通信目标网加持数智化，助力构建新型电力系统

nxdtywb

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，数智化加持是核心创新手段，而高效的通信网是电力系统实现信息化-数字化-智能化的关键，否则将成为阻碍新型电力系统建设与发展的瓶颈。
迈向F5G-A，新型通信目标网四大特征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，以前瞻视角统筹当下建设，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，需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，在结合中相互促进。
新型电力系统下，通信目标网呈现四大特征：主网智强、中压融合、低压透明、全面覆盖（如图）。主网智强需要考虑包括以“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”，以及结合时空特性解决新能源消纳和削峰填谷等需求。并且，在过往的台风应急中发现，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，实现有线无线全覆盖能力。另外，考虑到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，还需要体系性思考支撑400V低压透明的通信需求。
ETSI于2023年底重磅发布了《F5G Advanced代际标准》，电力行业也在沿着F5G Advanced技术路线规划电力通信目标网，目前已取得了规模部署。可以看到，在主网通信方面，国网开展fgOTN试点和商用，莫桑比克EDM商用fgOTN；在配网中压回传方面，山西等电力公司部署以硬隔离PON为代表技术的光纤网；在低压通信方面，陕西等电力公司则采用算力和物联网联接等技术实现400V透明化。

图：电力通信目标网四大特征
主网通信：需考虑智算协同和代际演进，全双平面组网，支持99.9999%的可靠性引入fgOTN平滑替代SDH网络，实现通信网的代际演进。电网有丰富的光纤资源，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，和不断提升的网络安全性、可靠性要求。另一方面，SDH的生命周期已近尾声，fgOTN标准已于2023年11月在ITU-T正式发布。fgOTN完美继承了原有SDH的硬管道特性并提供10倍的带宽能力。
主网通信，还需考虑网络可靠性，构建至少“六个9”的网络可靠性，保障确定性入算联接。一方面，在技术制式上，需选择低时延、高安全的联接技术，从技术上保障高可靠；另一方面，需构建“双平面”窗口保障高可靠智算专网，遵循“先建后退”的原则，始终保障存在“双平面”，从架构上保障可靠性。
配网中压回传：需要用好光纤和频谱两个战略资产，因地制宜构建光纤无线协同的混合通信网，支持99.99%的可靠性中压通信是电网最为薄弱的环节，直接关乎电网平衡稳定和极限情况下的基本保障。主网通信可以充分利用现有光纤资源，而对配网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，让各自业务互不干扰，是实现电力网高安全、高可靠的最有效方案，更是面向智能化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/FTU回传，以及数字孪生等业务。过去的数字孪生，需要配置一个专属渲染硬件，而今天，完全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。
以前，配网对通信和数字化要求不高，出了问题要么切掉，要么切换。如今，配网从单向走向双向，从无源走向有源，对数字化、智能化的依赖越来越深，更加需要可靠的通信网。而且在极端环境下，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，并按需采取光纤双路由保护、光纤-无线专网保护、光纤-无线公网保护或无线专网-无线公网保护，从而为新型电力系统保驾护航。
低压通信：重新定义400V透明通信网，为“电网平衡稳定，让老百姓满意”提供系统性底层支撑，并按目标网管理，支持99.9%的可靠性构建新型电力系统的挑战在配网，通信是关键。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，高速电力线载波（HPLC）技术在400V透明通信领域已经广泛应用，并取得较好的成果。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，并按目标网管理，构建“三个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的挑战发挥关键作用。