电力专网

当前，国网山东省电力公司在转型发展中面临两大痛点：一是光伏接入点多面广，全面监控难。山东是新能源大省，光伏装机总量全国第一，分布式光伏户数超过80万户，也是整县光伏试点第一省份；二是电力系统庞大复杂，安全稳定需求高。山东电网是全国最大的特高压交直流混联电网，亟待应用“大、云、物、移、智、链”等新兴信息通信技术，提升电力网络运行安全性。为解决上述痛点，国网山东省电力公司联合国家电网有限公司数字化工作部、山东电力工程咨询院有限公司、北京智芯微电子科技有限公司、南京南瑞信息通信科技有限公司共同开展5G应用实践，并于2021年9月在山东建成全国首张省域5G电力示范网，形成可复制、易推广的电力5G应用模式。

近日，随着广东省新型电力负荷管理系统主站对I型智能柔性调控终端下达远程调控分合闸指令，位于广东省江门市岭梅社区内的4G/5G通信基站实现市电及储能电池的自动无缝切换。该基站在负荷柔性可调的同时保证了通信设备不间断运行，标志着南方电网公司实现4G/5G通信基站柔性负荷调控“零的突破”。

河北建投新能源有限公司依托河北省风电新能源工程技术研究中心，先后投入资金6000多万元，历时九年成功解决风电场多源异构数据融合、多机型风电机组状态评估和故障诊断、同区域风电场间负荷优化调度等技术难题，形成自主创新成果。 本项目的总体思路和技术方案是基于电力专网开展风电场智能运维与集群调控关键技术研究，解决风电场分散管理难度大、运维成本高、弃风限电严重和故障分析诊断效率低等难题，主要开发了异构数据通信接口，解决了不同风电设备数据传输问题，实现了多风电场多种类设备数据实时传输；基于Hadoop技术，采用BP神经网络构建了风电机组异常预测模型，开发了风电设备故障诊断专家系统，实现了系统故障的自动诊断、分析及研判，提升了检修效率及风电机组可利用率；提出了一种风电场集群功率优化控制策略，实现了风电场群整体优化功率控制，提高了区域风电场整体发电效率。

10月23日，武汉汉口江滩风和日丽，一架白色的无人机在高空来回穿梭，对滨江配电示范区内的国家电网线路设施进行立体精准拍摄。另一边，无人机巡检现场画面正实时投射在国网武汉供电公司的大屏上，“大到各类金具、绝缘子等关键部位的疑似缺陷，小到电线杆上的螺丝松动脱落、锈蚀和温度异常等安全隐患，巡检视频都通过中国电信5G电力专网实时回传给后台进行AI识别”。

随着新型电力系统建设的不断深入，源网荷储各环节的采集感知建设也在逐渐扩大，不同场景下本地通信接入环境差异较大，本报告结合浙江电力在各业务物联场景本地建设过程中，探索5.8G本地组网、WAPI（可信WIFI电力专网）、电力载波+高速无线双模通信等技术及设备在不同本地接入需求下的应用及成效，分析各项技术优点及适用场景，为各领域物联本地组网建设提供选择和思路。

为保障大电网安全稳定运行，目前针对电力系统开展的多时间尺度的仿真，都依托于电力通信网络和业务的可靠支撑。然而，随着能源互联网的建设，电力通信网络呈现空天地一体化的发展趋势，电力业务朝着多元化、高带宽需求的方向发展，形成了高复杂度特殊电力专网承载多种类特殊电力业务的局面。因此，有必要开展融合电力业务的通信网仿真工作，亟需解决复杂通信网络建模、运行质量评估和风险预警、融合电力业务的综合仿真平台研发等技术难题。本项目在多项国网公司科技项目的支持下，形成以下创新成果。项目成果已在国网信通公司进行了部署试点，并在在新疆、四川、河南、冀北等地区推广应用，辅助完成了通信架构验证、业务通信路由方式推荐和故障仿真等工作，为电力通信网络规划、优化、扩建和运维提供了强有力支撑。近三年，项目相关技术成果转化为产品，累计实现新增销售额3.58亿元，取得了良好的经济效益、社会效益与环境效益，成果的深化应用为保障大电网稳定运行和提升公司运维管理水平做出突出贡献。

5G网络为能源互联网业务提供高安全、高可靠、低时延的端到端电力专网服务。2020年，国家电网有限公司提出“数字新基建”建设规划，加快发展“5G + 能源互联网”。利用5G大速率、高可靠、低时延、广连接等技术优势，聚焦输变电智能运维、电网精准负控和能源互联网创新业务应用。电力通信网是支撑智能电网发展的重要基础设施，为智能电网与各类能源服务平台提供安全、可靠、高效的信息传送通道。电力行业面临点多面广、末端连接难、运维难度大、光纤专网成本高、4G公网承载能力弱等行业痛点，如图7-7所示。智能电网的业务场景需要电网公司采用全新的技术或业务来应对。目前电网主要的通信方式为公网GPRS/3G/4G.运营商宽带、PLC、各类现场总线类通信等，通信方案在应对越来越丰富的智能配电网业务时显现的弊端越来越明显，越来越不能满足电网末端连接需求。智能配电网技术的高速发展，给目前电网特别是配电网的调度、控制和管理带来巨大挑战，众多的业务场景对网络时延、带宽、可靠性等方面有着明确的要求，具体业务场景对网络的要求见表7-1。由此可见，通信是智能电网快速发展的关键因素，而具备大连接、大带宽、低时延等技术特征的5G技术十分契合智能电网的通信需求。在智能配电通信接入网中，通过5G网络发挥其超大规模连接、超低时延的优势，承载智能电网的终端与网络的交互，满足电网不同安全区的业务需求。 5G智能电网具有高安全、高可靠、低时延、实时、可控、灵活、经济等特点。①部署灵活。5G网络可为差动保护、精准控制等电力核心业务提供10ms以内的超低时延传 输、小于1RS的精确授时功能，相比较于光纤通信，具有很强的灵活性。②传输可靠。电网业务对通信网络的可靠性要求高，随着5G切片和TSN等技术的成熟商用，将为电网关键业务提供99. 999%的可靠性保障。③安全隔离。5G为电网不同安全区业务（如管理区、生产区）提供物理、逻辑资源等层次的隔离，实现安全分区、专网专用；通过5G切片，可实现端到端的安全通信，同时结合MEC本地分流，保障电网数据安全。④能力开放。电力企业可利用公网运营商提供的网络切片定制、规划部署、运行监控等功能，可利用公网运营商开放给用户的各类数据、通信终端或模组采集的各类数据，更好地支撑智能电网运维管理。