【国家电力调度控制中心】2024新型电力系统主配微网通信协同发展探索报告_60页_14mb

报告摘要

新型电力系统主配微网通信协同发展探索总结

核心内容

随着“双碳”目标的推进，新能源和新型负荷的快速发展对配电网提出了新的挑战。为应对这些挑战，新型电力系统需构建一个具备多样化通信对象、高覆盖率、高带宽、低时延、高安全性和高可靠性的通信网络，以支持主网、配网和微网的协同发展。

主要观点

负荷与电动汽车的规模化发展
- 2030年负荷将超过16亿kW，可调负荷占比将提升至20%以上。
- 电动汽车保有量预计超过1亿辆，其聚合后可有效提升电网的负荷平衡和应急响应能力。
分布式光伏的接入
- 2030年分布式光伏接入规模将达4.5亿kW，接入点数量激增，使配电网有源化、潮流双向化，增加了调控难度。
通信网的多层级需求
- 配电网需满足业务通信对象多样化、覆盖无盲区、节点海量化、传输实时、安全可靠等要求。
- 典型业务带宽需求在数K到数Mbps之间，时延要求在毫秒级到秒级不等，安全性与可靠性要求高。
通信技术的创新探索
- 国家电网公司推动“技术研究、试点验证、标准制定、推广应用”四步走策略，探索多种通信技术方案，如光纤专网、无线虚拟专网、5G短切片、GPON、EPON、HPLC优化、本地无线通信等。
- “租建结合”模式被提出，通过自建或租用运营商光纤专网，实现高效、经济的通信覆盖。
5G技术的应用
- 5G毫米波和RedCap技术被用于满足高带宽、低时延、高安全性的需求。RedCap技术具备降成本、降功耗、降复杂度的优势，正在推广。
- 5G短切片技术提供了一种成本较低、安全性较高的通信方式，结合现有SDH/OTN网络，实现资源复用。
HPLC与组播技术
- HPLC在当前配网通信中存在性能瓶颈，需通过性能优化和组播技术提升通信效率与可靠性。
- 组播技术能显著降低通信时延，提高成功率，已在多地进行测试验证。
本地无线通信技术
- HRF、WAPI、LTE自组网等技术在不同场景下各有优势，需根据具体业务需求进行选择。
通信网络统一管理
- 开发统一通信管理平台，实现光纤专网、无线专网、公网的多源数据融合与统一管理，提升配网智能化水平。
通信方式优化
- 通过公网转专网、公网转光纤等方式，优化通信接入方式，提升网络效率和稳定性。
通信测试与试点
- 在安徽开展密集通道综合监测试点，探索5G虚拟专网和1.4G无线专网的应用。
- 在河北雄安试点光纤到户，验证其在不同场景下的通信性能。
蓄电池远程核容与OPGW融冰技术
- 蓄电池远程核容技术通过DC-DC升压模块和可控开关实现，需与动环监控系统融合。
- OPGW融冰技术通过绝缘改造和温度控制，实现对线路覆冰的高效处理，同时需进行光缆性能监测。

关键信息

通信需求：业务通信对象多样化，覆盖无盲区，节点海量化，适配多业务，传输更实时、更安全、更可靠。
技术方案：采用光纤专网、无线虚拟专网、5G短切片、HPLC优化、组播技术、本地无线通信等方式，满足不同业务场景的需求。
性能指标：不同业务对带宽、时延、安全性和可靠性有不同要求，如差动保护装置要求时延小于30ms，带宽5Mbps；营销负荷管理终端要求时延小于1s，带宽130kbps。
成本与性能平衡：5G RedCap技术在成本、功耗、复杂度等方面有明显优势，正在推广。GPON作为EPON的替代方案，具有更好的标准演进和功能扩展性。
通信网络建设：推进光纤专网、无线专网、卫星通信等多技术融合，提升配电网的通信能力和智能化水平。