華為孫福友：通信目標網加持數智化，助力構建新型電力系統

孫福友 華為副總裁電力數字化軍團CEO、CIGRE國際大電網委員會D2中國區主席

　　在源荷兩端，中國新能源發展取得了世界級的成就，也給電網帶來了世界級的挑戰。面對新型電力系統的不確定性，數智化加持的創新是核心關鍵手段，沒有通信，信息化、數字化、智能化都無路可行。不認真對待通信網，通信就會成為電網的瓶頸，從而阻礙新型電力系統建設與發展。

　　引入通信目標網方法論

　　只有高效的通信體系，才能讓數字化、智能化觸手可及。通信建設要以通信目標網為牽引，站在后天看明天，決定今天做什么。不僅要看當前的問題和挑戰，更要著眼于未來五年、十年后的需求。規劃通信目標網，要重點考慮業務場景和通信技術，既要從場景看技術，也要從技術看場景，相互結合，相互促進。

　　新型電力系統下，通信目標網呈現四大特征：主網智算、中壓混合、低壓透明、空天地一體。主網智算需要考慮的是包括以東數西算為代表的光跑電不跑，以邊緣計算為代表的電跑光不跑，以及結合時空特性，來助力解決新能源消納和削峰填谷;近期臺風應急帶給我們的啟發是，10kV通信網是電網通信目前最薄弱的環節，是典型的“盲區”。這需要體系性規劃以光纖+無線專網的通信目標網，也要輔之以空天地一體的應急和廣覆蓋能力;隨著海量的分布式光伏接入、充電樁接入、分布式儲能接入、用戶互動及潛在的負荷側交易，這需要體系性思考支撐400V低壓透明的通信需求。

　　同時，也需要為云邊端的智算協同提供蓬勃的通信動力。

　　主網通信：調度通信網和數據通信網需考慮智算協同和代際演進

　　引入fgOTN(Fine Grain OTN，細顆粒光傳送網)平滑替代SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數字體系)網絡，實現調度通信網的代際演進。電網的光纖是豐富的，同時光纖也是解決新型電力系統核心挑戰的戰略資產。一方面，電力行業智能化的發展，會帶來網絡聯接數量百倍級增長，帶寬十倍級增長，同時對網絡安全性和可靠性的要求也在不斷提升。另一方面，SDH的生命周期已近尾聲，fgOTN在完美的繼承原有SDH硬管道特性的基礎上，進一步提供10倍帶寬的能力，fgOTN標準已于2023年11月在ITU-T正式發布。

　　以IPv6+為底座構建下一代智能數據通信網。下一代智能數據通信網應具備三個特征：一是以網絡切片技術、智能調優等手段，提供確定性業務體驗;二是通過在線仿真、隨流檢測實現網絡自治，簡化運維;三是基于設備、網絡、管控的三層內生安全，保障網絡運行安全可信。

　　另一方面，數據通信網規劃建設時因“即插即用”而容易“插花”組網。在“插花”組網情況下，只能保證基本的通信，但如何解決運維的快速定界定位?如何解決多廠商的備品備件?如何實現跨廠商的SDN?如何向現場無人化、少人化和主動運維演進?考慮到全生命周期的成本和業務價值，我們建議按照區域維度展開目標網建設。

　　配網中壓回傳：以目標網為牽引，因地制宜，構建以光纖加無線的混合通信網

　　主網架可以充分利用現有光纖資源。對配網10kV回傳而言，需要光纖和無線協同來解決。如何以目標網為牽引，構建光纖網、無線專網和無線公網的協同機制和退坡機制?

　　光纖支撐硬隔離，讓各自業務各行其道，互不干擾，是電力高安全、高可靠的最有效的道路選擇，也是面向未來AI和數字化發展的最關鍵戰略資產，臺區之上“能配盡配”。光纖到臺區之后，還可以進一步開展差動保護、RTU(Remote Terminal Unit，遠程終端單元)/FTU(Feeder Terminal Unit，饋線終端裝置)回傳以及數字孿生等業務。以數字孿生為例，過去要配置一個專屬渲染硬件，今天可以通過光纖和通用PAD地址相結合，云上渲染，云邊協同，光速下發，省錢又實用。

　　如何建好、用好、管好光纖網，體系化發揮光纖價值?這需要構建五層能力：一是光纖“過馬路，進大樓、穿墻打洞”的工程實施部署能力;二是構建資源管理系統，通過數字化管理光纖資源;三是建設專業網管，有源設備是網絡的核心，只有管好有源才能真正用好無源;四是應用強大的、跨廠家、跨地域、跨專業的綜合管理系統;五是集中運維NOC(Network Operations Center，網絡運維中心)中心。

　　對于廣泛分布的郊區和鄉村場景，光纖難以到達。面對新型電力系統的業務需求，要活在當下，利用運營商無線網絡作為現實的通信手段，也可以聯合運營商打造5G2B電力虛擬專網。

　　過去配網對通信和數字化要求不高，出了問題就切，要么切掉，要么切換。隨著配網從單向走向雙向，從無源走向有源，對數字化智能化的依賴會越來越深，要進一步依賴可靠的通信網。同時，在極端環境下如果通信無法保障，就容易變成災上加災。長期來看，構建電力無線專網是10KV回傳的剛需，中壓混合要系統性思考光纖網、無線專網，并輔之以無線公網，從而為新型電力系統保駕護航。

　　低壓通信：400V透明化完全可以通過電力載波通信實現，需要上升到綜合通信網，并按目標網管理

　　“構建新型電力系統的挑戰在配網，關鍵在通信”。隨著海量分布式新能源和電動汽車等新負荷的廣泛接入，配電網的平衡、穩定和安全變成了全新的難題，如反向潮流、設備重過載等。這既需要自上而下的調度運行、自下而上的臺區自治;也需要圍繞400V實現透明化，拉通主配微，讓千家萬戶、千行百業參與。

　　當前HPLC(High-speed Power Line Communication，高速電力線載波通信)技術在400V透明通信領域已經廣泛應用，并取得了較好的成果。新型電力系統背景下，低壓400V要從用電信息采集客戶滿意度管理，走向源網荷儲互動。分布式光伏、分布式儲能、海量充電樁、用戶互動等都需要把400V載波通信上升到綜合通信網，并按目標網的管理，需要構建四個9以上的可靠性、秒級互動、通感算一體、拓撲識別的能力，這將對體系性解決400V的挑戰將發揮關鍵的作用。

　　構建標準：將中國的優秀實踐形成一套開放、可持續演進的世界標準

　　通信目標網對于新型電力系統的構建是不可替代的，需要以目標網為牽引并固化為標準。我們認為標準是行業發展的基石，通過規范標準可以為各環節的協同合作提供保障。標準的一致性和前瞻性牽引至關重要，建議電力企業攜起手來，將中國的優秀實踐形成一套開放、可持續演進的世界通信標準。為電力行業的發展，貢獻澎湃的中國力量。