通信方案

为解决配电网智能分布式馈线自动化系统现有光纤通信方案存在建设成本高、运维困难及可拓展性差等难题，文章利用5G LAN全互联二层通信高可靠低时延网络技术，提出基于5G LAN技术的配电网智能分布式馈线自动化系统快速对等通信和组网实用化方案。文章围绕5G LAN适配应用、网络拓扑、业务通信指标等几个关键方面进行分析，开展实网试验验证，验证结果表明5G LAN通信技术满足智能分布式馈线自动化系统应用要求，可以快速、精确地切除故障，实现故障自愈，对提高配电自动化系统的智能化数字化运行水平和供电的可靠性有较高的实践应用价值。

随着新型电力系统建设的推进，在电力系统转型的进程中，新型电力系统网络安全主要面临更多的风险挑战，需要构建下一代新型网络安全防护体系，本报告将从信息传输的安全性角度来分析，共同探讨不同业务的不通的安全策略，并给出典型的安全解决方案。

新型电力负荷管理系统在近几年电力保供中发挥的重要作用，但在支撑实时性可靠性、系统安全防护等方面仍有不足，系统在通信等方面仍有巨大提升空间。 本报告首先对新型电力负荷管理系统的政策和业务通信需求进行了总结，在此基础上，介绍了新型电力负荷管理系统通信应用方案，指出不同通信方式在系统应用中的优势。最后对新型电力负荷管理系统通信应用前景和发展趋势进行了展望。

在新型电力系统输配电场景下通信系统的建设过程中,由于业务环境的不同以及信息物理融合导致的业务不安全风险,需要选择恰当的通信方案。文章针对输配电场景下各类业务需求,提出了一种5G+卫星通信与输配电业务多维度层次化适配性分析方法,考虑信息物理融合风险,基于现场实测数据以及性能指标衡量结果,利用该方法完成5G+卫星通信不同通信方案与输配电业务的适配性评分,并根据评分进行了适配性分析。结果证明所提适配性分析方法具有良好的实用性,实际操作效果良好。

电力公司实现电力调度业务的数据传输主要依靠电力专用的调度数据网，由于调度数据网的建设可能会落后于变电站的建设，导致调度人员无法获得实时的电网数据。针对这种情况，我们对2G/3G无线通信、固定宽带以及采用IPsec协议的虚拟专用网技术进行了研究，提出了能够满足电力二次安全防护要求的、基于虚拟专用网和无线通信的应急通信方案。在榆林电网应用的经验表明，本文提出的系统方案是合理的、有效的。

给出了变电站自动化系统和调度SCADA系统间信息交换的要求和目标。在对目标进行分解的基础上，按照模型、图形、数据三部分设计了一个基于IEC 61850具体的通信方案。基于此方案，开发了兼容国际标准的变电站与调度间远动保信一体化平台。通过理论计算和现场检测验证了该方案的可行性和实用性，为实现二次一体化提供了一个符合目前技术条件较好的解决方案。

随着泛在电力物联网建设深入，感知层各种新式业务终端大量应用，原有的通信手段已无法有效支撑新兴业务终端的接入需求。在此背景下，本文研究了变电站无线通信覆盖方案，分析了主流短距离无线通信技术，根据变电站场景特点，提出了WiFi+ZigBee无线覆盖方案，能够满足高带宽、低功耗等差异化业务接入需求，并对共频干扰、通信安全提出对应解决方案。

随着坚强智能电网建设进入技术提升和深化应用的阶段，用电信息采集系统作为用电重要环节，不仅要满足多元化用电服务需求，同时要满足分布式电源接入、配电自动化等多样化的智能化业务需求。然而，现阶段采用的接入网通信方式单一，其可靠性、时延、带宽等难以满足全费控、高频采集、多表合一等业务需求，融合通信方案采用电力线载波和无线两颗芯片的电路板级“背靠背” 设计，上层协议处理复杂，不能解决成本、功耗等问题，且系统故障率高，难以满足规模化应用要求。 本项目属于电力通信和信息技术领域，深入开展电力线载波和无线异构融合通信芯片的设计实现和产品研制。攻克了跨频带载波和无线融合通信的信道建模仿真和测试技术，创新性地提出了异构通信物理层融合方法，研发基于自主知识产权芯片的融合通信产品，并成功试点应用。

1月11日，国内首个自建5G电力无线专网在750千伏兰州东变电站正式建成并投入使用，为甘肃电网智能化向变电站、末端配网及新能源场站延伸，提供了灵活高效、安全可控的无线通信方案。

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。