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2024面向新型电力系统的配电通信网建设与思考研究报告

电气设备 2024-08-22 国家电网任云鹏

现状：党的二十大提出加快规划建设新型能源体系，新型电力系统是实现“双碳”关键平台，配电网是主战场之一。云管边端业务架构，集约化管理是趋势。国网总部成立配电通信网工作专班，下设六个工作小组，重点任务包括网络规划建设、5G推广应用、HPLC优化提升、通信技术创新、试点攻坚等。
业务需求分析：配电通信网承载控制、采集两大类业务通信需求，控制类业务对时延、可靠性、安全性要求较高，采集类业务分布泛在，对通信信号覆盖要求较高。业务维度包括远程通信和本地通信，配电网物联端侧包括采集类传感器和闸刀开关等控制未端节点，物联边侧包括集中器、融合终端、公变终端等，物联管侧包括骨干通信网和远程通信（光纤专网/无线专网/无线公网），物联云主站包括业务系统和物联平台。
技术：远程有线通信技术主要介绍XPON技术，包括技术特点、技术参数等；远程无线通信技术主要介绍4/5G电力虚拟专网和电力无线专网；本地有线通信技术主要介绍RS485和HPLC+HRF技术；本地无线通信技术主要介绍Wi-SUNmesh、LoRa、WAPI技术。
思考：
- 硬隔离PON创新应用浙江实践：杭州亚运村试点配网配电自动化和视频/物联业务综合承载，长期挂网验证超过一年，当前运行良好。
- OSU主配融合创新应用省域全光通信网规划方向展望：发挥国网行业领军优势和影响力，根据新型电力系统业务趋势积极发声引导产业链发展方向，建设广覆盖、低时延、高可靠的端到端全光通信确定性网络。
- 配网通信统一网管建设实践：通过基于底层基础协议的开发架构打破厂商壁垒，实现多品牌设备统一接入，实现全网业务实时监控，聚焦关键指标，实现故障快速定位。
- 空调负荷柔性控制总体技术路线：空调负荷控制技术方案可分为监测型、调控型和聚合平台型3种类型，分别对应不同的业务需求和通信技术选型。
- 低压分布式电源调控刚性调控技术路线：通过集中器采集电表分钟级测量数据，实现分钟级数据采集和刚性控制；通过集中器接收调度自动化系统的控制指令，实现分钟级数据采集和柔性调节。
- 基于电力线感传算一体化的台区停电告警与定位研究：采用先进的量测和信号处理技术，获取电力线上丰富的工频、低频、中高频的电流电压和其他物理信号，并通过对这些信号指纹的分析，认知电网状态、设备状态，实现非侵入式电网状态的在线监测。
- 高可信自主可控无线局域网研究：研究协议自主、安全可靠、切换灵活的电力无线局域网技术，解决站端智能巡检等场景的无线局域网承载能力不足问题。
- 电力卫星技术实践：共享利用已有应急通信卫星频率资源，通过网管交互接口通知规避、载波侦测自动规避、人工强制干预规避实现卫星频率共享，达到“闲时物联、忙时应急”的高效应用。
- 无线量子加密技术实践：使用光量子（单光子）态携带密钥信息，利用BB84协议进行密钥协商，保障电力无线局域网的高安全承载电力业务。
- 配网通信整体建设思路：综合考虑光纤通信可靠无线通信灵活的特点，差异化选用，优势互补，提高通信网络综合服务能力，全方位支撑业务应用，构建“分层分区、有线为主、无线为辅、主配融合、经济适用”的空天地一体化配电通信网。
- 建设工作计划：包括远程无线技术、光纤技术、本地通信技术、科技标准等方面。