联配电网系统是一种基于能量路由器的智能配电网系统；其中，能量路由器的控制策略主要通过调节等效综合电压控制系数和提供无功补偿来维持能量路由器所连接交流节点对于能量路由器的有功功率注入和对应的节点电压为目标值，采取该控制策略对应的节点能够等效为PV节点。
电力物联配电网系统通过用户(包括发电及用电)端的数据网络，并形成与电网端的有机互联；具体步骤包括：
步骤1：电力物联网的感知层实现对感知信息采取统一的规范并全面采集，以智能配变终端为核心建设智能感知低压用电现场，其中包括智能化低压配电台区，简化维护、巡检程序，提升抢修、用电检查工作效率，实现“四分”同期线损监测与治理；
步骤2：对感知终端进行高效采集并实现智能融合，通过边缘智能管理终端，支持多模态网络接入；应用边缘计算及存储技术的HPLC物联网功能通讯模块实现电能表非计量功能应用及客户用电情况在线监视，并支持多模态网络接入；实现感知环节的多参数一体化采集和预处理；
步骤3：在智能电表上集成非侵入式用户负荷监测分析功能，实现感知环节的多参数一体化采集和预处理；实现特征库的自学习；由远程应用对分解分析的用户用电行为数据归纳后给出用户优化用电方案；
步骤4：网络层加强基础设施建设，增强网络覆盖；通过建设大带宽、低时延的5G基站对作业现场进行覆盖，实现高移动性、高带宽的终端接入，满足视频等大数据量传输需求，为用电信息采集、配变监测、配电自动化等小带宽采集类、控制类业务终端。
能量路由器为多端口路由器，具有高压交流端口、低压交流端口、低压直流端口，3个端口；
其中，高压交流端口主要作为与配电网系统连接的接口；低压交流端口主要作为各类交流负载的电源；低压直流端口则外接大容量储能装置、分布式电源、电动汽车充电装置等直流设备；对这类外部设备的开放性也是能源互联网与能量路由器的核心理念之一。
能量路由器的控制方案与其三级式结构是一一对应的；在整流侧一般采用载波移相脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation，SPWM)方法，同时加入高压直流母线电压和网侧电流的双环控制(无差拍控制)，其控制方程为
Figure BDA0002465920520000091
式中：d为占空比；uac(n)为交流电压瞬时值；Lac为网侧电感；Ts为控制周期；i*为电流指令值；i(n)为电流瞬时值；Udc为直流母线电压；
在双向全桥变换器(dual active bridge，DAB)变换环节采用高频调制对两侧H桥进行控制，占空比为50％；通过两侧H桥调制信号的相位差来控制流过功率的方向和大小；DAB的输出功率的表达式为
Figure BDA0002465920520000101
式中：n为变压器变比；d1＝φ/π，为移相比，其中φ为前后级H桥调制信号的相位差；fs为开关频率；UH1和UL分别为DAB的输入、输出端直流电压；L为变压器漏感；在DAB控制系统中引入了低压直流母线的电压闭环控制以实现低压侧直流电压的稳定；
逆变侧采用经典的电压、电流双闭环控制来输出正弦的电压波形，并控制有功和无功。
基于5G网络的电力物联配电网通信网络具体包括：
提出按照数据的生命周期进行分类讨论，将数据划分为“固态数据”和“动态数据”；需要实现数据实时更新及系统及时响应的用户存在终端应用和感知层重叠的情况，这一部分用户实现感知层和应用层数据信息的双向传输，实时感知，动态互联；在存储层，固态数据以内网云的形式，存储在边缘服务器上(设计单位的工程服务器等)，需要传输时，系统动态分配带宽；
对于需要快速响应的工程动态数据，需要时刻在存储空间内预留满足其更新的空间，并架设专用的传输线路以保证其实时性；
当动态数据得到响应后，将被移入备份区，备份区采用云存储，根据数据类型不同，定期(几天至几年)清理更新；
动态数据在备份区保存期间支持异地下载，便于离线保存；
在处理层，由于在存储层运用了边缘计算技术，数据以标准的数据结构传输到本层，中心数据库无需再对数据进行预处理，可直接进行核心功能的计算。减轻了处理层对服务器软硬件的压力。
一种基于5G网络的电力物联配电网系统，该系统包括配电网负荷分析模块、配电网综合潮流分析模块、电力物联网，配电网负荷分析模块，用于建立配电网负荷分析模型；配电网综合潮流分析模块，用于在配电网负荷分析模型的基础上通过考虑能量路由器搭建配电网综合潮流分析模型；其中配电网负荷分析模型和配电网潮流分析模型，是需要先进行负荷分析，然后才能进行潮流分析，属于递进关系。
电力物联网，用于从感知层、网络层、平台层、应用层入手，整合运用大数据技术，构建电力物联配电网系统；
电力物联配电网系统通过感知终端对感知信息进行高效采集以及智能融合，以5G通信网络进行数据传输，在平台层进行数据处理，最终传输至应用层进行应用。
大数据技术包括传感器技术、电力电子技术、自动控制、云计算、智能终端。
图2为电力物联配电网拓扑结构。电力物联配电网重点建设在于用户(包括发电及用电)端的数据网络，并形成与电网端的有机互联。图2中感知层实现对感知信息采取统一的规范并全面采集，以智能配变终端为核心建设智能感知低压用电现场，其中包括智能化低压配电台区，简化维护、巡检程序，提升抢修、用电检查工作效率，实现“四分”同期线损监测与治理。然后，对感知终端进行高效采集并实现智能融合，通过边缘智能管理终端，支持多模态网络接入；应用边缘计算及存储技术的HPLC物联网功能通讯模块实现电能表非计量功能应用及客户用电情况在线监视，并支持多模态网络接入；实现感知环节的多参数一体化采集和预处理。在智能电表上集成非侵入式用户负荷监测分析功能，实现感知环节的多参数一体化采集和预处理；实现特征库的自学习；由远程应用对分解分析的用户用电行为数据归纳后给出用户优化用电方案。
网络层加强基础设施建设，增强网络覆盖；通过建设大带宽、低时延的5G基站对作业现场进行覆盖，实现高移动性、高带宽的终端接入，满足视频等大数据量传输需求；开展北斗通信卫星技术示范应用进行低成本、大范围覆盖，实现小数据、大连接的感知终端接入要求，包括为用电信息采集、配变监测、配电自动化等小带宽采集类、控制类业务终端。
其中，对于通信网络的结构如图3所示。在感知层，多种多样的传感器和现有的存储单元离散地贯穿电网资产的全生命周期始终。创新地提出安照数据的生命周期进行分类讨论，将数据划分为“固态数据”和“动态数据”。电网资产的基建信息，如设计数据、施工数据等均为固态数据，此类数据的特点是一次录入后长时间内不会发生改变；电网的调控数据、SCADA实时采集的数据等都是动态数据，此类数据需要实时更新，通常也要求系统及时响应；另外，微网内的用户数据以及来自其他网络的数据，因在微网内采用“增量更新”，故数据动态也更新，但这类数据的更新实时性要求并不像控制信号等工程动态数据那么高，采用定期更新的形式。
在存储层，固态数据以内网云的形式，存储在边缘服务器上(设计单位的工程服务器等)，需要传输时，系统动态分配带宽。对于需要快速响应的工程动态数据，需要时刻在存储空间内预留满足其更新的空间，并架设专用的传输线路以保证其实时性。当动态数据得到响应后，将被移入备份区，备份区采用云存储，根据数据类型不同，定期(几天至几年)清理更新。动态数据在备份区保存期间可以支持异地下载，便于离线保存。
在处理层，由于在存储层运用了边缘计算技术，数据以标准的数据结构传输到本层，中心数据库无需再对数据进行预处理，可直接进行核心功能的计算。减轻了处理层对服务器软硬件的压力。
在应用层，一部分的终端应用和感知层重叠。这是由于感知层到应用层的信息是双向流动的，数据的发出者，也就是数据的核心使用者。网络中的各种智能传感器既是电网数据的提供者，同时也是为用户提供综合能源服务的终端。
本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于5G网络的电力物联配电网系统互联方法，其特征在于：
对配电网负荷进行分析，建立配电网负荷分析模型；再搭建考虑能量路由器的配电网综合潮流分析模型；然后，从电力物联网建设的感知层、网络层、平台层、应用层入手，整合运用大数据技术，构建电力物联配电网系统；
电力物联配电网系统通过感知终端对感知信息进行高效采集以及智能融合，以5G通信网络进行数据传输，在平台层进行数据处理，最终传输至应用层进行应用。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的电力物联配电网系统互联方法，其特征在于：考虑能量路由器的配电网潮流分析模型的搭建；其中，能量路由器与交流网络的接口包括一次侧端口和二次侧端口，每一个端口看作一台交流/直流整流器，每一侧端口的直流均汇集到能量总线上，一次侧和二次侧之间则是通过直流/直流变流器实现功率转换的。
3.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的电力物联配电网系统互联方法，其特征在于：配电网负荷分析模型近似认为配电网负荷为ZIP混合模型，具体负荷节点实际功率和电压之间的关系通过公式(1)和(2)描述；
Figure FDA0002465920510000011
Figure FDA0002465920510000012
式中：Pi和Qi表示节点i的有功和无功注入；Pi0和Qi0为额定电压下节点i有功和无功注入；Ui表示节点i的电压幅值，其电压系数αi、βi、γi分别表示该节点的恒阻抗负荷、恒电流负荷及恒功率负荷的比例，且对于所有节点均满足αi+βi+γi＝1。
4.根据权利要求3所述的一种基于5G网络的电力物联配电网系统互联方法，其特征在于：配电网综合潮流分析模型具体的建立方法包括：
(1)网络节点有功功率注入ΔPi
Figure FDA0002465920510000021
式中，N表示能量路由器的节点数，K表示端口数，Bij、Gij为线路导纳矩阵；
(2)网络节点无功功率注入ΔQi
Figure FDA0002465920510000022
(3)能量路由器端口有功功率控制ΔPl H
Figure FDA0002465920510000023
式中，Pl H表示端口l注入的有功功率；
Figure FDA0002465920510000024
和
Figure FDA0002465920510000025
表示线路导纳，用来等效计算端口的功率损耗；Fli和Hli为虚拟关联矩阵和伴随关联矩阵；
(4)能量路由器交换功率平衡
Figure FDA0002465920510000026
式中：ΔPst表示交换功率的静态损耗。
5.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的电力物联配电网系统互联方法，其特征在于：电力物联配电网系统是一种基于能量路由器的智能配电网系统；其中，能量路由器的控制策略主要通过调节等效综合电压控制系数和提供无功补偿来维持能量路由器所连接交流节点对于能量路由器的有功功率注入和对应的节点电压为目标值，采取该控制策略对应的节点能够等效为PV节点。
6.根据权利要求1或5所述的一种基于5G网络的电力物联配电网系统互联方法，其特征在于：电力物联配电网系统通过用户端的数据网络，并形成与电网端的有机互联；具体步骤包括：
步骤1：电力物联网的感知层实现对感知信息采取统一的规范并全面采集，以智能配变终端为核心建设智能感知低压用电现场，
步骤2：对感知终端进行高效采集并实现智能融合，通过边缘智能管理终端，支持多模态网络接入；应用边缘计算及存储技术的HPLC物联网功能通讯模块并支持多模态网络接入；
步骤3：在智能电表上集成非侵入式用户负荷监测分析功能；由远程应用对分解分析的用户用电行为数据归纳后给出用户优化用电方案；
步骤4：网络层加强基础设施建设，增强网络覆盖；通过建设大带宽、低时延的5G基站对作业现场进行覆盖。
7.根据权利要求5所述的一种基于5G网络的电力物联配电网系统互联方法，其特征在于：能量路由器为多端口路由器，具有高压交流端口、低压交流端口、低压直流端口；
其中，高压交流端口主要作为与配电网系统连接的接口；低压交流端口主要作为各类交流负载的电源；低压直流端口则外接大容量储能装置、分布式电源、电动汽车充电装置等直流设备；
能量路由器的控制方案与其三级式结构是一一对应的；在整流侧一般采用载波移相脉宽调制方法，同时加入高压直流母线电压和网侧电流的双环控制，其控制方程为
Figure FDA0002465920510000031
式中：d为占空比；uac(n)为交流电压瞬时值；Lac为网侧电感；Ts为控制周期；i*为电流指令值；i(n)为电流瞬时值；Udc为直流母线电压；
在双向全桥变换器变换环节采用高频调制对两侧H桥进行控制，占空比为50％；通过两侧H桥调制信号的相位差来控制流过功率的方向和大小；DAB的输出功率的表达式为
Figure FDA0002465920510000041
式中：n为变压器变比；d1＝φ/π，为移相比，其中φ为前后级H桥调制信号的相位差；fs为开关频率；UH1和UL分别为DAB的输入、输出端直流电压；L为变压器漏感；在DAB控制系统中引入了低压直流母线的电压闭环控制以实现低压侧直流电压的稳定；
逆变侧采用经典的电压、电流双闭环控制来输出正弦的电压波形，并控制有功和无功。
8.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的电力物联配电网系统互联方法，其特征在于：基于5G网络的电力物联配电网通信网络具体包括：
提出按照数据的生命周期进行分类讨论，将数据划分为“固态数据”和“动态数据”；需要实现数据实时更新及系统及时响应的用户存在终端应用和感知层重叠的情况，这一部分用户实现感知层和应用层数据信息的双向传输，实时感知，动态互联；在存储层，固态数据以内网云的形式，存储在边缘服务器上，需要传输时，系统动态分配带宽；
对于需要快速响应的工程动态数据，需要时刻在存储空间内预留满足其更新的空间，并架设专用的传输线路以保证其实时性；
当动态数据得到响应后，将被移入备份区，备份区采用云存储，根据数据类型不同，定期清理更新；
动态数据在备份区保存期间支持异地下载，便于离线保存；
在处理层，由于在存储层运用了边缘计算技术，数据以标准的数据结构传输到本层，中心数据库无需再对数据进行预处理，可直接进行核心功能的计算。
9.一种基于5G网络的电力物联配电网系统，其特征在于：该系统包括配电网负荷分析模块、配电网综合潮流分析模块、电力物联网，
配电网负荷分析模块，用于建立配电网负荷分析模型；
配电网综合潮流分析模块，用于在配电网负荷分析模型的基础上通过考虑能量路由器搭建配电网综合潮流分析模型；
电力物联网，用于从感知层、网络层、平台层、应用层入手，整合运用大数据技术，构建电力物联配电网系统；
电力物联配电网系统通过感知终端对感知信息进行高效采集以及智能融合，以5G通信网络进行数据传输，在平台层进行数据处理，最终传输至应用层进行应用。
10.根据权利要求9所述的一种基于5G网络的电力物联配电网系统，其特征在于：大数据技术包括传感器技术、电力电子技术、自动控制、云计算、智能终端。
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