空天地一体化

当前，空天地一体化网络的研究在如火如荼的开展中，通过开展组网架构、空口传输、路由交换、协议栈等天地融合设计与研究，将解决信息服务、资源管理以及网络运维的智能化问题。天地一体网络的发展趋势将是天基和地基网络从互联到协同再到一体，拉通协议、网络、业务、用户，构建全覆盖的泛在网络连接。因此，我们认为空天地一体化网络的演进可以分为以下三个阶段:天地互联、天地协同、天地一体。空天地一体化是路由与控制层的关键使能技术，是分布式功能层的载体，采用天地互联、天地协同、天地一体三步走构建空天地一体化网络，最终实现6G网络架构的泛在连接设计原则。 我国在 2019年成立了6G推进组，系统推进需求、技术、标准及国际合作等各项工作，并启动 6G技术试验。依据地面移动网络与卫星网络极强互补性的特点，推动地面网络和卫星网络的一体化融合，正成为 6G通信网络的重要发展趋势。为此，3GPP、ITU、以及 CCSA 等组织和机构已经启动地面移动网络和卫星网络的融合研究。

近年来，卫星通信技术快速发展、不断演进，开启了卫星通信在电力行业的创新应用新方向，助推空天地一体化通信网络建设，促进电力通信高质量发展。本报告，首先介绍新型电力系统特征及对通信技术支撑要求，并分析总结卫星通信技术特点及适用范围。在此基础上，介绍卫星通信在电力行业中功能定位，并结合各类电力作业场景实际需求，提出卫星通信在电力行业中的应用典型场景。最后，分析卫星通信技术发展趋势，探索卫星通信与电网业务结合的演进方向。

新型电力系统的构建亟需先进信息通信网络等数字化技术手段强力支撑，由于电力业务涵盖源、网、荷、储等各个环节，广泛分布的电力系统设备的通信环境和条件差异性巨大，我们需要构建以地面网络为基础、空基和天基网络为补充的广域泛在先进通信能力。中国电科院基于电力物联网业务需求和能源互联网的发展方向，研究了空天地一体化网络架构以及无线通信、光通信、卫星通导遥电力应用关键技术，提出了5G网络切片管理编排和高精度空口授时方案、光网络带宽容量自主调整方案以及卫星通导遥数据组合协同应用整体框架，研制了电力5G模组、无线专网超窄带低功耗原型样机和一体化定位授时原型样机，开发了光传输网仿真平台和卫星大数据应用平台原型系统，并在典型应用场景开展试点验证，为实现空天地一体化网络演进奠定基础。本文对研究情况进行了简要总结汇报，并对新型电力系统建设过程中，“天地互备多域融合、公专互补有无结合、感传算通导遥一体、数字孪生AI赋能”的一体化网络演进进行了展望。

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。