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李波—新形势下广东电力通信自主创新探索与实践.pdf

编号：137963

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李波—新形势下广东电力通信自主创新探索与实践.pdf

1、新形势下广东电力通信自主创新探索与实践广东电网电力调度控制中心2023年3月E P T C 电力技术协作平台201形形势势与与挑挑战战02创创新新与与实实践践03发发展展与与思思考考目录E P T C 电力技术协作平台3一、形势与挑战-建设数字中国加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。-2022年10月，习近平总书记在中国共产党第二十次全国代表大会上的报告打造数字经济新优势，加强关键数字技术创新应用，加快推动数字产业化，推进产业数字化转型。“数字化”出现25次，“大数据”出现10次，“数字中国、数字经济”等数字主题词出现60余次。-2021年3月，中华人民共和国国

2、民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要建设数字中国是数字时代推进中国式现代化的重要引擎，是构筑国家竞争新优势的有力支撑。到2025年，基本形成横向打通、纵向贯通、协调有力的一体化推进格局，数字中国建设取得重要进展。-2023年2月27日，中共中央、国务院印发了数字中国建设整体布局规划E P T C 电力技术协作平台4一、形势与挑战-构建新型电力系统要求至2025年可再生能源发电量增量在全社会用电量增量中占比超过50%，积极推进风电和光伏发电分布式开发。-2022年6月，国家发改委、能源局等9部门联合印发“十四五”可再生能源发展规划“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，要构建清洁

3、低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。-2021年3月15日，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议提出加快规划建设新型能源体系；推进国家安全体系和能力现代化，确保粮食、能源资源、重要产业链供应链安全。-2022年10月，习近平总书记在中国共产党第二十次全国代表大会上的报告E P T C 电力技术协作平台5一、形势与挑战-南网在行动n2018年，发布数字电网建设行动方案。n2020年，发布数字电网白皮书。n2021年，孟振平董事长指出：“要推动公司向数字经济体转变，把提高数字管理能力置于战略位置，

4、大力发展数据生产力，因数而智，因智而能，加快形成新的核心竞争力”。n2021年4-5月，南方电网公司发布了数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统白皮书和南方电网公司建设新型电力系统行动方案(2021-2030年)白皮书。“数字电网将成为承载新型电力系统的最佳形态。”南方电网公司将依托数字电网建设，多措并举构建以新能源为主体的新型电力系统，服务碳达峰、碳中和战略目标实现。E P T C 电力技术协作平台6一、形势与挑战-新型电力系统建设带来的挑战面对新型电力系统对电力通信提出的新挑战，需要采用更加先进、高效、可靠的技术来满足电力系统的需求，并保障电力系统的安全稳定运行。新型电力系统可再生能

5、源数据处理的挑战精准高效储能控制的挑战高效可靠电力数据传输挑战用户需求动态管理通信的挑战更加注重可再生能源和分布式能源的接入，这意味着需要更高效、更灵活的电力调度和控制策略。能量储存系统（ESS）的应用越来越广泛，而这也给电力通信带来了新的挑战。采用了不同于传统电力系统的高压直流输电、柔性交流输电等技术，这些技术需要更高精度、更高可靠性的电力通信技术来保证快速、准确地实现电力信息的交互和传递。随着智能电网的发展，用户需求变得更加复杂多样化，电力负荷也更加动态、不确定。E P T C 电力技术协作平台7一、形势与挑战-对广东电力通信网的挑战广东电网作为全国最大省级电网，同时承担港澳供电的重任，是

6、世界上供电规模最大、驾驭难度最高、电网业务最复杂的区域大电网之一，随着新型电力系统建设加速和电力市场化改革推进，源荷互动特征愈发明显，广东电力通信网作为重要支撑实体面临新风险和新挑战。全国最大省级电网区域大电网运行业务复杂供电规模大，总负荷超德国交直流混联受端大电网连接粤港澳大湾区主网调监控一体化配调集约化新型电力系统跨越性发展海量分布式电源、主动负荷接入海上风电、储能大规模接入源荷互动调控秒级响应、调频毫秒级响应市场主体广泛参与互动需求侧响应，现货市场走在前列大量系统外资源接入电网协同管控电力系统“控制”需求由局部向全域拓展智慧安监、智能输电、智能变电等监控技术广泛应用基于全景感知和实时决策

7、，实现源网荷多类控制资源的协同控制新能源大规模接入，终端信息“采集”、平台间信息交互爆发式增长分布式太阳能、风能、储能等接入海量状态监测、泛在感知、闭环控制等新增非计量信息采集各平台、平台各数据中心间信息量数十到数百G流量信息交互安全性、可靠性、实时性极高多元电力市场主体参与调度运行，“响应”由骨干向末梢延伸新增充电桩，智慧园区、智能家居等互动主体响应从输变电侧向配电网、分布式电源和用户侧末端拓展E P T C 电力技术协作平台801形形势势与与挑挑战战02创创新新与与实实践践03发发展展与与思思考考目录E P T C 电力技术协作平台9二、创新与实践-广东电力通信网总体架构为应对新形势下面临

8、的诸多挑战，广东电网在“十三五”、“十四五”期间积极推进新一代安全可控电力通信网建设。一是构筑大带宽、高可靠骨干通信网基础设施，优化光缆网络建设改造，完善大容量 OTN 光传输网络覆盖、升级传输ASON 网，支撑云边高效高速协同。二是建设融合多种技术的“最后一公里”通信网，积极推进IOPPC、5G、载波、WAPI、230M、北斗三号等技术的建设应用，满足新型电力系统海量业务边端互动。广东电网电力通信智能风险管控体系云云边边端端北北斗斗SPNWAPI电电力力载载波波230MHZIPV6ASONOTN管管调调度度运运行行平平台台应应用用平平台台基基础础平平台台物物联联网网平平台台人人工工智智能能平

9、平台台南南网网智智瞰瞰云云化化数数据据中中心心平平台台.电电网网管管理理平平台台运运行行管管控控平平台台客客户户服服务务平平台台物物联联通通信信输输电电变变电电数数字字本本体体数数字字化化电电缆缆智智能能终终端端架架空空线线智智能能终终端端卫卫星星遥遥感感测温局放环流视频终端.云巢无人机摄像头导线测温.灾害预警.山火监测故障监测.变变电电智智能能终终端端变变电电智智能能穿穿戴戴油色谱局放铁心电流泄露电流.机器人无人机摄像头动环.VR眼镜.智能头盔定位手环.变变点点在在线线监监测测装装置置配配电电配配电电智智能能穿穿戴戴配配电电设设备备监监测测终终端端机器人无人机摄像头动环.安监仪人智能头盔身份

10、卡.配电现状监测开关柜监测.配配电电智智能能终终端端.源源网网荷荷储储E P T C 电力技术协作平台10二、创新与实践一-高速宽带的信息高速公路 OTN建设应用高速宽带40波*单波100G安全可靠芯片级自主可控适度超前大湾区600G环网技术先进全电交叉技术算法算力数据云平台云平台物联网人工智能大数据移动应用数字电网p为支撑公司数字化转型和数字电网建设，广东电网建成电力行业首个大规模应用的单波100G OTN光传送网，覆盖全省20地市100余个节点，实现信息业务的超高速互联，为数字南网打造了高速可靠的数字底座。p为落实党中央、国务院关键核心技术自主可控的要求，广东电网在国内率先实现芯片级自主

11、可控传输设备规模化应用，对推进电力通信设备供应“卡脖子”技术攻关具有重要示范意义。E P T C 电力技术协作平台11二、创新与实践二-永不中断的ASON网建设应用为有效保障大电网安全稳定运行，实现保护、稳控等生产实时控制业务“永不中断”的目标，广东电网已完成省地ASON传输网升级，全省220kV及以上变电站的线路保护、稳控通道全部ASON化，具备抵抗网络多点故障能力。智能控制平面灵活性：自动调节网络资源高可靠：动态配置电路ASON传统SDH有控制平面无控制平面有效抵抗网络多点故障只能抗单点失效可自动完成网络带宽分配需要人工分配可自行计算最优路径，动态配置电路需要人工配置可提供SLA业务，优先

12、保证重要业务的可靠传输无SLA功能E P T C 电力技术协作平台12二、创新与实践三-全绝缘光单元复合相线研发应用光电分离套管组件-实现光单元无损分离新型绝缘材料光单元套管IOPPC光缆本体基于IOPPC的配网通信整体解决方案为加快配电通信网光纤化，解决中压配电网架空线路光缆建设难题，广东电网牵头推动IOPPC成果转化和产业应用，形成一系列具有公司自主知识产权、处于国际领先水平的电力特种光缆新技术。已在佛山、惠州、湛江、肇庆、清远、河源等地区完成首批试点工程建设应用，为智能配电网各类业务提供广泛覆盖、安全可靠的通信保障E P T C 电力技术协作平台13二、创新与实践四-5G+智能电网应用（

13、1/2）统标准实现算网一体建体系省地协同组网搭平台自管理强效能育生态挖掘应用价值5G+智能电网全方面解决方案最佳移动创新奖“绽放杯”优胜奖“绽放杯”铜奖“融创之星”“绽放杯”优胜奖“绽放杯”二等奖优秀案例全局监视切片承载业务呈现为解决配网光纤建设不平衡、不充分问题，适应新形势下全面提高供电可靠性指标要求，广东电网率先启动5G在电力行业的规模化应用，积极承接国家级、省级5G重大研发专项，按照“建体系、搭平台、推应用、育生态”的工作思路，制定了3GPP标准提案 17 份、企标 7 份；研发了行业首个省地协同5G电力支撑系统；建设了广州南沙“5G+智能电网”国家级示范区，国内率先完成涵盖“

14、发输变配用综合”51类电网全业务场景，应用5G业务终端11000余台。获得2021年世界移动通信大会“互联经济最佳移动创新奖”等10余项国家及省部（行业）级奖励。全国首个面向省地集约化管理的电力自服务5G支撑系统E P T C 电力技术协作平台14云浮新兴省级示范区5G+载波智慧用能横琴国家级示范区南沙5G国家级示范区:打造规模应用样板间率先完成“发输变配用”51种电网业务综合性示范验证，侧重验证电力5G虚拟专网切片隔离性能、资源保障性能和“电力专网+电力5G虚拟专网”承载电力业务的能力。东莞松山湖省级示范区：边缘计算+智慧电力商业模式5G基站+边缘计算，变电站/配电房解决5G基站、MEC、低

15、碳动力环境及末端光纤建设资源。广东省首个新能源示范村:5G+载波助力“碳中和”实现微网虚拟电厂、用户侧需求响应、计量集抄业务的有机融合，助力“碳达峰、碳中和”探索。5G+载波中低压全域配电网5G+计量自动化示范应用5G空天地一体应急保障古城高可靠城区示范应用5G+配网差动保护云云浮浮市市二、创新与实践四-5G+智能电网应用（2/2）E P T C 电力技术协作平台15二、创新与实践五-北斗三号系统”平战结合”应用小水电站电能量数据回传“龙舟水”应急通信获奖情况p 常态化应用：基于北斗三号系统短报文通信技术，解决广东粤北山区偏远小水电站无公网信号覆盖的电能量数据自动回传问题。在乳源、曲江、新丰等

16、区县的小水电站内共安装了北斗数据采集终端290台，实现电能计量终端在线率达100%、抄表完整率达99.9%。p 应急通信：建立多技术融合的新一代应急集群北斗通信平台，实现了北斗短报文发送语音包和标清图像，支持应急人员和装置的运动轨迹绘制等功能，解决了在无公网等极端情况下，前线抢修人员的数据通信、位置上报、一键求救等需求。成果获评“2022 年(第二届)电力北斗应用创新竞赛暨技术交流会”优秀创新应用项目。E P T C 电力技术协作平台16VS支持计量专业抄表包含高级计量体系、低压配网自动化、新能源和用户侧优支持通信终端接入管理、故障定位不具备网络管理能力运维困难低压配网计量数据、开关量、传感量

17、、拓扑信息、用户侧信息等可通过载波网络将数据发送至不同主站/平台难以数据共享传输传统载波技术二、创新与实践六-新一代电力载波技术多源台区应用（1/2）基于新一代载波的台区低压可视化解决方案新一代载波技术优势为支撑低压电力系统“源、网、荷、储”协同调度需要，满足光伏、充电桩、储能、智慧路灯和智能家居等多源数据采集需求，打通配电网本地通信“最后一公里”覆盖，研发应用了具备自主知识产权的“多业务、多终端、可网管”特性的新一代载波通信技术，在云浮、江门、中山、清远等地完成了12个台区示范应用，实现了台区低压可视化与智能运维、变电站全景环境监测、分布式光伏的灵活接入和载波通信网络统一管理应用，提供了一

18、套低成本、可推广的低压“可观、可测、可调、可控”通信解决方案。获得中电联2021年(第四届)电力信息通信新技术大会数子化国际高峰论坛优秀案例等奖励。业务场景数据通信运维管理E P T C 电力技术协作平台17二、创新与实践六-新一代电力载波技术多源台区应用（2/2）2591台1630台1800台3600台3440台60台4040台2530台2298台中山神湾镇：实现载波通信的储能监测江门220kV外海变电站：实现载波通信的变电站动环监测清远新马村：实现载波通信的分布式光伏统一接入云浮新兴：实现载波通信的低压可视化依托南方电网系列科技和工程项目，历时4年“产、学、研”协同攻关，研制出6大系列、1

19、2项核心产品、1个实用系统，完成挂网试运行的终端数量超过2万台套，数据采集成功率100%，成果已进入规模化应用阶段。技术成果已纳入南网公司新技术目录和南网新产品（新技术）推广应用目录。E P T C 电力技术协作平台18二、创新与实践七-安全可控WAPI技术应用输电隧道变电站核心办公场所为解决变电、输电、办公等区域的无线通信安全接入问题，广东电网公司全面启动了自主可控安全标准的WAPI无线网络建设，实现了巡检机器人、智能巡视摄像头、无线IP电话等业务的安全接入，预计今年完成110座变电站无线网络的改造。E P T C 电力技术协作平台19二、创新与实践八-230MHz专网技术通信盲区应用针对广

20、东偏远地区、地下电房信号、切换频繁区域等公网信号未能覆盖或者信号较弱的环境，计量自动化系统的现场终端无法正常使用公网信号进行及时通信，利用230 MHz技术的来解决计量自动化系统公网信号通信盲点的技术难题，已在云浮、茂名、江门等区域成功部署230M专用网络。应用成果获评“2023年中国能源网络通信创新应用技术交流”优秀案例。E P T C 电力技术协作平台2001形形势势与与挑挑战战02创创新新与与实实践践03发发展展与与思思考考目录E P T C 电力技术协作平台21三、发展与思考（一）下一代配电通信网组网技术（二）通信本质安全技术（三）通信网运行管控智能化技术E P T C 电力技术协作平

21、台22三、发展与思考-打造“传输+数据”一体化的SPN配电通信网扁平化组网可提供毫秒级时延，为控制类业务或保护业务提供稳定低时延通信管道超低时延超大带宽10-200GE大带宽，可接入视频类、控制类等业务、满足差异化场景承载智能运维云原生微服务架构,灵活部署，易接入，支持多种南北向接口协议，AI智能运维安全隔离软硬切片兼顾，支持对差异化业务提供基于分组的弹性管道及基于TDM的物理管道充分发挥SPN网络超低时延、智能运维、超大带宽、安全隔离等特点，满足配网侧生产调度业务以及信息管理、音视频服务等数据业务差异化需求，适配光纤、5G、WAPI、载波等多种接入方式，为海量终端和各类新型业务接入提供方案，

22、助力配电网数字化转型，支撑新型电力系统建设E P T C 电力技术协作平台23三、发展与思考-面向数字电网的量子保密通信关键技术研究量子加密技术理论的图量子网关（接收端）加密算法量子态发生器解密算法量子态探测器Eve(窃听方)发送方（明文）接收方（明文）量子密钥量子密钥业务数据信道量子信道（如光纤或自由空间）经典密码机制保障机密性量子保密通信量子加密设备量子加密设备量子网关（发送端）通过对量子保密通信关键技术及其在电力通信网中的融合应用进行深入研究，探索量子保密通信系统在电力新能源业务场景、变电站内数据安全传输场景、配电网台区终端数据安全传输场景下的融合应用方式和架构，并针对量子保密通信系统的

23、部署应用需求，研究融合量子密钥的数据交换设备，解决汇聚节点综合数据的安全传输需求。E P T C 电力技术协作平台24三、发展与思考-构建通信智能化运行管控技术体系网网管管层层网网络络层层设设备备层层FTUTTURTU用用户户表表箱箱电电力力光光纤纤专专网网变变电电站站变变电电站站配配电电房房微微网网开开关关站站DTU环环网网柜柜视视频频AI边缘计算DTU大数据分析采集调度技术规范数据标准规范接口协议数数据据层层应应用用层层主网通信运行管控系统OTN/ASON/数据网配网网管系统以太网交换机载波网管系统载波模块/载波网关/集中器公网管理系统4G、5G数据汇聚、清洗、建模的规范化管理；实现数据快

24、速共享能力，为业务发展赋能；实现数据分析挖掘、快速展示，数据助推应用建设发展WWA AP PI I/北北斗斗/微微功功率率无无线线等等微微功功率率无无线线通信全景统一管控系统无无线线公公网网4 4G G/5 5G G随着新型电力系统的大力发展，“源随荷动”向“源荷互动”转型带来了管理新挑战，提供“直观、全面、智能”的工具是满足电力系统稳定运行、管理规范高效的必要手段。研发涵盖多个子网络的智能网管系统和全景统一管控系统，实现跨网络的网络监控、故障诊断、资源管理、业务保障、流程管控等能力，提高通信整体管理水平。E P T C 电力技术协作平台25 感感谢谢聆聆听听，期期待待与与各各位位电电网网同同行行以以及及产产、学学、研研界界的的专专家家学学者者进进一一步步深深入入交交流流、共共同同努努力力，早早日日实实现现通通信信设设备备自自主主可可控控，推推进进电电力力通通信信高高质质量量发发展展，支支撑撑电电网网数数字字化化转转型型和和新新型型电电力力系系统统建建设设，为为中中国国式式现现代代化化贡贡献献力力量量。谢谢谢谢！E P T C 电力技术协作平台

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