新型电力系统下通信目标网呈现四大特征

孙福友

华为副总裁

电力数字化军团CEO

CIGRE国际大电网委员会D2中国区主席

在源荷两端，中国新能源发展取得了世界级的成就，也给电网带来了世界级的挑战。面对新型电力系统的不确定性，数智化加持的创新是核心关键手段，没有通信，信息化、数字化、智能化都无路可行。不认真对待通信网，通信就会成为电网的瓶颈，从而阻碍新型电力系统建设与发展。

引入通信目标网方法论

只有高效的通信体系，才能让数字化、智能化触手可及。通信建设要以通信目标网为牵引，站在后天看明天，决定今天做什么。不仅要看当前的问题和挑战，更要着眼于未来五年、十年后的需求。规划通信目标网，要重点考虑业务场景和通信技术，既要从场景看技术，也要从技术看场景，相互结合，相互促进。

新型电力系统下，通信目标网呈现四大特征：主网智算、中压混合、低压透明、空天地一体。主网智算需要考虑的是包括以东数西算为代表的光跑电不跑，以边缘计算为代表的电跑光不跑，以及结合时空特性，来助力解决新能源消纳和削峰填谷；近期台风应急带给我们的启发是，10kV通信网是电网通信目前最薄弱的环节，是典型的“盲区”。这需要体系性规划以光纤+无线专网的通信目标网，也要辅之以空天地一体的应急和广覆盖能力；随着海量的分布式光伏接入、充电桩接入、分布式储能接入、用户互动及潜在的负荷侧交易，这需要体系性思考支撑400V低压透明的通信需求。

同时，也需要为云边端的智算协同提供蓬勃的通信动力。

主网通信：调度通信网和数据通信网需考虑智算协同和代际演进

引入fgOTN（Fine Grain OTN，细颗粒光传送网）平滑替代SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）网络，实现调度通信网的代际演进。电网的光纤是丰富的，同时光纤也是解决新型电力系统核心挑战的战略资产。一方面，电力行业智能化的发展，会带来网络联接数量百倍级增长，带宽十倍级增长，同时对网络安全性和可靠性的要求也在不断提升。另一方面，SDH的生命周期已近尾声，fgOTN在完美的继承原有SDH硬管道特性的基础上，进一步提供10倍带宽的能力，fgOTN标准已于2023年11月在ITU-T正式发布。

以IPv6+为底座构建下一代智能数据通信网。下一代智能数据通信网应具备三个特征：一是以网络切片技术、智能调优等手段，提供确定性业务体验；二是通过在线仿真、随流检测实现网络自治，简化运维；三是基于设备、网络、管控的三层内生安全，保障网络运行安全可信。

另一方面，数据通信网规划建设时因“即插即用”而容易“插花”组网。在“插花”组网情况下，只能保证基本的通信，但如何解决运维的快速定界定位？如何解决多厂商的备品备件？如何实现跨厂商的SDN？如何向现场无人化、少人化和主动运维演进？考虑到全生命周期的成本和业务价值，我们建议按照区域维度展开目标网建设。

配网中压回传：以目标网为牵引，因地制宜，构建以光纤加无线的混合通信网

主网架可以充分利用现有光纤资源。对配网10kV回传而言，需要光纤和无线协同来解决。如何以目标网为牵引，构建光纤网、无线专网和无线公网的协同机制和退坡机制？

光纤支撑硬隔离，让各自业务各行其道，互不干扰，是电力高安全、高可靠的最有效的道路选择，也是面向未来AI和数字化发展的最关键战略资产，台区之上“能配尽配”。光纤到台区之后，还可以进一步开展差动保护、RTU（Remote Terminal Unit，远程终端单元）/FTU（Feeder Terminal Unit，馈线终端装置）回传以及数字孪生等业务。以数字孪生为例，过去要配置一个专属渲染硬件，今天可以通过光纤和通用PAD地址相结合，云上渲染，云边协同，光速下发，省钱又实用。

如何建好、用好、管好光纤网，体系化发挥光纤价值？这需要构建五层能力：一是光纤“过马路，进大楼、穿墙打洞”的工程实施部署能力；二是构建资源管理系统，通过数字化管理光纤资源；三是建设专业网管，有源设备是网络的核心，只有管好有源才能真正用好无源；四是应用强大的、跨厂家、跨地域、跨专业的综合管理系统；五是集中运维NOC（Network Operations Center，网络运维中心）中心。

对于广泛分布的郊区和乡村场景，光纤难以到达。面对新型电力系统的业务需求，要活在当下，利用运营商无线网络作为现实的通信手段，也可以联合运营商打造5G2B电力虚拟专网。

过去配网对通信和数字化要求不高，出了问题就切，要么切掉，要么切换。随着配网从单向走向双向，从无源走向有源，对数字化智能化的依赖会越来越深，要进一步依赖可靠的通信网。同时，在极端环境下如果通信无法保障，就容易变成灾上加灾。长期来看，构建电力无线专网是10KV回传的刚需，中压混合要系统性思考光纤网、无线专网，并辅之以无线公网，从而为新型电力系统保驾护航。

低压通信：400V透明化完全可以通过电力载波通信实现，需要上升到综合通信网，并按目标网管理

“构建新型电力系统的挑战在配网，关键在通信”。随着海量分布式新能源和电动汽车等新负荷的广泛接入，配电网的平衡、稳定和安全变成了全新的难题，如反向潮流、设备重过载等。这既需要自上而下的调度运行、自下而上的台区自治；也需要围绕400V实现透明化，拉通主配微，让千家万户、千行百业参与。

当前HPLC（High-speed Power Line Communication，高速电力线载波通信）技术在400V透明通信领域已经广泛应用，并取得了较好的成果。新型电力系统背景下，低压400V要从用电信息采集客户满意度管理，走向源网荷储互动。分布式光伏、分布式储能、海量充电桩、用户互动等都需要把400V载波通信上升到综合通信网，并按目标网的管理，需要构建四个9以上的可靠性、秒级互动、通感算一体、拓扑识别的能力，这将对体系性解决400V的挑战将发挥关键的作用。

构建标准：将中国的优秀实践形成一套开放、可持续演进的世界标准

通信目标网对于新型电力系统的构建是不可替代的，需要以目标网为牵引并固化为标准。我们认为标准是行业发展的基石，通过规范标准可以为各环节的协同合作提供保障。标准的一致性和前瞻性牵引至关重要，建议电力企业携起手来，将中国的优秀实践形成一套开放、可持续演进的世界通信标准。为电力行业的发展，贡献澎湃的中国力量。