新型電力系統(tǒng)下通信目標(biāo)網(wǎng)呈現(xiàn)四大特征

孫福友

華為副總裁

電力數(shù)字化軍團(tuán)CEO

CIGRE國際大電網(wǎng)委員會(huì)D2中國區(qū)主席

在源荷兩端，中國新能源發(fā)展取得了世界級(jí)的成就，也給電網(wǎng)帶來了世界級(jí)的挑戰(zhàn)。面對新型電力系統(tǒng)的不確定性，數(shù)智化加持的創(chuàng)新是核心關(guān)鍵手段，沒有通信，信息化、數(shù)字化、智能化都無路可行。不認(rèn)真對待通信網(wǎng)，通信就會(huì)成為電網(wǎng)的瓶頸，從而阻礙新型電力系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展。

引入通信目標(biāo)網(wǎng)方法論

只有高效的通信體系，才能讓數(shù)字化、智能化觸手可及。通信建設(shè)要以通信目標(biāo)網(wǎng)為牽引，站在后天看明天，決定今天做什么。不僅要看當(dāng)前的問題和挑戰(zhàn)，更要著眼于未來五年、十年后的需求。規(guī)劃通信目標(biāo)網(wǎng)，要重點(diǎn)考慮業(yè)務(wù)場景和通信技術(shù)，既要從場景看技術(shù)，也要從技術(shù)看場景，相互結(jié)合，相互促進(jìn)。

新型電力系統(tǒng)下，通信目標(biāo)網(wǎng)呈現(xiàn)四大特征：主網(wǎng)智算、中壓混合、低壓透明、空天地一體。主網(wǎng)智算需要考慮的是包括以東數(shù)西算為代表的光跑電不跑，以邊緣計(jì)算為代表的電跑光不跑，以及結(jié)合時(shí)空特性，來助力解決新能源消納和削峰填谷；近期臺(tái)風(fēng)應(yīng)急帶給我們的啟發(fā)是，10kV通信網(wǎng)是電網(wǎng)通信目前最薄弱的環(huán)節(jié)，是典型的“盲區(qū)”。這需要體系性規(guī)劃以光纖+無線專網(wǎng)的通信目標(biāo)網(wǎng)，也要輔之以空天地一體的應(yīng)急和廣覆蓋能力；隨著海量的分布式光伏接入、充電樁接入、分布式儲(chǔ)能接入、用戶互動(dòng)及潛在的負(fù)荷側(cè)交易，這需要體系性思考支撐400V低壓透明的通信需求。

同時(shí)，也需要為云邊端的智算協(xié)同提供蓬勃的通信動(dòng)力。

主網(wǎng)通信：調(diào)度通信網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)需考慮智算協(xié)同和代際演進(jìn)

引入fgOTN（Fine Grain OTN，細(xì)顆粒光傳送網(wǎng)）平滑替代SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系）網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度通信網(wǎng)的代際演進(jìn)。電網(wǎng)的光纖是豐富的，同時(shí)光纖也是解決新型電力系統(tǒng)核心挑戰(zhàn)的戰(zhàn)略資產(chǎn)。一方面，電力行業(yè)智能化的發(fā)展，會(huì)帶來網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接數(shù)量百倍級(jí)增長，帶寬十倍級(jí)增長，同時(shí)對網(wǎng)絡(luò)安全性和可靠性的要求也在不斷提升。另一方面，SDH的生命周期已近尾聲，fgOTN在完美的繼承原有SDH硬管道特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提供10倍帶寬的能力，fgOTN標(biāo)準(zhǔn)已于2023年11月在ITU-T正式發(fā)布。

以IPv6+為底座構(gòu)建下一代智能數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。下一代智能數(shù)據(jù)通信網(wǎng)應(yīng)具備三個(gè)特征：一是以網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)、智能調(diào)優(yōu)等手段，提供確定性業(yè)務(wù)體驗(yàn)；二是通過在線仿真、隨流檢測實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自治，簡化運(yùn)維；三是基于設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、管控的三層內(nèi)生安全，保障網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全可信。

另一方面，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)時(shí)因“即插即用”而容易“插花”組網(wǎng)。在“插花”組網(wǎng)情況下，只能保證基本的通信，但如何解決運(yùn)維的快速定界定位？如何解決多廠商的備品備件？如何實(shí)現(xiàn)跨廠商的SDN？如何向現(xiàn)場無人化、少人化和主動(dòng)運(yùn)維演進(jìn)？考慮到全生命周期的成本和業(yè)務(wù)價(jià)值，我們建議按照區(qū)域維度展開目標(biāo)網(wǎng)建設(shè)。

配網(wǎng)中壓回傳：以目標(biāo)網(wǎng)為牽引，因地制宜，構(gòu)建以光纖加無線的混合通信網(wǎng)

主網(wǎng)架可以充分利用現(xiàn)有光纖資源。對配網(wǎng)10kV回傳而言，需要光纖和無線協(xié)同來解決。如何以目標(biāo)網(wǎng)為牽引，構(gòu)建光纖網(wǎng)、無線專網(wǎng)和無線公網(wǎng)的協(xié)同機(jī)制和退坡機(jī)制？

光纖支撐硬隔離，讓各自業(yè)務(wù)各行其道，互不干擾，是電力高安全、高可靠的最有效的道路選擇，也是面向未來AI和數(shù)字化發(fā)展的最關(guān)鍵戰(zhàn)略資產(chǎn)，臺(tái)區(qū)之上“能配盡配”。光纖到臺(tái)區(qū)之后，還可以進(jìn)一步開展差動(dòng)保護(hù)、RTU（Remote Terminal Unit，遠(yuǎn)程終端單元）/FTU（Feeder Terminal Unit，饋線終端裝置）回傳以及數(shù)字孿生等業(yè)務(wù)。以數(shù)字孿生為例，過去要配置一個(gè)專屬渲染硬件，今天可以通過光纖和通用PAD地址相結(jié)合，云上渲染，云邊協(xié)同，光速下發(fā)，省錢又實(shí)用。

如何建好、用好、管好光纖網(wǎng)，體系化發(fā)揮光纖價(jià)值？這需要構(gòu)建五層能力：一是光纖“過馬路，進(jìn)大樓、穿墻打洞”的工程實(shí)施部署能力；二是構(gòu)建資源管理系統(tǒng)，通過數(shù)字化管理光纖資源；三是建設(shè)專業(yè)網(wǎng)管，有源設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)的核心，只有管好有源才能真正用好無源；四是應(yīng)用強(qiáng)大的、跨廠家、跨地域、跨專業(yè)的綜合管理系統(tǒng)；五是集中運(yùn)維NOC（Network Operations Center，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維中心）中心。

對于廣泛分布的郊區(qū)和鄉(xiāng)村場景，光纖難以到達(dá)。面對新型電力系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，要活在當(dāng)下，利用運(yùn)營商無線網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)實(shí)的通信手段，也可以聯(lián)合運(yùn)營商打造5G2B電力虛擬專網(wǎng)。

過去配網(wǎng)對通信和數(shù)字化要求不高，出了問題就切，要么切掉，要么切換。隨著配網(wǎng)從單向走向雙向，從無源走向有源，對數(shù)字化智能化的依賴會(huì)越來越深，要進(jìn)一步依賴可靠的通信網(wǎng)。同時(shí)，在極端環(huán)境下如果通信無法保障，就容易變成災(zāi)上加災(zāi)。長期來看，構(gòu)建電力無線專網(wǎng)是10KV回傳的剛需，中壓混合要系統(tǒng)性思考光纖網(wǎng)、無線專網(wǎng)，并輔之以無線公網(wǎng)，從而為新型電力系統(tǒng)保駕護(hù)航。

低壓通信：400V透明化完全可以通過電力載波通信實(shí)現(xiàn)，需要上升到綜合通信網(wǎng)，并按目標(biāo)網(wǎng)管理

“構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)在配網(wǎng)，關(guān)鍵在通信”。隨著海量分布式新能源和電動(dòng)汽車等新負(fù)荷的廣泛接入，配電網(wǎng)的平衡、穩(wěn)定和安全變成了全新的難題，如反向潮流、設(shè)備重過載等。這既需要自上而下的調(diào)度運(yùn)行、自下而上的臺(tái)區(qū)自治；也需要圍繞400V實(shí)現(xiàn)透明化，拉通主配微，讓千家萬戶、千行百業(yè)參與。

當(dāng)前HPLC（High-speed Power Line Communication，高速電力線載波通信）技術(shù)在400V透明通信領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，并取得了較好的成果。新型電力系統(tǒng)背景下，低壓400V要從用電信息采集客戶滿意度管理，走向源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)。分布式光伏、分布式儲(chǔ)能、海量充電樁、用戶互動(dòng)等都需要把400V載波通信上升到綜合通信網(wǎng)，并按目標(biāo)網(wǎng)的管理，需要構(gòu)建四個(gè)9以上的可靠性、秒級(jí)互動(dòng)、通感算一體、拓?fù)渥R(shí)別的能力，這將對體系性解決400V的挑戰(zhàn)將發(fā)揮關(guān)鍵的作用。

構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)：將中國的優(yōu)秀實(shí)踐形成一套開放、可持續(xù)演進(jìn)的世界標(biāo)準(zhǔn)

通信目標(biāo)網(wǎng)對于新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建是不可替代的，需要以目標(biāo)網(wǎng)為牽引并固化為標(biāo)準(zhǔn)。我們認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)是行業(yè)發(fā)展的基石，通過規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可以為各環(huán)節(jié)的協(xié)同合作提供保障。標(biāo)準(zhǔn)的一致性和前瞻性牽引至關(guān)重要，建議電力企業(yè)攜起手來，將中國的優(yōu)秀實(shí)踐形成一套開放、可持續(xù)演進(jìn)的世界通信標(biāo)準(zhǔn)。為電力行業(yè)的發(fā)展，貢獻(xiàn)澎湃的中國力量。