2025年能源网络通信创新应用大会：构建空天地协同配电通信网 支撑新型电力系统建设

构建空天地协同配电通信网支撑新型电力系统建设北京中电飞华通信有限公司许中平2025年4月配电通信网发展形势空天地协同配电通信网探索未来展望配电通信网发展形势按照国家发展改革委、按照国家发展改革委、国家能源局发布的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》，到2030年要基本完成配电网柔性化、智能化、数字化转型，以配电网高质量发展助力新型能源体系和新型电力系统建设。配电网直接服务终端用户，承担着服务社会经济发展和改善人民生活水平的重要任务。《配电网高质量发展行动实施方案（2024—2027年）》《配电网通用技术导则》（GB《配电网高质量发展行动实施方案（2024—2027年）》《配电网通用技术导则》（GB/T45418-2025）《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》配电网现状u供电能力与可靠性提升：城农网供电可靠率分别达到99.977%和99.905%。u新能源接入压力显著：分布式新能源规模快速增长，预计2025年将达3.5亿千瓦以上。u供充电设施与新型负荷规模化增长：新能源汽车保有量及充电设施规模快速增长，部分区域配变容量不足，难以支撑大规模充电设施接入。u智能化与数字化转型加速：配电自动化有效覆盖率持续提升，但部分地区仍需加强设备状态智能监测、数字技术融合应用等能力。配电网重点发展方向配电网重点发展方向《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》（发改能源〔2024〕1128号）4u补齐短板，提升供电保障：重点推进老旧小区、城中村配电网升级，加强县域电网与主网联系。u增强承载能力，支撑新能源发展：动态评估配电网承载力，建立可开放容量发布和预警机制。u推进智能化与数字化转型：推广智能微电网、虚拟电厂等新模式，提升源网荷储协同能力。u强化标准与安全保障：加强防灾抗灾能力建设，差异化提升灾害易发区电网标准。围绕建设新型能源体系和新型电力系统的总目标围绕建设新型能源体系和新型电力系统的总目标，需要建设安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型配电网。当前配电网供电可靠性总体提升，但城乡差异明显，新能源大规模接入与新型负荷增长对配电网承载力、智能化水平和防灾能力提出更高要求，亟需推进结构优化、技术升级和体制机制创新。分布式新能源大规模接入配电网，“接不住”的挑战配电线路、变压器局部地区过载，增大台区调峰难度，逆变器等电力电子设备对电网动态无功主动支撑能力弱，容易造成局部电压越限、电压波动加大、短路电流增大、供电可靠性降低等问题。分布式新能源大规模接入配电网，“接不住”的挑战配电网配电网三大挑战电动汽车大规模接入配电网充电，“带不动”的挑战无序充电导致“峰上加峰”现象，电网可靠性降低，带来电压偏移、电电动汽车大规模接入配电网充电，“带不动”的挑战面对日益频发的极端灾害性气候，“控不牢”的挑战气象条件超出原规划设计标准，对配电网造成极大冲击，局部地区脆弱面对日益频发的极端灾害性气候，“控不牢”的挑战5配电通信网是为配电系统的自动化、配电通信网是为配电系统的自动化、智能化运行通信支撑的网络，目前呈现出“技术多样但协同不足，业务需求拓展与网络承载短板交织”的复杂特征。配电通信网在接入网侧主要分为远程通信和本地通信两部分。远程通信采用光纤专网、无线专网、无线虚拟专网等方式，将业务数据由本地汇聚设备传送至骨干通信网或主站系统；本地通信采用可信WLAN、HPLC+HRF双模、RS485、以太网、微功率无线等技术，负责将业务数据传送至本地汇聚设备。本地通信接入网主要提供将业务数据传送至本地汇聚设备的通信通道，采用可信WLAN、本地通信接入网主要提供将业务数据传送至本地汇聚设备的通信通道，采用可信WLAN、HPLC+HRF双模、RS485、以太网、微功率无线等技术。u建设情况国网公司本地通信接入网HPLC设备约3.7亿套，RS485设备超过3000万套，HDC双模设备近1700万套，支撑用电信息采集、分布式电源调控等本地通信。uHPLC承载能力接近饱和随着用采通道被作为分布式光伏采集控制的主要手段，6远程通信接入网主要提供将业务数据由本地汇聚设备传送至骨干通信网或主站系统的通信通道，采用光纤专网、无线专网、无线虚拟专网等技术。u建设情况国网公司10千伏配电通信网光缆总长超过24万公里，接入设备约30万台；无线专网基站4000余座，接入各类业务约39万个；无线虚拟专网接入终端超过2000万个。u光纤覆盖率总体偏低光纤专网覆盖全部配电网节点不足2%，占全部涉控节点不足5%。新型配电网在形态上从传统的“无源新型配电网在形态上从传统的“无源”单向辐射网络向“有源”双向交互系统转变，在功能上从单一供配电服务主体向源网荷储资源高效配置平台转变，逐渐呈现调度控制精准化、业务交叉协同化、信息支撑透明化的特点，亟需建设全域覆盖、安全可靠、精细管理的配电通信网，以全面支撑高精度采集与互动需求。通信覆盖能力仍需增强网络安全与可靠性亟待强化网络精细化管理水平有待加强需求呈现多样化态势，需需求呈现多样化态势，需进一步提升通信网覆盖范强化主配协同、系统管控能力，随着低压分布式光伏秒级采控、时间同步等高精度、高可靠性需求不断提出，需进一步增强通信系统的性能、7配电业务的通信带宽需求为数Kbps至数Mbps，时延在毫秒级至秒级之间。各类业务需求差异较大，控8制类业务如配电自动化、配网差动保护等，要求低时延、高可靠性和强安全性；非控制类业务如视频监控等，对实时性要求较低，带宽需求较高。配电通信网需融合多种通信制式以满足各业务的差异化承载需求。8序号业务类型业务名称电压等级业务类型数据交互通信需求通信技术隔离要求数据类型传输频次并发比例带宽/kbps时延可靠性远程本地1控制类配电自动化10kV控制类遥信、遥测、遥控、遥调301≥19.2<2s≥99.99%光纤专网/5G切片/通道硬隔离210kV分布式电源调控10kV控制类遥信、遥测、遥控1min1≥42<2s≥99%光纤专网/5G切片RS-485/以太网等通道硬隔离310kV储能调控10kV控制类遥信、遥测、遥控1min1≥42<2s≥99%光纤专网/5G切片RS-485/以太网等通道硬隔离4负荷控制（费控）10kV，0.4kV控制类费控拉合闸按需执行1≥1157<5s≥99%光纤专网/5G切片RS-485/HPLC等5新型电力负荷管理10kV控制类远程控制、参数设置和查询按需执行1≥130<1s≥99%光纤专网/5G切片RS-485/HPLC/短距无线等6配网差动保护10kV控制类保护控制信号按需执行1>5120<30ms≥99.99%光纤专网/5G切片/通道硬隔离7非控制类用电信息采集10kV，0.4kV采集类电能量、电压、电流、功率等用能数据，事件记录数据，状态量数据用能数据：专公变1min，低压居民15min，低压光伏用户1min0.1-0.3≥50≤3s≥95%光纤专网、4G虚拟专网、5G硬切片HPLC/RS485/短距无线8配电站房环境监测10kV采集类站房温湿度、烟雾探测、水浸等数据5min0.1-0.3≥18.5≤2s>99%光纤专网、4G虚拟专网、5G硬切片硬切片/中压载波有线以太网/安全wifi/短距无线9配电站房视频监控10kV采集类变电站视频信号（标清或高清）数据按需0.05-0.1≥2048≤2s>95%光纤专网、4G虚拟专网、5G硬切片/有线以太网/安全wifi10移动巡检10kV采集类设备终端运行信息数据按需0.05-0.1≥2048<300ms公网4G/5G短距无线/NFC等12电动汽车充换电站/桩0.4kV采集类用电信息采集、运营管理、充电监控、换电监控、供电监控等数据10s0.1-0.3集中式换电站8.5M/单充电桩20K<5s>99%光纤专网、4G虚拟专网、5G硬切片有线以太网/安全wifi/空天地协同配电通信网探索2.1空天地协同配电通信网建设思路基于配电网多业务类型通信需求基于配电网多业务类型通信需求，融合应用有线、无线、卫星等技术手段，构建分层分级的空天地协同配电通信网，提升配电通信网的灵活接入能力、端到端可靠承载能力、全程全网精益管理能力。2.2空天地协同配电通信网建设目标通过整合天基、空基、地基等多维通信网络资源通过整合天基、空基、地基等多维通信网络资源，构建全域覆盖、安全可靠、精细管理的配电通信网，实现电力业务全时空无缝接入和安全可靠传输，支撑配电网柔性化、智能化、数字化转型。保障电力业务广域覆盖接入能力实现各类多元通信资源可靠灵活配置快速建立灵活机动的应急通信网络满足配电业务多样化承载需求空天地协同配电通信网络空天地协同配电通信网络2.3空天地协同配电通信网建设内容配电业务业务应用生产控制类业务配电自动化分布式电源调控分布式储能调控用电信息采集配电站房环境监测配电站房视业务应用生产控制类业务配电自动化分布式电源调控分布式储能调控用电信息采集配电站房环境监测配电站房视频监控管理信息类业务构建空天地协同配电通信网络负荷控制新型电力负荷管理配网差动保护负荷控制新型电力负荷管理配网差动保护虚拟电厂移动巡检电车充电站/桩车网互动uu通过多种通信技术协同组网，满足配电业务的多样化接入需求，提升配电通信网的空天地全域覆盖能力；u优化光纤专网、探索无线专网及虚拟专网模式、延伸本地通信覆盖，增强配电通信网的安全可靠承载能力；u统筹通信资源，结合业务需求上下贯通、横向协同，打造网络精细化智能化管理能力。骨干网骨干网电力骨干通信网（支持5G、卫星、可信WLAN等多种通信方式）xPON工业以太网无线专网无线虚拟专网卫星通信毫米波融合通信网关RS485可信WLAN微功率无线前端感知新型电力负荷管理智能换向器传感器故障指示器采集终端控制终端配网保护装置智能电表多表合一关口表骨干网骨干网电力骨干通信网（支持5G、卫星、可信WLAN等多种通信方式）xPON工业以太网无线专网无线虚拟专网卫星通信毫米波融合通信网关RS485可信WLAN微功率无线前端感知新型电力负荷管理智能换向器传感器故障指示器采集终端控制终端配网保护装置智能电表多表合一关口表专变采集终端用电信息采集配电自动化配网保护电车充电站/桩传感器智能电表采集摄像头充电桩TCU安全可靠增强精细管理网络全域覆盖安全可靠增强精细管理网络全域覆盖空天地一体化网络作为未来通信网络的重要演进方向空天地一体化网络作为未来通信网络的重要演进方向，逐渐成为推动新型电力系统全域感知与精准调控的重要支撑。中电飞华公司开展了空天地一体化融合通信装置等产品研发，推动空天地异构网络赋能新型电力系统创新应用，筑牢坚强通信底座，支撑实现全面可观、精确可测、智能可控的新型电力系统建设。空天地一体化通信网络资源管理系统•网络监控：空天地一体化通信网络资源管理系统•网络监控：工作状态监视和展现•系统管理：为运营管理提供强大支撑•指标管理：数据统计分析缺陷管理、方式管理功能空天地一体化融合通信装置MESH、可信WLAN、RS485等多种通信方式•智能组网能力：支持自组网•高效数据传输：高速、低延迟•高可靠性设计：强大的抗干扰能力和环境适应性网络全域覆盖安全可靠增强精细管理网络全域覆盖安全可靠增强精细管理通过构建以地基网络为基础，天基网络和空基网络为补充和延伸的通信保障手段通过构建以地基网络为基础，天基网络和空基网络为补充和延伸的通信保障手段，实现电力业务全链条、多主体、全要素的按需灵活接入和实时可靠传输，可解决沙戈荒偏远地区、自然灾害多发地区、分布式资源高渗透地区等区域通信覆盖难题，支撑输电线路状态监测、无人机巡检、分布式光伏调控、源网荷储协同调控等场景3：分布式光伏调控、新型配网保护、源网荷储协同调控场景1：输电线路状态监测、无人机巡检场景2：三无场景下的应急通信场景1：输电线路状态监测、无人机巡检场景2：三无场景下的应急通信n公专融合应急通信：n公专融合应急通信：打通公用与专用通信网络，保障应急通信的稳定、高效，为抢险救援等工作提供通信保障。n扁平化快速组网：简化复杂的组网层级，大幅缩短组网时间，能够迅速搭建通信网络，满足现场对通信的紧急需求，提升应急响应n多层级跨域保障：多层级无缝对接，打造全域覆盖网络，确保在任何场景下都能提供稳定服务；n端到端确定性承载：分场景有效利用频率资源，实n融合组网：空天地异构网络能实现不同场景的融合组网，可依据场景需求灵活调配空天地多维资源，突破传统单一网络的限制，实现多网络协同互补。n全域全时覆盖：具备全域全时的覆盖能力，打破地理空间和时间的束缚，无论是偏远地区，还是特殊时段，都能提供稳定网络接入，填补通信空白。安全可靠增强精细管理网络全域覆盖安全可靠增强精细管理网络全域覆盖中电飞华公司在蒙东通辽、中电飞华公司在蒙东通辽、吉林延吉、黑龙江哈拉海等地，利用电力定制化5GNTN通信终端开展应用测试，采用星地融合技术构建广覆盖、全天候、跨时空的专网通道，验证了5GNTN承载用采业务的技术可行性，可为偏远地区配用电业务提供有效的通信接入手段。·终端侧·系统侧光纤专线·网络侧·终端侧·系统侧光纤专线电力专用卫星基带设备卫星核心网设备专线网络设备集中器/专变采集终端专属频段通信终端专线网络设备集中器/专变采集终端专属频段通信终端省公司用电信息采集主站服务器地面站电力公司机房省公司业务场景省公司业务场景场景一：变电站场景三：用电信息采集基于GPON+本地通信方式构建配变电一体化通信解决方案，场景一：变电站场景三：用电信息采集基于GPON+本地通信方式构建配变电一体化通信解决方案，可满足变电站、低压台区、用电信息采集、网络全域覆盖安全可靠增强精细管理场景二：低压台区场景四：中压配电自动化•场景一：协同WAPI实现站内无线巡检与移动作业数据采集，以太网实现有线视频传输，LoRa和RS485实现环境传感与门禁灯控数据传输。•场景二：协同以太网实现智能融合终端数据传输，RS485实现门磁、水浸、烟感等设备•场景三：协同HPLC+HRF双模实现智能电表数据采集，以太网实现集中器与电力ONU•场景四：采用手拉手结构提高网络可靠性。16网络全域覆盖安全可靠增强精细管理针对智能化配电网的泛连接、针对智能化配电网的泛连接、高可靠、智运维等需求，后续将向硬隔离GPON技术演进，增强对配电业务高可靠业务统一承载并相互隔离•芯片级硬隔离技术提供高可靠业务统一承载并相互隔离•芯片级硬隔离技术提供MAC、VLAN、QOS等资源完全独立隔离，实现电力安全隔离要求•设备级、网络保护提高整体系统安全智运维可视化、智能调整、资源预测等对主动运维提出了新要求•基于云化的管控一体系统助力配电网AI智能运维•硬隔离PON设备内置OTDR技术辅助光纤故障高效诊断泛连接充电桩、新能源并网、特高压、智能配网终端，对通信网带来新差异化接入需求•I/II区：高可靠、低时延等控制类业务连接•III/IV区：大带宽视频、监控、辅控等业务连接网络全域覆盖安全可靠增强精细管理实践验证端到端实践验证端到端传输时延稳定小于20ms，高效保障了电力区域保护等关键业务数据传输，大幅提升了电力通信网络的稳定性与可靠性，为电力行业通信的升级提供了强有力中电飞华公司依托自主研发的电力5GLAN通信终端，在湖北5G短切片专网中开展了试点应用，实现5GLAN技术与电力分布式业务的深度融合，从二层点对点通信、组播及广播等多维度验证了技术可行性。最短行程公网切分、更强物理隔离、最少环节租用、最大限度利用电力自有通信资源通信终端网络全域覆盖网络全域覆盖安全可靠增强精细管理针对电网末端高频次采集、针对电网末端高频次采集、数据监测及分析、负荷管理等需求，中电飞华公司联合国网上海营销服务中心面向用电负荷管理业务开展了创新应用。自主研发的电力5G内置型安全通信终端采用5GRedCap+“国网芯”安全加密认证鉴权，实现负控终端/智慧能源单元接入和管理，目前应用规模已超过10000台。米米电力5G内置型安全通信终端在上海用电负荷管理场景应用智慧能源单元5G接入负控终端5GRedCap部署安装《国家电网量化通信终端首次在负荷管理场景应用荣获电力5G应用创新竞赛电力5G应用创新优秀案例奖复杂网络全域覆盖安全可靠增强精细管理中电飞华公司在新疆等地积极探索应用毫米波技术构建无线专网，实现配电业务的低时延、高可靠承载，可考虑采用毫米波+LTE、毫米波+NR、毫米波独立组网等四种组网方案。•毫米波基站作为DC的辅小区•优势：快速部署，可借助LTE覆盖优势•劣势：成本较高，向后演进性略差•毫米波基站作为DC的辅小区•优势：易部署，兼顾容量与覆盖，站间时延要求宽松，可不共BBU•劣势：成本高，移动性管理要求高•毫米波基站作为CA的辅小区•产业链：少量支持，较NR-DC弱•优势：下行覆盖连续性优，高频覆盖性能优于DC•劣势：成本高，跨站时延要求高，组网•终端通过毫米波基站连接到5GC，毫米波完全独立工作•优势：不依赖中低频网络•劣势：覆盖受限，需密集组网55GC网络全域覆盖安全可靠增强精细管理毫米波技术构建无线专网毫米波技术构建无线专网，适用于本地宽带接入、室内外高精度定位、低时延高可靠业务承载、广域定向省公司/地市局mmW基站(IAB)mmWCPE超高清视频监控机器人巡检无人机智能巡检VR巡检移动作业ll方向一：本地宽带业务接入针对变电站、换流站、评标基地、生产制造基地、园区等局域范围内存在大量视频监控及远程巡视需求。适用于高清视频监控、远程巡视、机器人/无人机巡检、VR巡检等业省公司/地市局mmW通感基站mmW通感基站ll方向三：低时延高可靠业务承载变电站、换流站、分布式能源场站、工商业园区等场所内部署了大量控制类业务终端，控制指令的传输需要通过低时延、高可靠的通信方式。适用于分布式能源调控、配电自动省公司/地市局mmW基站 mmWCPEDTU/FTUAGC/AVC负荷开关ll方向二：室内外高精度定位变电站、换流站、基建作业现场等场所中，人员、车辆、设备的流动性较大，智能化管控水平依赖于高精度的定位能力。适用于作业现场管控、无人机巡检、人员定位、车5GC5GC省公司/地市局高清摄像头无人机高清摄像头无人机mmWmmW基站l方向四：广域定向覆盖毫米波在视距条件良好的输配电线毫米波在视距条件良好的输配电线路沿线的广域覆盖可行性也是当前主要探索方向之一。适用于输配电线路可视化巡检、无网络全域覆盖安全可靠增强精细管理在无公网信号区等特殊区域在无公网信号区等特殊区域，中电飞华公司探索了采用C波段（4–6GHz）频率和TDMA技术，构建由主站、终端和中继卫星组成的星型结构窄带卫星通信网络。支持小带宽通信，具有带宽自调节、多路并发、抗雨在省公司建设C频段卫星主站，通过部署室外卫星天线和射频单元、室内基带设备和网络设备，在地市各业务终端侧定制适配配用电业务终端的C频段卫星物联网通信终端，共同构建C波段窄带卫星专网，完成无公网区域配用电业务终端信号覆盖，实现配用电业务安全可靠接入，补强配电网络全域覆盖安全可靠增强精细管理同时探索了采用Ku同时探索了采用Ku波段（12–18GHz）频率，构建由主站、终端和中继卫星组成的宽带卫星通信网络。具有带宽自调节、多路并发、容量大、组网灵活等特点，速率≥2Mbps，具备100万级海量数据接入能力。该方案可用于输电场景的通信覆盖与视频等宽带数据传输，是实现无公网信号区域通信覆盖的重要手段。在新疆通过Ku卫星通信终端实现监测图像回传23精细管理精细管理网络全域覆盖安全可靠增强中电飞华公司开展了新一代应急通信与单兵装备产品攻关及应用中电飞华公司开展了新一代应急通信与单兵装备产品攻关及应用，形成以“超小型便携卫星站+无线宽带MESH自组网设备+便携式融合调度一体机+终端”为核心的应急通信及单兵装备系统解决方案，解决后方指挥中心难以实时全面获取现场态势、现场人员沟通协作不畅、安全监控能力不足、装备笨重携带不便等问题。已在浙江、山西、辽宁等地开展应急演练及抢险工作，有效提高了极端复杂环境下业务应急通信保障水平。《国家电网报》浙江嘉兴迎峰度夏抢险演练《国家电网报》研发应急通信装备《国家电网报》浙江嘉兴迎峰度夏抢险演练网络全域覆盖安全可靠增强精细管理2.11配电通信网一体化综合管理网络全域覆盖安全可靠增强精细管理围绕配电通信网管自动化程度低、数据分散、系统割裂等问题围绕配电通信网管自动化程度低、数据分散、系统割裂等问题，建设配电通信网一体化综合管理系统，采资源管理、运行控制、调度与终端监控，实现上下贯通、横向协同，支撑配电通信精益化管理。省公司缓存数据库主数据库省公司缓存数据库主数据库主系统应用主系统应用11生产控制大区互联网大区应正反向物理隔离装置用层平台层安全接入区$基础设施层综合监控类应用(子系统)配电光纤设备监控无线通信终端监控其他扩展模块…微应用组件数据组件微服务组件存储组件……物理硬件物理硬件物理硬件网络资源中间件服务数据库服务……正反向物理隔离装置逻辑强隔离装置配电通信调控支撑系统(主系统)其他系统物联管理平台虚拟专网管理类应用资源管理类应用运行管理类应用全过程管理类应用数据库服务 $生产控制大区互联网大区应正反向物理隔离装置用层平台层安全接入区$基础设施层综合监控类应用(子系统)配电光纤设备监控无线通信终端监控其他扩展模块…微应用组件数据组件微服务组件存储组件……物理硬件物理硬件物理硬件网络资源中间件服务数据库服务……正反向物理隔离装置逻辑强隔离装置配电通信调控支撑系统(主系统)其他系统物联管理平台虚拟专网管理类应用资源管理类应用运行管理类应用全过程管理类应用数据库服务 $采集层管理信息大区$ $ 物理硬件数据采集与控制数据采集数据采集与控制数据采集与控制4/5G通信终端数据采集与控制运营商开放平台配电光纤专网运营商开放平台地市公司N主系统应用主系统应用子数据库子系统应用主系统应用子数据库子系统应用地市1地市2地市N地市公司N主系统应用主系统应用子数据库子系统应用主系统应用子数据库子系统应用地市1地市2地市N子系统应用子数据库子数据库系统采用开放式分层架