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文檔簡介

新一代載波解決方案總結與展望新型電力系統發展趨勢與挑戰新一代載波應用場景與價值分析新型電力系統特征六大挑戰新能源大規模接入信息

“采集”爆發式增長“控制”

由局部向全域拓展系統保護控制交直流協控

抽蓄控制多表合一

隨器計量新能源消納能力不足,反向重過載調峰資源短缺,煤炭調峰45%

2025年源網荷儲互動性不足,接口標準不一配網可靠性不高,營配調控難實現分布式光伏數量多、分布廣,經濟性敏感度高現貨交易等提出更高供電服務能力要求響應向末梢延伸控制向全域拓展信息爆炸式增長平衡穩定供電可靠性雙向互動兩大措施調度運行故障定位故障隔離故障自愈提升分布式能源”四可“能力(調度)全景感知全量接入靈活互動營配一體加強低壓配電數智化應用(輸配電、營銷、數字化、新興業務部)電能質量供電可靠性新能源消納率獲得電力運維效率客戶滿意度推進新一代載波技術變革和產品升級換代狀態監測與感知新能源

新業務用電需求側響應變電輸變電控制

分布式電源基礎通信能力提升網絡組網能力提升業務承載能力提升“新能源、新業務”大規模接入“響應”

由骨干向末梢延伸重點發展發電輸電配電用電采集數據項(1分鐘)電壓、電流、功率、發電量、電度控制指令(1分鐘)功率因數、開關狀態等采集數據項(小時級)臺區和相位識別、資產管理

拓撲識別節點狀態數據(1分鐘)控制指令(秒級)

:費控指令主動上報(秒級)

:停電事件上報數據下發:

遠程升級(小時級)、廣播校時(秒級)表箱采

項(1分鐘)電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、總功率等序號

業務分類

業務需求設備可靠性要求1電表高2深化應用電表低3分支開關高4周期性采集低壓拓撲識別終端、分支開關、電表低5充電樁高6分布式光伏運行狀態采集電表、逆變器高7空調、儲能低8遠程費控電表高910分布式光伏控制充電樁高并網開關高111213用戶停電事件上報

網絡管理類業務

分支開關高電表高高通信模塊1415通信模塊遠程升級通信模塊高高電表2.1主要業務需求隨著電網數智化的發展和業務升級,未來低壓臺區的感知能力將延伸到除電表外的配電房監測、低壓分支、分支箱管理、表箱管理、用戶側管理等多種類型設備,采集的數據范圍更廣,支撐的業務更多樣、更精細,要求網絡支撐各類低壓設備高效便捷接入,滿足各類業務個性化、多元化、互動化數據交互需求。空調、儲能采集數據項(1分鐘)空調出風、回風溫度、空調壓縮機電壓、電流、功率、儲能充放電功率、儲能電量

業務系統1

業務系統2

采集數據項(小時級)資產管理

升級數據包、拓撲識別節點狀態數據

(1分鐘)通信模塊低壓分支開關采集數據項(1分鐘)電壓、電流、電網頻率、有功功率、無功功率、功率因數、線纜溫度、開關狀態、電壓偏差、拓撲識別控制指令(秒級)投退、定值、延時分支箱采集數據項(1分鐘)電壓、電流、電網頻率、有功功率、無功功率、功率因數、線纜溫度、開關狀態、電壓偏差、拓撲識別控制指令(秒級)投退、定值、延時采集數據項(1分鐘)電壓、電流、電網頻率、有功功率、無功功率、功率因數、線纜溫度、開關狀態、電壓偏差、拓撲識別控制指令(秒級)投退、定值、延時低壓分支開關箱支分分布式光伏通信模塊實時控制主動上報電能表電表低壓分支開關控制用電信息采集低壓分支運行狀態實時采集充電樁狀態采集用戶負荷用能管理充電樁有序充電平

臺遠程

信配

房本

地通

信用

戶采集數據項(1分鐘)電壓、電流、充電功率、充電量控制指令(1分鐘)

充電功率、控制指令采

項(1分鐘)電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、總功率等廣播校時數據下發低壓分支開關分支箱充電樁電能表配電房表箱負荷PLC2.2低壓臺區智能裝置規模(以南網為例)結合南網現狀測算技術指標,

通過營銷檔案、調研的方式梳理目前臺區設備配置情況,

結合未來需求設置臺區節點共745個,

包含電能表節點500個、分支開關節點35個、分布式光伏節點40個、充電樁節點150個、空調儲能節點20個。n電能表:南方電網目前有114.44萬個臺區,針對全網、各省的單臺區內用戶數進行分析,臺區內戶數在0~500戶的數量為113.48萬,

占比99.16%,臺區用戶電能表數按500配置。n低壓分支開關:一般按1臺區1進3出或1進2出配置,城中村中一般每10個用戶配置一個,按臺區內35個開關配置。n分布式光伏:廣東、云南、深圳共29.3萬個,每臺區平均約10個,考慮未來擴展情況按40個配置。n充電樁:單臺區廣東、云南、深圳共100.3萬個,每臺區平均約30個,考慮未來擴展情況按用戶數30%,

150個配置。n空調、儲能:按單臺區下共10個大功率空調,

10個臺區儲能節點配置。業務類別業務內容網絡規模/個應用層合計速率/kbps單網絡物理層合計速率/kbps多網絡物理層合計速率/kbps用電管理及客戶服務-營銷類低壓用戶用電信息采集50098.00700.001750.00用戶遠程費控動作5009.9270.86177.15低壓臺區用戶停電事件、節點信息上報5000.020.140.35遠程升級、廣播校時5000.020.140.35配電網感知及監

控-配電監測類臺區識別、相位識別、資產管理等5003.0121.5153.78低壓分支監測和控制3562.37445.501113.75源網荷儲雙向互動-新興業務類充電樁有序充電15040.030288.36720.90分布式光伏“

四可”405.52039.4398.58用戶負荷用能管理200.201.433.58總計-219.091567.373918.462.3主要業務通信速率需求根據最新業務測算,下一代載波通信技術需滿足物理層速率3.9Mbps的核心指標,其中營銷類業務需求為1.9Mbps,配電類需求為1.2Mbps,新興業務類需求為0.8Mbps,詳見下表。2.4低壓臺區業務需求提升根據業務場景分析,新一代載波主要需求可以總結為以下方面:2通信性能提升。

速率從300kbps提升至3.9Mbps,數據采集成功率99%,重點業務成功率99.99%。接入量提升。從智能電表(500)擴展到智能開關、智能斷

路器、光伏逆變器、傳感器、多種用戶側設備(預計1450)

等。應用場景提升。

從電能量采集擴展到光伏的臺區監測、新能

源和用戶側資源調節。業務主體提升。

從市場營銷擴展到輸配電、規劃、市場交易

等業務部門。1433.1新一代載波的概念為滿足上述需求,新一代載波需要在產品、網絡、應用層面進行大幅革新。新一代產品通信性能增強(通信速率、多業務承載需求)設備形態多樣(多應用場景需求)業務容器化接入(多應用場景、多開發主體、互聯互通需求)01智能化(網絡自主管理、智能網管)IP化(多設備接入、多應用場景需求)層次化(多層次網絡,分布式管理)電鴻化(網絡管理、遠程運維、即插即用)02新一代應用開放協同的應用生態(多開發主體需求)多元融合的深化應用(多業務承載、應用效果提升需求)雙向互濟的愿望互動(適應分布式能源“

四可”)新一代網絡03大幅提升低壓載波通信性能?

更高速率傳輸:寬帶載波通信速率可達3.9Mbps,支持實時并發50~100條抄表指令,單表應答時間僅需50~80毫秒。?

更強抗干擾能力:高帶寬特性降低了突發干擾影響,同時支持快速數據重傳機制,可保障通信成功率超過99.9%。?

更遠距離覆蓋:點對點通信距離達500米以上,組網中繼覆蓋范圍可擴展至幾公里,適應大規模配電網場景。?

更健壯的通信網絡:結合網絡管理手段,具備自配置、自修復、自優化的運維能力,為多業務部門提供零等待、零接觸、零故障的網絡服務。全面支撐低壓側配電網各類業務應用?

支持高效數據采集:支持單次抄讀500塊電表數據僅需1分鐘(窄帶需3~4小時),可同步處理竊電檢測、能耗分析等復雜任務。?

支持低壓配電網透明化:支持低壓配電網拓撲自動識別、故障快速定位、用電質量實時監測等。?

支持配電網實時監測與控制:實現電力設備的遠程實時監控與精準調控,顯著提升電網可靠性。?

兼容未來升級:具備南向接入及協議轉換能力,滿足智能家居、分布式新能源、隔墻售電、需求響應等多場景擴容需求。經濟效益與社會價值?

滿足電網多部門業務需求,打破專業壁壘,支撐本地實時處理與高效協同。?

促進電網數字化轉型,提供高速可靠連接與邊緣智能,支撐微電網與傳統配網的協同運行。?

推動新質生產力發展,推動國內通信產業鏈升級,支撐我國通信強國戰略與數字經濟發展。

01

02

033.2新一代載波的價值頻段頻段范圍(MHz)載波起始編號載波截止編號子載波數備注01.953~11.96380490411現有頻段(未實際

用)12.441~5.615100230131現有頻段20.781~2.9303212089現有頻段30.781~11.96332490459擴展頻段擴展頻段的基本TMI相對于現有頻段的速率提升對比分析(提升150%-400%)3.3新一代設備(載波通信模塊)擴展頻段的基本TMI速率對比芯片關鍵算法(創新)SIMOMISOMIMO動態Bit加載,

根據實時信道為不同子載波分配不同調制編碼,提升通信速率和魯棒性MIMO,通過多路分集與復用,提升系統容量、速率、信號質量OFDMA,通過頻域資源精細化調度實現多用戶高效并發傳輸自適應功率控制,通信過程中對發射信號進行功率的自動控制與管理。通過空分復用提升速率,空間分集提升抗干擾通過分集合并,提升抗干擾性能3.3新一代設備(載波通信模塊)n

新一代載波將采用

“主干網

+區域網

”的新型網絡架構,

結合IP組網、統一網管和網絡QoS三大

“技術

全面提升新一代載波網絡兼容性性、智能性和可管理性;IP組網技術通過統一協議棧和開放架構,

實現“端-邊

-云”數據無縫貫通,

支撐各類數據與環境感

知、

AI運算、用戶行為等多元數據融合分析。網絡QoS技術通過優化網絡資源的分配,保證關鍵應用的性能,減少延遲、丟包和抖動等問題,從而提升整體的網絡體驗和效率。

通過集成多種功能模塊,

實現對新一

代載波網絡的全面監控、管理和優化。新型網絡架構統一網管技術3.4新一代網絡(泛在通感算一體化網絡)分層架構分層架構描述硬件層操作系統運行所依賴的硬件,支持各載波通信廠商的核心芯片。內核層包括內核與驅動兩部分,提供操作系統的基礎能力,實現硬件資源管理,以系統調用的方式對上層服務與應用提供能力支持。系統服務層基于操作系統內核提供的能力所實現的多種服務能力,包括多種系統庫、運行時、GUI、AI、分布式。向上提供服務API接口支撐各種應用的運行。應用層使用操作系統提供的系統服務構建的各種應用,根據多業務部門需求,提供業務處理支撐能力。設備間基于分布式軟總線可實現設備無感發現、安全組網連接與跨物理鏈路互聯互通分布式硬件資源共享設備間通過硬件資源共享,可使無屏設備秒變有屏、無聲設備可用語音交互等,打造廣義物聯網HMI分布式軟總線互聯互通電鴻分層架構

電鴻+新一代載波技術架構統一OS彈性部署不同類型物聯設備均可基于統一鴻蒙進行能力裁剪,以適應不同芯片方案資源分布式架構更穩定安全OpenHarmony采用分布式系統架構,各組件獨立運行互不干擾,穩定性更高,安全性更強3.5新一代應用(電鴻操作系統多業務承載)電鴻特性n

采用“云端集中式大模型

+本地分布式小模型”協同架構實現智能分層部署。

云側,

主站部署算力強勁的AI大模型,

借由新一代通信網絡傳輸能力,

提供海量的訓練樣本,

滿足復雜任務計算需求。

端側,

本地通信設備中部署輕量化AI小模型,

滿足低壓臺區內實時性應用需求。新一代載波通感算一體支撐低壓臺區營配調業務網絡接入簡化分布式光伏多源異構終端的互聯互通智慧用電網絡安全、高可靠低時延充電樁多樣化的現場電力部署環境智能運維...協議統一3.5新一代應用(通感算一體化技術應用)智慧配電智能饋線終端xTU配電房箱

&e煙感

水浸門禁溫濕HRF◆融合終端智能斷路器并網斷路器/光伏監測終端光伏優化器

逆變器微斷光伏儲能電動汽車充電電表導軌表物聯表配電監測類?

分鐘級線路監測?

精準拓撲識別?

停電黃金3分鐘處置?

分相治理降線損?

雙向潮流監測調度運行類?

分布式光伏”四可“:

1分鐘采集/秒級剛性控制/柔性調節?

電動汽車充電樁5s群管群控/樁網互動;300ms實時控制通信?電動自行車充換電監控?

分布式儲能調節調度運行類工業空調調控營銷計量類?

一分鐘電力實時交易?

計量計費/云電表?

費控業務?

預付費?

戶用負荷精細化管理3.5新一代應用(營銷計量類、配電監測類、調度運行類)多主站(調度SCADA、配電、計量、物聯網平臺)電動車充換電變電站10KV...n

新一代載波擬定名為“超高速低壓電力線載波通信”(Super

high

speed

Power

Line

Communication-SPLC)

旨在低成本實現低壓動態電網一張圖,

實現低壓側設備全連接、數據全采集,

支撐低壓側智能分析、實時控制及分布式能源”四可“。?

光伏/充電樁(15分鐘)

監測?

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