孫福友 華為副總裁電力數字化軍團CEO、CIGRE國際大電網(wǎng)委員會(huì )D2中國區主席
在源荷兩端，中國新能源發(fā)展取得了世界級的成就，也給電網(wǎng)帶來(lái)了世界級的挑戰。面對新型電力系統的不確定性，數智化加持的創(chuàng )新是核心關(guān)鍵手段，沒(méi)有通信，信息化、數字化、智能化都無(wú)路可行。不認真對待通信網(wǎng)，通信就會(huì )成為電網(wǎng)的瓶頸，從而阻礙新型電力系統建設與發(fā)展。
引入通信目標網(wǎng)方法論
只有高效的通信體系，才能讓數字化、智能化觸手可及。通信建設要以通信目標網(wǎng)為牽引，站在后天看明天，決定今天做什么。不僅要看當前的問(wèn)題和挑戰，更要著(zhù)眼于未來(lái)五年、十年后的需求。規劃通信目標網(wǎng)，要重點(diǎn)考慮業(yè)務(wù)場(chǎng)景和通信技術(shù)，既要從場(chǎng)景看技術(shù)，也要從技術(shù)看場(chǎng)景，相互結合，相互促進(jìn)。
新型電力系統下，通信目標網(wǎng)呈現四大特征：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西算為代表的光跑電不跑，以邊緣計算為代表的電跑光不跑，以及結合時(shí)空特性，來(lái)助力解決新能源消納和削峰填谷;近期臺風(fēng)應急帶給我們的啟發(fā)是，10kV通信網(wǎng)是電網(wǎng)通信目前最薄弱的環(huán)節，是典型的“盲區”。這需要體系性規劃以光纖+無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)的通信目標網(wǎng)，也要輔之以空天地一體的應急和廣覆蓋能力;隨著(zhù)海量的分布式光伏接入、充電樁接入、分布式儲能接入、用戶(hù)互動(dòng)及潛在的負荷側交易，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：調度通信網(wǎng)和數據通信網(wǎng)需考慮智算協(xié)同和代際演進(jìn)
引入fgOTN(Fine Grain OTN，細顆粒光傳送網(wǎng))平滑替代SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數字體系)網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現調度通信網(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核心挑戰的戰略資產(chǎn)。一方面，電力行業(yè)智能化的發(fā)展，會(huì )帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接數量百倍級增長(cháng)，帶寬十倍級增長(cháng)，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硬管道特性的基礎上，進(jìn)一步提供10倍帶寬的能力，fgOTN標準已于2023年11月在ITU-T正式發(fā)布。
以IPv6+為底座構建下一代智能數據通信網(wǎng)。下一代智能數據通信網(wǎng)應具備三個(gè)特征：一是以網(wǎng)絡(luò )切片技術(shù)、智能調優(yōu)等手段，提供確定性業(yè)務(wù)體驗;二是通過(guò)在線(xiàn)仿真、隨流檢測實(shí)現網(wǎng)絡(luò )自治，簡(jiǎn)化運維;三是基于設備、網(wǎng)絡(luò )、管控的三層內生安全，保障網(wǎng)絡(luò )運行安全可信。
另一方面，數據通信網(wǎng)規劃建設時(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，但如何解決運維的快速定界定位?如何解決多廠(chǎng)商的備品備件?如何實(shí)現跨廠(chǎng)商的SDN?如何向現場(chǎng)無(wú)人化、少人化和主動(dòng)運維演進(jìn)?考慮到全生命周期的成本和業(yè)務(wù)價(jià)值，我們建議按照區域維度展開(kāi)目標網(wǎng)建設。
配網(wǎng)中壓回傳：以目標網(wǎng)為牽引，因地制宜，構建以光纖加無(wú)線(xiàn)的混合通信網(wǎng)
主網(wǎng)架可以充分利用現有光纖資源。對配網(wǎng)10kV回傳而言，需要光纖和無(wú)線(xiàn)協(xié)同來(lái)解決。如何以目標網(wǎng)為牽引，構建光纖網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)的協(xié)同機制和退坡機制?
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(lái)AI和數字化發(fā)展的最關(guān)鍵戰略資產(chǎn)，臺區之上“能配盡配”。光纖到臺區之后，還可以進(jìn)一步開(kāi)展差動(dòng)保護、RTU(Remote Terminal Unit，遠程終端單元)/FTU(Feeder Terminal Unit，饋線(xiàn)終端裝置)回傳以及數字孿生等業(yè)務(wù)。以數字孿生為例，過(guò)去要配置一個(gè)專(zhuān)屬渲染硬件，今天可以通過(guò)光纖和通用PAD地址相結合，云上渲染，云邊協(xié)同，光速下發(fā)，省錢(qián)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?這需要構建五層能力：一是光纖“過(guò)馬路，進(jìn)大樓、穿墻打洞”的工程實(shí)施部署能力;二是構建資源管理系統，通過(guò)數字化管理光纖資源;三是建設專(zhuān)業(yè)網(wǎng)管，有源設備是網(wǎng)絡(luò )的核心，只有管好有源才能真正用好無(wú)源;四是應用強大的、跨廠(chǎng)家、跨地域、跨專(zhuān)業(yè)的綜合管理系統;五是集中運維NOC(Network Operations Center，網(wǎng)絡(luò )運維中心)中心。
對于廣泛分布的郊區和鄉村場(chǎng)景，光纖難以到達。面對新型電力系統的業(yè)務(wù)需求，要活在當下，利用運營(yíng)商無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )作為現實(shí)的通信手段，也可以聯(lián)合運營(yíng)商打造5G2B電力虛擬專(zhuān)網(wǎng)。
過(guò)去配網(wǎng)對通信和數字化要求不高，出了問(wèn)題就切，要么切掉，要么切換。隨著(zhù)配網(wǎng)從單向走向雙向，從無(wú)源走向有源，對數字化智能化的依賴(lài)會(huì )越來(lái)越深，要進(jìn)一步依賴(lài)可靠的通信網(wǎng)。同時(shí)，在極端環(huán)境下如果通信無(wú)法保障，就容易變成災上加災。長(cháng)期來(lái)看，構建電力無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)是10KV回傳的剛需，中壓混合要系統性思考光纖網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)，并輔之以無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)，從而為新型電力系統保駕護航。
低壓通信：400V透明化完全可以通過(guò)電力載波通信實(shí)現，需要上升到綜合通信網(wǎng)，并按目標網(wǎng)管理
“構建新型電力系統的挑戰在配網(wǎng)，關(guān)鍵在通信”。隨著(zhù)海量分布式新能源和電動(dòng)汽車(chē)等新負荷的廣泛接入，配電網(wǎng)的平衡、穩定和安全變成了全新的難題，如反向潮流、設備重過(guò)載等。這既需要自上而下的調度運行、自下而上的臺區自治;也需要圍繞400V實(shí)現透明化，拉通主配微，讓千家萬(wàn)戶(hù)、千行百業(yè)參與。
當前HPLC(High-speed Power Line Communication，高速電力線(xiàn)載波通信)技術(shù)在400V透明通信領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應用，并取得了較好的成果。新型電力系統背景下，低壓400V要從用電信息采集客戶(hù)滿(mǎn)意度管理，走向源網(wǎng)荷儲互動(dòng)。分布式光伏、分布式儲能、海量充電樁、用戶(hù)互動(dòng)等都需要把400V載波通信上升到綜合通信網(wǎng)，并按目標網(wǎng)的管理，需要構建四個(gè)9以上的可靠性、秒級互動(dòng)、通感算一體、拓撲識別的能力，這將對體系性解決400V的挑戰將發(fā)揮關(guān)鍵的作用。
構建標準：將中國的優(yōu)秀實(shí)踐形成一套開(kāi)放、可持續演進(jìn)的世界標準
通信目標網(wǎng)對于新型電力系統的構建是不可替代的，需要以目標網(wǎng)為牽引并固化為標準。我們認為標準是行業(yè)發(fā)展的基石，通過(guò)規范標準可以為各環(huán)節的協(xié)同合作提供保障。標準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(lái)，將中國的優(yōu)秀實(shí)踐形成一套開(kāi)放、可持續演進(jìn)的世界通信標準。為電力行業(yè)的發(fā)展，貢獻澎湃的中國力量。
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