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1、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。
2、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平滑替代SDH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。
3、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/FTU回传、视频监控,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;五是集中运维监控NOC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。
4、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。
5、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。(作者系华为公司副总裁、电力数字化军团CEO、CIGRED2中国区主席 孙福友)
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