電力行業(yè)關系國計民生和國家安全，電力通信網作為電力系統(tǒng)的關鍵基礎設施，其安全性和可靠性對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關重要。建設一張安全可靠、技術領先、面向未來的下一代電力通信網，將為電力供應保障、構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)提供有力支撐。

　　01

　　新型電力系統(tǒng)

　　對電力通信網絡提出更高的要求

　　為應對能源需求不斷增長、日益嚴峻的能源安全和氣候環(huán)境挑戰(zhàn)，全球普遍面臨著能源轉型、零碳轉型和數字化轉型，這三個轉型都是長期的、艱巨的、復雜的系統(tǒng)性工程。構建新型電力系統(tǒng)是三元轉型的關鍵，是實現能源經濟性的重要基礎，也是確保能源安全與連續(xù)性的關鍵手段。支撐源網荷儲高效協(xié)同，實現電能流、碳排流、信息流和價值流的多維融合，推動全社會清潔、高效、可持續(xù)發(fā)展，數字化轉型是必由之路。

　　我們認為，未來電力行業(yè)的普遍趨勢是

　　? 前端（包括廠站和線路等）無人化、少人化，即企業(yè)在不顯著增加人力的前提下，通過數字化轉型優(yōu)化流程并調整人才結構，釋放人力投入到創(chuàng)新及復雜業(yè)務，實現運營效率提升。

　　? 業(yè)務側“生產集控化、管理集約化”，支撐電力系統(tǒng)安全可靠、源網荷儲高效協(xié)同、企業(yè)運營提質增效及管理敏捷創(chuàng)新。

　　? 集團側平臺化、專業(yè)化，通過平臺化推動持續(xù)創(chuàng)新；通過專業(yè)化積淀能力，通過體系化支撐，融管理于服務，融監(jiān)督于服務。

　　在新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)中，高比例新能源接入和大規(guī)模電力電子設備應用使得系統(tǒng)更加復雜，電網運行面臨電力電量平衡的不確定性增大、系統(tǒng)慣量水平下降等挑戰(zhàn)。電力企業(yè)需要統(tǒng)籌考慮高比例新能源發(fā)展和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，加快電力系統(tǒng)數字化升級，以有效支撐源網荷儲一體化發(fā)展。因此，需要構建更加堅強、彈性、多業(yè)務承載的電力通信網，實現新能源、柔性負荷的全面感知，在“可觀、可測、可調、可控、可追溯”基礎上，有效支撐生產作業(yè)、運行管理、運營管控，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行奠定堅實基礎。

　　02

　　電力系統(tǒng)數字化

　　為構建新型電力系統(tǒng)鋪設數字之路

　　電力系統(tǒng)數字化轉型是一把手工程，需要從戰(zhàn)略層面高度重視。在電力企業(yè)的中長期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃中，電力通信網絡作為新型電力系統(tǒng)的神經網絡，應納入整體的體系規(guī)劃建設中，并堅持統(tǒng)籌規(guī)劃、系統(tǒng)推進。因此，需要加強組織領導，落實“一把手”工程，完善組織體系，確保各項工作有效投入，從戰(zhàn)略統(tǒng)籌和長期發(fā)展的角度保障工作有序開展。

　　跨大區(qū)交直流混聯(lián)及大量電力電子設備的使用，使得電力系統(tǒng)特性發(fā)生了深度變化，未來電力系統(tǒng)的規(guī)模和復雜程度前所未有，亟需通過“態(tài)勢感知、廣泛物聯(lián)、數字孿生、智能計算”等數字化手段，來解決新型電力系統(tǒng)中存在的“間歇隨機、海量離散、復雜多維、波動不可控”等問題，實現系統(tǒng)的實時動態(tài)平衡，從而更好地保障電能的安全供給和源網荷儲四維高效互動。要實現這一切，首先需要建設一張堅強的電力通信網。

　　03

　　堅強的電力通信網

　　是支撐新型電力系統(tǒng)數字化的重要底座

　　根據2019年發(fā)布的強制性國家標準GB 38755-2019《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》，電網定義了三道防線及對應的控制措施，作為電網安全穩(wěn)定運行的基本保障。電網建設嚴格貫徹該標準，不斷加強三道防線建設，配置和完善各種繼電保護和穩(wěn)控裝置，防止事故連鎖反應，從而有效避免大停電事故。

　　參考電網三道防線的設計思路，電力通信網也需要構筑電力通信安全的三道防線。

　　第一道防線是采用高可靠的通信技術，如NHP（Native Hard Pipe，原生硬管道）網絡，同時通信設備的關鍵部件采用冗余保護設計。當系統(tǒng)監(jiān)測到電源、風扇、交換網板等器件異常時，冗余保護設計可立刻切換至備用器件，保證設備正常運行。

　　第二道防線是通信鏈路冗余保護。當通信鏈路發(fā)生故障，例如光纖損壞時，鏈路兩端的通信設備通過協(xié)商，將業(yè)務切換到保護鏈路，快速恢復業(yè)務。

　　第三道防線是網絡級冗余保護。為防止網絡攻擊等原因造成的通信網絡大面積癱瘓，需建設兩張獨立的通信網絡。當主用網絡發(fā)生故障時，系統(tǒng)快速將業(yè)務切換至可用鏈路。網絡級冗余保護將大幅提升電力核心業(yè)務在極端場景下的生存能力。

　　電力通信網作為數字電網的關鍵基礎設施，應遵循分層分級的冗余設計原則。在實際應用中，為平衡安全性和成本投入，實現投資收益的最優(yōu)化，電力通信網的冗余保護方式應根據輸電線路的電壓等級靈活配置。例如，對于110kV以上的高壓、超高壓、特高壓輸電線路，應考慮同時配置三道防線，即構建雙平面的高可靠通信網絡；對于35kV~110kV的高壓輸電線路，應在通信設備冗余保護和通信鏈路冗余保護的基礎上，根據線路的重要性，靈活選擇配置網絡級冗余保護；對于配電通信網，應在配置通信設備冗余保護的同時，盡量實現通信鏈路冗余保護。

　　通過構筑設備級保護、鏈路級保護和網絡保護三道防線，電力通信網將有效應對各種復雜場景下的設備、鏈路、網絡故障，保證電力通信網的運行安全。

　　面向電力數字化的長期演進，電力通信網在保證安全的同時，還需要具備可擴展性。

• 　　首先，網絡帶寬要足夠大，以支撐新業(yè)務快速上線；
• 　　其次，不同電力子系統(tǒng)之間需要物理隔離，新業(yè)務的上線不能對原有業(yè)務造成影響；
• 　　最后，網絡性能要滿足各類電力業(yè)務的需求，如時延、抖動等。

　　基于NHP技術的多重冗余電力通信網，能夠兼顧電力數字化對安全和面向未來演進的訴求，為電網建設“永不中斷”的光通信網，確保在極端情況下至少有一路通信聯(lián)接存在，是支撐新型電力系統(tǒng)數字化的重要底座。

　　華為電力數字化軍團致力于成為電力行業(yè)數字化轉型的首選合作伙伴，依托華為端邊管云協(xié)同的ICT基礎設施技術優(yōu)勢，堅持“平臺+生態(tài)”戰(zhàn)略，攜手伙伴，通過數字技術與電力業(yè)務的深度融合，助力電力企業(yè)實現安全、高效、綠色、創(chuàng)新的轉型升級，共同為全球電力行業(yè)鋪設一條數字之路！

　　文/華為電力數字化軍團CEO 孫福友