新型電力系統 ICT 應用與實踐

本書系統介紹新型電力系統建設中所涉及的主要信息通信技術及其應用。全書共11章。第1～2章介紹碳減排背景下能源電力行業向低碳化轉型發展的趨勢，以及新型電力系統建設的必要性。第3章介紹能源行業數字化轉型現狀，給出新型電力系統的ICT架構。第4～9章系統地闡述5G助力高彈性電網建設、電力光網絡、電力智能雲網、電力物聯網、能源大數據中心、新型電力系統網絡安全等方面的信息通信關鍵技術及應用方案。第10章結合新型電力系統源、網、荷、儲全環節業務場景，以國網浙江省電力有限公司的探索與實踐為例，呈現典型應用。第11章為新型電力系統展望。

本書可為能源、電力、信息通信等相關領域的從業人員提供參考。

尹积军，工程硕士，高级工程师，国网浙江省电力有限公司董事长、党委书记。

第 1章 能源電力低碳轉型發展趨勢 1

1.1 碳減排背景下的能源結構現狀 2

1.1.1 我國能源體系的碳減排路徑 2

1.1.2 國內外能源結構現狀 3

1.2 構建新型電力系統實現能源轉型總體要求 8

1.2.1 能源轉型的總體要求 9

1.2.2 電力系統經歷深刻變化 9

1.2.3 新型電力系統的發展趨勢 10

第 2章 新型電力系統建設 14

2.1 新型電力系統概述 15

2.1.1 新型電力系統的起源 15

2.1.2 新型電力系統的定義 15

2.1.3 新型電力系統的特徵 16

2.2 新型電力系統建設中的主要矛盾 18

2.2.1 新能源轉型面臨的挑戰 19

2.2.2 新能源的綜合管理 20

2.2.3 新能源市場模式的變革 21

2.3 數字化驅動新型電力系統變革 21

第3章 ICT支撐電力系統轉型 23

3.1 實現碳減排目標需要能源行業進行數字化轉型 24

3.1.1 能源行業轉型分析 24

3.1.2 能源企業的數字化轉型 25

3.1.3 ICT與電力發展 29

3.2 新型電力系統下ICT的發展 29

3.3 新型電力系統的ICT架構建設 31

3.3.1 電力業務分區 32

3.3.2 ICT基礎設施 33

3.3.3 數據分類 34

3.3.4 新型ICT 36

第4章 5G助力高彈性電網建設 39

4.1 5G與電力應用 40

4.1.1 無線通信在電力系統的應用 40

4.1.2 5G技術特性與電力業務適配 41

4.2 5G電力虛擬專網切片技術 45

4.2.1 5G網絡行業應用模式 46

4.2.2 5G網絡切片的實現 47

4.3 5G電力虛擬專網建設 49

4.3.1 建設原則 50

4.3.2 建設方案 51

4.4 5G電力虛擬專網關鍵技術 56

4.4.1 低時延 56

4.4.2 精準授時與時間敏感網絡技術 57

4.4.3 5G-LAN 59

4.4.4 5G網絡邊緣計算 60

4.4.5 5G能力開放 61

4.5 5G電力業務典型應用 63

4.5.1 5G+負荷控制業務 63

4.5.2 5G+配電自動化業務 64

4.5.3 5G+智能巡檢業務 65

4.5.4 5G+分佈式源儲 66

4.5.5 5G+信息採集類業務 67

 

第5章 電力光網絡 68

5.1 電力有線通信網概述 69

5.1.1 電力有線通信網的發展歷程 69

5.1.2 電力光纖通信技術 70

5.1.3 電力通信傳輸技術 71

5.1.4 電力有線通信網的發展趨勢 73

5.2 電力光網絡下一代通信技術 74

5.2.1 F5G技術概述 74

5.2.2 電力F5G乾線通信技術 75

5.2.3 電力F5G生產業務光通信技術 78

5.2.4 電力F5G通信網絡架構 85

5.3 下一代Ptmp-PON接入技術 86

5.3.1 全光網絡是局域網的發展趨勢 86

5.3.2 全光網絡與傳統網絡的對比 88

5.3.3 全光局域網典型解決方案 92

第6章 電力智能雲網 95

6.1 電力雲平臺 96

6.1.1 雲計算技術 96

6.1.2 電力雲價值 101

6.1.3 電力雲架構 101

6.2 電力IP網絡 104

6.2.1 電力數據通信網 104

6.2.2 電力通信網需要向IPv6+技術體系演進 106

6.2.3 網絡智能調度 108

6.3 電力雲網融合架構 110

6.3.1 雲網融合的概念 110

6.3.2 雲網融合發展路線 111

6.3.3 電力雲網融合的目標架構設想 113

6.4 電力雲網融合創新應用探索 116

6.4.1 客戶服務中台雲網融合創新應用 116

6.4.2 多雲多網協同支撐雲間或雲網資源按需調用 117

6.4.3 視頻會議保障、應急視頻業務保障 118

6.4.4 物聯終端一跳入雲，網絡切片業務差異化保障 120

第7章 電力物聯網 121

7.1 物聯網概述 122

7.1.1 物聯網的技術基礎 122

7.1.2 物聯網的技術架構 123

7.2 電力物聯網架構 124

7.2.1 物聯管理平臺 126

7.2.2 邊緣物聯代理 129

7.2.3 物聯模型 133

7.2.4 本地通信技術 136

7.2.5 電力物聯網安全防護 136

7.3 AI平臺 138

7.3.1 AI平臺的定位 138

7.3.2 總體架構 139

7.3.3 技術架構 141

7.3.4 AI應用建設模式 141

7.4 電力物聯網典型應用場景 146

7.4.1 變電應用場景 146

7.4.2 用戶側應用場景 146

7.4.3 配電台區應用場景 148

7.4.4 智慧電力後勤應用場景 150

7.4.5 電力安全風險管控應用場景 150

第8章 能源大數據中心 153

8.1 電力數據中台 154

8.1.1 數據中台基礎 154

8.1.2 數據倉庫建設 155

8.1.3 電力數據中台架構 156

8.1.4 電力數據中台數據架構 157

8.2 能源大數據中心 159

8.2.1 能源大數據中心的總體架構 159

8.2.2 能源大數據中心的數據 160

8.2.3 典型數據流轉場景 163

8.2.4 實時流式計算場景 165

8.3 能源大數據中心的數據應用 165

8.3.1 服務政府科學決策 166

8.3.2 服務社會民生改善 168

8.3.3 服務企業能效提升 168

8.3.4 服務社會經濟發展 169

第9章 新型電力系統網絡安全 170

9.1 認識網絡安全 171

9.1.1 國外發展現狀分析 171

9.1.2 國內發展現狀分析 172

9.1.3 威脅與脆弱性分析 173

9.2 電力企業網絡安全的發展歷程 176

9.2.1 電力企業安全概述 176

9.2.2 電力企業網絡安全防護方案演進 177

9.2.3 新型電力系統的發展趨勢和麵臨的挑戰 181

9.2.4 新型電力系統網絡安全體系與架構 183

9.3 新型電力系統安全框架實踐 187

9.3.1 新型電力系統安全實踐 187

9.3.2 電力雲網端一體安全防護建設 193

9.4 新型電力系統網絡安全展望 195

9.4.1 逐步應用的網絡安全新技術 195

9.4.2 未來網絡安全技術展望 205

第 10章 新型電力系統ICT應用案例 209

10.1 源、網、荷、儲多元協同平臺 210

10.1.1 平臺概述 210

10.1.2 功能架構 211

10.1.3 資源接入 213

10.2 新一代調度技術支持系統 215

10.2.1 技術優勢 216

10.2.2 技術架構 217

10.3 需求側響應資源池建設 219

10.3.1 需求側響應資源 219

10.3.2 接入技術 220

10.3.3 秒級可中斷負荷控制系統 221

10.3.4 需求側響應平臺 223

10.3.5 負荷聚合商需求側響應系統 225

10.4 分佈式光伏群控群調工程 226

10.5 配電物聯網 229

10.5.1 業務問題 229

10.5.2 總體架構 230

10.5.3 安全架構 232

10.6 電力系統的低碳運行 234

10.6.1 輸電線路智能巡檢 235

10.6.2 虛擬AI配網調度員“帕奇” 236

10.6.3 電力系統碳監測計量 237

10.6.4 電力系統低碳調度 238

10.6.5 電碳一張圖 239

10.7 能源大數據監測應用 240

10.7.1 雙碳智治平臺 240

10.7.2 “節能降碳e本賬”應用場景 241

10.8 新能源雲碳減排支撐服務平臺 242

10.9 “雲儲能”交易管理平臺 244

10.9.1 應用架構 245

10.9.2 安全架構 247

第 11章 新型電力系統展望 248

縮略語表 252

參考文獻 260