隨著能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與電力系統(tǒng)智能化進程加速，智能電網(wǎng)已成為現(xiàn)代能源體系的核心支撐。通信網(wǎng)絡(luò)作為智能電網(wǎng)的“神經(jīng)系統(tǒng)”，其技術(shù)架構(gòu)的先進性與發(fā)展路線的科學(xué)性，直接關(guān)系到電網(wǎng)的感知、控制、管理與服務(wù)能力。本文旨在探討適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展的通信網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)及發(fā)展路線。
一、智能電網(wǎng)對通信網(wǎng)的核心需求
智能電網(wǎng)具有信息化、自動化、互動化特征，其對通信網(wǎng)絡(luò)提出了高可靠、低時延、廣覆蓋、大帶寬、高安全等核心要求。具體體現(xiàn)在：支持海量終端接入與數(shù)據(jù)采集（如智能電表、分布式能源、傳感器）、滿足實時控制與保護業(yè)務(wù)毫秒級時延需求、承載高清視頻巡檢與大數(shù)據(jù)分析的高帶寬業(yè)務(wù)，并在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下確保電力生產(chǎn)控制信息的安全隔離與可靠傳輸。
二、適應(yīng)發(fā)展的通信網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)
當(dāng)前，面向智能電網(wǎng)的通信網(wǎng)正從傳統(tǒng)的專網(wǎng)為主、公網(wǎng)為輔的模式，向“云、管、邊、端”協(xié)同的融合架構(gòu)演進。
- “云”層（平臺與應(yīng)用）：基于電力云構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心與業(yè)務(wù)平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、存儲、計算與智能分析。平臺需具備開放性與標(biāo)準(zhǔn)化接口，以支撐各類智能應(yīng)用，如高級計量、需求側(cè)響應(yīng)、分布式能源協(xié)調(diào)控制等。
- “管”層（通信網(wǎng)絡(luò)）：構(gòu)成連接云、邊、端的傳輸紐帶。其架構(gòu)呈現(xiàn)融合與分層特點：
- 骨干/核心層：主要依托光纖通信（如OTN、PTN）、電力線載波（PLC）骨干網(wǎng)及微波等，提供大容量、高可靠的干線傳輸。
- 接入/聚合層：采用多樣化技術(shù)實現(xiàn)“最后一公里”覆蓋。包括工業(yè)以太網(wǎng)、無源光網(wǎng)絡(luò)（xPON）、5G定制網(wǎng)（uRLLC、mMTC切片）、LTE-G、新型電力線載波（HPLC）及無線專網(wǎng)（如Wi-SUN、LoRa）等，以適應(yīng)不同業(yè)務(wù)場景的差異化需求。
- 關(guān)鍵趨勢是構(gòu)建“空天地一體化”通信網(wǎng)絡(luò)，綜合利用衛(wèi)星通信、無人機中繼等手段，增強對偏遠地區(qū)、應(yīng)急場景的覆蓋能力。
- “邊”層（邊緣計算）：在變電站、配電房、新能源場站等網(wǎng)絡(luò)邊緣部署計算節(jié)點，對本地數(shù)據(jù)進行實時處理與快速決策，有效降低回傳帶寬壓力與業(yè)務(wù)時延，滿足配網(wǎng)自動化、精準(zhǔn)負(fù)荷控制等實時性要求高的業(yè)務(wù)需求。
- “端”層（終端與感知）：涵蓋智能電表、智能開關(guān)、故障指示器、分布式電源控制器等海量終端，需具備標(biāo)準(zhǔn)化通信模塊與協(xié)議，支持靈活接入與即插即用。
三、關(guān)鍵技術(shù)研究與演進路線
通信網(wǎng)技術(shù)發(fā)展需緊扣電網(wǎng)業(yè)務(wù)演進，分階段、有重點地推進。
- 近期（夯實基礎(chǔ)與融合試點）：重點提升光纖覆蓋率，深化HPLC等成熟技術(shù)應(yīng)用。開展5G電力虛擬專網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)切片在控制類業(yè)務(wù)中的試點驗證。推動IPv6在電力通信網(wǎng)的全面部署，為海量終端尋址奠定基礎(chǔ)。加強網(wǎng)絡(luò)安全防護體系建設(shè)，強化分區(qū)隔離與縱深防御。
- 中期（規(guī)模應(yīng)用與智能提升）：推動5G定制網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等在電網(wǎng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的規(guī)模部署。深化“云邊協(xié)同”，邊緣計算在配網(wǎng)自愈、源網(wǎng)荷儲互動中廣泛應(yīng)用。引入人工智能與數(shù)字孿生技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的智能感知、故障預(yù)測與自愈恢復(fù)，提升網(wǎng)絡(luò)運維智能化水平。探索TSN（時間敏感網(wǎng)絡(luò)）在電力高精度同步與控制中的應(yīng)用潛力。
- 遠期（自主可控與泛在融合）：構(gòu)建完全自主可控的通信技術(shù)體系與標(biāo)準(zhǔn)。通信網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)物理系統(tǒng)、信息系統(tǒng)的融合更加緊密，形成“通信-計算-控制”一體化的電力CPS（信息物理系統(tǒng)）。量子通信、6G等前瞻性技術(shù)在電網(wǎng)超高安全、超大容量、超低時延場景中探索應(yīng)用，最終實現(xiàn)面向新型電力系統(tǒng)的、全場景覆蓋、全業(yè)務(wù)支撐的泛在融合、智能韌性能源互聯(lián)網(wǎng)通信體系。
四、
適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展的通信網(wǎng)建設(shè)是一個長期、動態(tài)的系統(tǒng)工程。其技術(shù)架構(gòu)需堅持“業(yè)務(wù)驅(qū)動、標(biāo)準(zhǔn)先行、安全為基、適度超前”的原則，通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新、網(wǎng)絡(luò)升級與產(chǎn)業(yè)協(xié)同，構(gòu)建起一張安全可靠、高效靈活、智能開放的下一代電力通信網(wǎng)絡(luò)，為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的新型能源體系提供堅實的數(shù)字化底座。
