1.2　配电网通信技术现状

伴随智能电网、能源互联网的建设与发展，我国电网企业初步建成了覆盖中低压配电网、支撑智能配电与用电全业务的电力专用通信网络，应用规模和技术均达到国际先进水平。

光纤通信技术已经成功地应用于配电网自动化系统中，能够满足配电数据传输和实时控制的有效性与可靠性要求。目前，国内外的主流电信运营商均以EPON/GPON/XG（S）-PON技术大力发展宽带接入提速服务。2006年，IEEE开始制定10Gbps EPON标准，该标准于2009年9月正式发布。2016年ITU-T G.9807.1定义了XGS-PON规范，该规范在XG-PON基础上，将线路速率从非对称速率发展到对称速率，上下行速率均为10Gbps。50Gbps-PON技术是近几年ITU-T研究发展的重点。50Gbps-PON同样采用点到多点架构和时分复用技术，通过单波长提供50Gbps速率，在XG（S）-PON基础上提升了5倍，同时支持现有ODN（Optical Distribution Node，光配线网络）部署和网络的共存升级。目前，电力接入网光通信仍以EPON技术为主。随着配电物联网建设与数字化转型，智能化业务对接入带宽及通信质量的提升不断需求，支持更高接入速率的XG-PON技术将在局部得到应用。

蜂窝无线通信作为光纤通信技术的有效补充手段，广泛应用在配用电数据采集系统中。目前，无线公网存量市场的4G化已经基本完成。无线公网虽然安装方便、成本较低，且不受传输通道路径的限制，但在可靠性和安全性上存在隐患，如存在高峰期拥堵问题和偏远地区信号较弱的问题。电力行业业务需求爆发性增长，光缆建设成本高，无线公网对精控要求高的领域安全性较低，电力行业对电力无线专网的需求日益增加。从2009年开始，国家电网有限公司就已经开始着手探索电力无线专网；2017年，中国无线电协会电力无线专网产业分会（产业联盟）成立，极大地加快了无线专网的建成落地进程。2018年8月，工业和信息化部印发《关于调整223-235MHz频段无线数据传输系统频率使用规划的通知》，通过引入载波聚合和动态频谱共享等新技术，同时鼓励采用公网的建设模式，以提高频谱使用效益。在2018年的电力无线专网产业发展论坛上，LTE230M技术方案得到业界认可，成为国家电网电力无线专网采用的新型通信系统。在电力无线专网建设领域，除了230MHz频段，目前还有1.4GHz及1.8GHz两个频段可用于行业无线接入，通信厂商分别以华为、中兴通讯为代表。

随着新型电力系统的加快构建，电网调度运行模式逐步向“源网荷储”协调控制、输配微网多级协同方向转变，分布式电源调控、精准负荷控制、新型配网保护等电网控制类业务需求不断涌现，对电力通信覆盖范围、大带宽、低时延、可靠性、安全性提出了更高要求。2020年，南方电网公司承接国家发展改革委项目，在配电网保护与控制（配网差动保护）、配电自动化（三遥）、智能配电房、网荷互动系统（精准负控）等56个场景进行业务试点和应用。其中，对于配电网保护与控制业务，由深圳供电局与中国移动、华为联手打造了国内外首条具备空口高精度授时功能的5G SA网络配网分布式差动保护线路。选取深圳部分试点完成了跨基站承载现场测试，同时利用网络切片保证了不同分区业务的安全隔离。测试结果满足5G承载电网控制类业务毫秒级低时延和微秒级高精度网络授时的严苛要求，验证了5G满足电网控制类业务严苛要求的可行性。此外，还在深圳完成了近1700个5G配网自动化三遥点的规模化应用。2021年，国家电力调度通信中心组织多家单位开展了5G公网承载电力控制类业务研究、小范围试点应用和论证工作，得到了初步结论。在采用必要的安全防护措施基础上，基于RB资源静态预留、FlexB技术和电力控制专用UPF（User Port Function/User Plane Function，用户端口功能/用户面功能）下沉的5G电力虚拟专网，可试点承载电力控制类业务。中国南方电网公司（以下简称“南方电网”）申报的“南方电网面向智能电网的5G新技术规模化应用”于2020年6月正式获得国家发展改革委批复立项，成为全国能源领域唯一立项项目。南方电网公司组织广东电网广州供电局、深圳供电局、南方电网数研院一起，在广州和深圳规划了54个业务场景的5G示范建设及改造，涉及发电、输电、变电、配电、用电各个环节，建成国家级最大规模的“5G+智能电网”应用示范区。

在低压配电网通信方面，目前主要采用宽带电力线载波技术（HPLC），该技术已广泛应用于用电信息采集、低压台区智能化、分布式电源接入、智能楼宇/小区/家居等领域。2017年，国家电网公司（以下简称“国家电网”）制定了HPLC互联互通技术规范，使用频段为2～12MHz；2018年根据最新的频谱管理规定，优化了HPLC互联互通技术，使用频段主要集中在700kHz～3MHz；随着国家电网HPLC的推广应用，南方电网也于2020年发布了自己的HPLC规范。2018年5月，由中国电科院、国家电网信通产业集团等企业联合制定的IEEE1901.1《适用于智能电网应用的中频（低于12MHz）电力线载波通信技术标准》正式发布实施。该标准在国家电网的《低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范》基础上进行了大量创新，提高了通信信号的收发质量和数据传输性能。该标准的发布，填补了中频电力线载波通信应用在智能电网领域国际标准的空白，提升了我国在物联网领域的国际影响力和话语权。

此外，在低压配电网中，国家电网微功率无线、蓝牙等无线通信技术也有一定规模的应用。国家电网微功率无线通信技术采用多跳中继自组织网络构架，符合《电能信息采集与管理系统　第4-4部分：通信协议—微功率无线通信协议》（DL/T 698.44—2016）的规定。蓝牙系统采用一种灵活的自组网方式，支持点对点数据传输和一对多连接的星形拓扑连接，通过可管理的网络泛洪方式实现网状网络。此外，蓝牙还设计了快速连接、断开和空闲状态的“深度休眠”低功耗技术，因此可广泛应用于距离受限的设备，如在线监测的无线传感器等。

多种通信技术混合应用作为本地通信网络的未来发展方向，其更好的网络覆盖能力和鲁棒性得到广泛认可，已投入到低压配电台区的试点应用中。多模通信技术以无线与电力线为传输介质，融合高速电力线载波、高速无线、低功耗无线等通信模式，实现深度覆盖的本地异构通信网络技术，这种技术能够支撑多样化的设备连接和服务需求。多模通信网络采用统一数据链路层实现无线和电力线两种介质的接入，采用单网模式、混合路由，支持多种通信模式融合组网和多跳传输，实现配电台区通信的深度覆盖；同时，采用高速无线技术，实现设备免配置组网和多信道并发传输，提升网络抗干扰能力和吞吐量。多模通信网络采用低功耗通信技术，支持主动上报和周期唤醒等多种低功耗传输模式，用一张网络实现配电台区内各类设备和传感器全接入；为了满足不同场景的应用需求，多模通信网络设计了系列化通信模块，支持单载波、单无线和多模组网。多模通信网络具有通信覆盖能力强、设备接入方式多等特点，可以有效适应设备繁多、数据量大的配电网应用场景，从而提升低压配电网的“可观、可测、可控、可调”能力。