配电通信

随着新型电力系统建设的推进，配电系统逐渐发展成为具有电能汇集、传输、存储和交易功能的新型区域电力系统，配电网已成为能源互联网和电力物联网转型的主战场。分布式电源和可调负载、储能、电动汽车充电桩、能源转换等新型业务蓬勃发展，配电网一次、二次设备增多，电网规模扩大，现场和IT设备间传输的数据量大幅增加，系统可观、可测、可控、可调能力建设逐步提升。推进先进数字技术与能源电力技术的深度融合，构建数字化、智能化新型配电系统，需要提供更加快速、灵活、安全、高效的配电通信技术的基础支撑。 2021年7月国家电网有限公司发布了《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案（2021—2030年）》。该方案明确提出，加大中压配电网智能终端部署、配电通信网建设和配电自动化实用化，并向低压配电网延伸，大幅度提高可观性、可测性、可控性。到2025年，基本建成安全可靠、绿色智能、灵活互动、经济高效的智慧配电网。配电网智能化终端种类多、数量大、分布范围广、运行环境复杂，智能化业务对通信性能要求高，没有一种通信技术能够单独、经济、可靠地解决“最后几千米”通信接入的难题。 在此背景下，国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、EPTC 电力技术协作平台联合组编了《配用电通信技术及产业发展报告》一书。 联 系 人：张伟豪 王黎明 手 机：18518354192 18310385257

新形势下配电网正逐步由单纯接受、分配电能给用户的电力网络转变为源网荷储融合互动、与上级电网灵活耦合的电力网络，配电网二次系统随之向调度控制精准化、业务交叉协同化、信息支撑透明化方向发展，亟需打造一张可靠性高、安全性强、接入性好的坚强配电通信网。本报告首先介绍了配网通信技术的现状与业务需求，在此基础上，介绍了新一代配电通信技术，主要聚焦于推进配网光纤网络建设，创新无线公网“多网合一”技术和运营模式，构建以宽带载波、电力无线专网、WAPI通信为核心要素的范在物联通信网，最后对配网通信网络的发展前景进行了展望。

国网福建电力作为国网系统新型电力系统省级示范区建设单位，近年来，高标准推进“风雨无忧、雷打不动”高能级配电网建设，进一步提高配电网新能源接入消纳和安全供电能力，配电网有源双向交互和安全供电对“可观、可测、可调、可控”提出更高要求，需要建设“覆盖更广泛、安全更可靠、接入更灵活、传送更高效”的配电通信网。本报告首先对新形势下国网福建电力配电通信网的业务需求进行了分析，在此基础上，介绍了国网福建电力在配电通信网“规划、建设、运行”方面的实践以及新技术应用方面的探索经验。最后对配电通信网的未来发展趋势进行了展望。

“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再 生能源替代行动 ， 深化电力体制改革 ，构建以新能源为主体的新型电力系统

HPLC在配电通信网中广泛使用，但其通信承载能力已近饱和，无法满足秒级实时电网调控业务需求，亟需改善提升。本报告首先对电网低碳转型加速推进的形势下，电源侧、负荷侧采集、控制通信需求进行了分析，提出HPLC的现状和不足，在此基础上，介绍HPLC优化提升及多业务承载优化方案，并阐述了引入5G编码调制、MIMO等技术，研发新一代SPLC的构想及合作开发计划。最后对SPLC的应用前景进行了展望。

总结分析了新形势下主配通信网规划协同的需求，在此基础上，重点分享了国网福建电力在提升骨干通信网和配电通信网一体化协同规划的主要做法与成效，展示了两个协同规划的创新技术应用。

为保障新型电力系统的配电通信安全，文章以B/S架构设计为基础，提出由五大功能模块构成的面向新型电力系统的配电通信故障衍生告警智能运维技术。其中，数据采集管理模块获取配电通信数据；综合监控模块提取故障特征，构建检测模型，并建立故障衍生告警模型；运行控制模块管理电子流程，规范业务流程操作；资源管理模块管理空间、设备和光缆网等资源。实验表明，所提技术可检测新型电力系统的配电通信故障并给出告警信息，保障配电网业务稳定运行，避免重大财产损失。

明确了国网山东电力通信网发展目标，即实现“全区域覆盖、全业务接入、全场景支撑”，报告分享了通过融合前沿通信技术，在通信传输网建强、配电通信网提升、通信数智化升级等方面工作成果。国网山东电力将继续以智慧电力通信网建设为出发点，坚定不移实施创新驱动战略，加快推进全员、全域、全速创新，全方位推动科技产业化，多途径“盘活”科技成果，增强企业发展活力，为打造新一代智慧电力通信网、加快新型电力系统建设提供了强有力的支撑。

随着配电自动化技术的迅速发展，配电自动化三遥控制等配网业务对通信通道可靠性要求也目益提高。目前配电自动化光纤工业交换机网络以手拉手环的形式实现在单个配电房交换机故障或失电情况下，通过生成树协议单点自愈，但在两个以上电房工业交换机故障或失电时无法自愈，会导致配电自动化业务中断。另外，由于规划建设的不完善或者部分电房长期难以复电，存在部分电房光纤通信网为链状网络，处在链状网络中的任意一个节点故障也会造成通信中断，影响业务正常运行。根据运行数据统计，光纤交换机掉电占配电光纤网络缺陷的大多数，以广州局2016年6月数据为例，当月自动化终端电源故障及电房低压电源故障造成通信网业务中断占所有配网通信 缺陷的54.7%。因此，实现光纤交换机自动光旁路意义重大。 由于于开关房、配电房、室外柱上开关等配电系统在户外建设，配网通信设备如工业交换机等同样部署在户外环境。因用电用户所处环境不同，通信设备需要考虑高温、严寒、风雨、雷电、沙尘、尾气等各种恶劣环境的影响因素，经常导致设备掉电，故障无法运行，一旦上游设备故障掉电，导致下游设备或两故障节点间设备形成孤岛，完全断绝与上层设备互联关系。由于配电通信系统中的通信设备大都部署在户外，一旦出现故障就需要运维人员到现场维护，维护效率板低。 针对上述问题，本成果研制了一种用于配电光纤通信网络的光旁路装置，该装置可与广州供电局现有光纤工业交换机网络良好兼容，通过自动识别网络节点的供电状态及光信号输出状态，节点故障时系统进行光路瞬时切换，绕过故障的网络节点，从而能避免网络节点发生全阻障碍，保持系统连通正常。通过该光旁路装置可实现环型网络、链状网络抗多点设备故障的功能，提升配网通信网络的安全可靠性。

随着新型电力系统建设的推进，配电系统逐渐发展成为具有电能汇集、传输、存储和交易功能的新型区域电力系统，配电网已成为能源互联网和电力物联网转型的主战场。分布式电源和可调负载、储能、电动汽车充电桩、能源转换等新型业务蓬勃发展，配电网一次、二次设备增多，电网规模扩大，现场和IT设备间传输的数据量大幅增加，系统可观、可测、可控、可调能力建设逐步提升。推进先进数字技术与能源电力技术的深度融合，构建数字化、智能化新型配电系统，需要提供更加快速、灵活、安全、高效的配电通信技术的基础支撑。