構建空天地協同配電通信網支撐新型電力系統建設北京中電飛華通信有限公司許中平2025年4月配電通信網發展形勢空天地協同配電通信網探索未來展望配電通信網發展形勢按照國家發展改革委、按照國家發展改革委、國家能源局發布的《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》，到2030年要基本完成配電網柔性化、智能化、數字化轉型，以配電網高質量發展助力新型能源體系和新型電力系統建設。配電網直接服務終端用戶，承擔著服務社會經濟發展和改善人民生活水平的重要任務?！杜潆娋W高質量發展行動實施方案（2024—2027年）》《配電網通用技術導則》（GB《配電網高質量發展行動實施方案（2024—2027年）》《配電網通用技術導則》（GB/T45418-2025）《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》配電網現狀u供電能力與可靠性提升：城農網供電可靠率分別達到99.977%和99.905%。u新能源接入壓力顯著：分布式新能源規?？焖僭鲩L，預計2025年將達3.5億千瓦以上。u供充電設施與新型負荷規?；鲩L：新能源汽車保有量及充電設施規?？焖僭鲩L，部分區域配變容量不足，難以支撐大規模充電設施接入。u智能化與數字化轉型加速：配電自動化有效覆蓋率持續提升，但部分地區仍需加強設備狀態智能監測、數字技術融合應用等能力。配電網重點發展方向配電網重點發展方向《加快構建新型電力系統行動方案（2024—2027年）》《加快構建新型電力系統行動方案（2024—2027年）》（發改能源〔2024〕1128號）4u補齊短板，提升供電保障：重點推進老舊小區、城中村配電網升級，加強縣域電網與主網聯系。u增強承載能力，支撐新能源發展：動態評估配電網承載力，建立可開放容量發布和預警機制。u推進智能化與數字化轉型：推廣智能微電網、虛擬電廠等新模式，提升源網荷儲協同能力。u強化標準與安全保障：加強防災抗災能力建設，差異化提升災害易發區電網標準。圍繞建設新型能源體系和新型電力系統的總目標圍繞建設新型能源體系和新型電力系統的總目標，需要建設安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的新型配電網。當前配電網供電可靠性總體提升，但城鄉差異明顯，新能源大規模接入與新型負荷增長對配電網承載力、智能化水平和防災能力提出更高要求，亟需推進結構優化、技術升級和體制機制創新。分布式新能源大規模接入配電網，“接不住”的挑戰配電線路、變壓器局部地區過載，增大臺區調峰難度，逆變器等電力電子設備對電網動態無功主動支撐能力弱，容易造成局部電壓越限、電壓波動加大、短路電流增大、供電可靠性降低等問題。分布式新能源大規模接入配電網，“接不住”的挑戰配電網配電網三大挑戰電動汽車大規模接入配電網充電，“帶不動”的挑戰無序充電導致“峰上加峰”現象，電網可靠性降低，帶來電壓偏移、電電動汽車大規模接入配電網充電，“帶不動”的挑戰面對日益頻發的極端災害性氣候，“控不牢”的挑戰氣象條件超出原規劃設計標準，對配電網造成極大沖擊，局部地區脆弱面對日益頻發的極端災害性氣候，“控不牢”的挑戰5配電通信網是為配電系統的自動化、配電通信網是為配電系統的自動化、智能化運行通信支撐的網絡，目前呈現出“技術多樣但協同不足，業務需求拓展與網絡承載短板交織”的復雜特征。配電通信網在接入網側主要分為遠程通信和本地通信兩部分。遠程通信采用光纖專網、無線專網、無線虛擬專網等方式，將業務數據由本地匯聚設備傳送至骨干通信網或主站系統；本地通信采用可信WLAN、HPLC+HRF雙模、RS485、以太網、微功率無線等技術，負責將業務數據傳送至本地匯聚設備。本地通信接入網主要提供將業務數據傳送至本地匯聚設備的通信通道，采用可信WLAN、本地通信接入網主要提供將業務數據傳送至本地匯聚設備的通信通道，采用可信WLAN、HPLC+HRF雙模、RS485、以太網、微功率無線等技術。u建設情況國網公司本地通信接入網HPLC設備約3.7億套，RS485設備超過3000萬套，HDC雙模設備近1700萬套，支撐用電信息采集、分布式電源調控等本地通信。uHPLC承載能力接近飽和隨著用采通道被作為分布式光伏采集控制的主要手段，6遠程通信接入網主要提供將業務數據由本地匯聚設備傳送至骨干通信網或主站系統的通信通道，采用光纖專網、無線專網、無線虛擬專網等技術。u建設情況國網公司10千伏配電通信網光纜總長超過24萬公里，接入設備約30萬臺；無線專網基站4000余座，接入各類業務約39萬個；無線虛擬專網接入終端超過2000萬個。u光纖覆蓋率總體偏低光纖專網覆蓋全部配電網節點不足2%，占全部涉控節點不足5%。新型配電網在形態上從傳統的“無源新型配電網在形態上從傳統的“無源”單向輻射網絡向“有源”雙向交互系統轉變，在功能上從單一供配電服務主體向源網荷儲資源高效配置平臺轉變，逐漸呈現調度控制精準化、業務交叉協同化、信息支撐透明化的特點，亟需建設全域覆蓋、安全可靠、精細管理的配電通信網，以全面支撐高精度采集與互動需求。通信覆蓋能力仍需增強網絡安全與可靠性亟待強化網絡精細化管理水平有待加強需求呈現多樣化態勢，需需求呈現多樣化態勢，需進一步提升通信網覆蓋范強化主配協同、系統管控能力，隨著低壓分布式光伏秒級采控、時間同步等高精度、高可靠性需求不斷提出，需進一步增強通信系統的性能、7配電業務的通信帶寬需求為數Kbps至數Mbps，時延在毫秒級至秒級之間。各類業務需求差異較大，控8制類業務如配電自動化、配網差動保護等，要求低時延、高可靠性和強安全性；非控制類業務如視頻監控等，對實時性要求較低，帶寬需求較高。配電通信網需融合多種通信制式以滿足各業務的差異化承載需求。8序號業務類型業務名稱電壓等級業務類型數據交互通信需求通信技術隔離要求數據類型傳輸頻次并發比例帶寬/kbps時延可靠性遠程本地1控制類配電自動化10kV控制類遙信、遙測、遙控、遙調301≥19.2<2s≥99.99%光纖專網/5G切片/通道硬隔離210kV分布式電源調控10kV控制類遙信、遙測、遙控1min1≥42<2s≥99%光纖專網/5G切片RS-485/以太網等通道硬隔離310kV儲能調控10kV控制類遙信、遙測、遙控1min1≥42<2s≥99%光纖專網/5G切片RS-485/以太網等通道硬隔離4負荷控制（費控）10kV，0.4kV控制類費控拉合閘按需執行1≥1157<5s≥99%光纖專網/5G切片RS-485/HPLC等5新型電力負荷管理10kV控制類遠程控制、參數設置和查詢按需執行1≥130<1s≥99%光纖專網/5G切片RS-485/HPLC/短距無線等6配網差動保護10kV控制類保護控制信號按需執行1>5120<30ms≥99.99%光纖專網/5G切片/通道硬隔離7非控制類用電信息采集10kV，0.4kV采集類電能量、電壓、電流、功率等用能數據，事件記錄數據，狀態量數據用能數據：專公變1min，低壓居民15min，低壓光伏用戶1min0.1-0.3≥50≤3s≥95%光纖專網、4G虛擬專網、5G硬切片HPLC/RS485/短距無線8配電站房環境監測10kV采集類站房溫濕度、煙霧探測、水浸等數據5min0.1-0.3≥18.5≤2s>99%光纖專網、4G虛擬專網、5G硬切片硬切片/中壓載波有線以太網/安全wifi/短距無線9配電站房視頻監控10kV采集類變電站視頻信號（標清或高清）數據按需0.05-0.1≥2048≤2s>95%光纖專網、4G虛擬專網、5G硬切片/有線以太網/安全wifi10移動巡檢10kV采集類設備終端運行信息數據按需0.05-0.1≥2048<300ms公網4G/5G短距無線/NFC等12電動汽車充換電站/樁0.4kV采集類用電信息采集、運營管理、充電監控、換電監控、供電監控等數據10s0.1-0.3集中式換電站8.5M/單充電樁20K<5s>99%光纖專網、4G虛擬專網、5G硬切片有線以太網/安全wifi/空天地協同配電通信網探索2.1空天地協同配電通信網建設思路基于配電網多業務類型通信需求基于配電網多業務類型通信需求，融合應用有線、無線、衛星等技術手段，構建分層分級的空天地協同配電通信網，提升配電通信網的靈活接入能力、端到端可靠承載能力、全程全網精益管理能力。2.2空天地協同配電通信網建設目標通過整合天基、空基、地基等多維通信網絡資源通過整合天基、空基、地基等多維通信網絡資源，構建全域覆蓋、安全可靠、精細管理的配電通信網，實現電力業務全時空無縫接入和安全可靠傳輸，支撐配電網柔性化、智能化、數字化轉型。保障電力業務廣域覆蓋接入能力實現各類多元通信資源可靠靈活配置快速建立靈活機動的應急通信網絡滿足配電業務多樣化承載需求空天地協同配電通信網絡空天地協同配電通信網絡2.3空天地協同配電通信網建設內容配電業務業務應用生產控制類業務配電自動化分布式電源調控分布式儲能調控用電信息采集配電站房環境監測配電站房視業務應用生產控制類業務配電自動化分布式電源調控分布式儲能調控用電信息采集配電站房環境監測配電站房視頻監控管理信息類業務構建空天地協同配電通信網絡負荷控制新型電力負荷管理配網差動保護負荷控制新型電力負荷管理配網差動保護虛擬電廠移動巡檢電車充電站/樁車網互動uu通過多種通信技術協同組網，滿足配電業務的多樣化接入需求，提升配電通信網的空天地全域覆蓋能力；u優化光纖專網、探索無線專網及虛擬專網模式、延伸本地通信覆蓋，增強配電通信網的安全可靠承載能力；u統籌通信資源，結合業務需求上下貫通、橫向協同，打造網絡精細化智能化管理能力。骨干網骨干網電力骨干通信網（支持5G、衛星、可信WLAN等多種通信方式）xPON工業以太網無線專網無線虛擬專網衛星通信毫米波融合通信網關RS485可信WLAN微功率無線前端感知新型電力負荷管理智能換向器傳感器故障指示器采集終端控制終端配網保護裝置智能電表多表合一關口表骨干網骨干網電力骨干通信網（支持5G、衛星、可信WLAN等多種通信方式）xPON工業以太網無線專網無線虛擬專網衛星通信毫米波融合通信網關RS485可信WLAN微功率無線前端感知新型電力負荷管理智能換向器傳感器故障指示器采集終端控制終端配網保護裝置智能電表多表合一關口表專變采集終端用電信息采集配電自動化配網保護電車充電站/樁傳感器智能電表采集攝像頭充電樁TCU安全可靠增強精細管理網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理網絡全域覆蓋空天地一體化網絡作為未來通信網絡的重要演進方向空天地一體化網絡作為未來通信網絡的重要演進方向，逐漸成為推動新型電力系統全域感知與精準調控的重要支撐。中電飛華公司開展了空天地一體化融合通信裝置等產品研發，推動空天地異構網絡賦能新型電力系統創新應用，筑牢堅強通信底座，支撐實現全面可觀、精確可測、智能可控的新型電力系統建設。空天地一體化通信網絡資源管理系統?網絡監控：空天地一體化通信網絡資源管理系統?網絡監控：工作狀態監視和展現?系統管理：為運營管理提供強大支撐?指標管理：數據統計分析缺陷管理、方式管理功能空天地一體化融合通信裝置MESH、可信WLAN、RS485等多種通信方式?智能組網能力：支持自組網?高效數據傳輸：高速、低延遲?高可靠性設計：強大的抗干擾能力和環境適應性網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理通過構建以地基網絡為基礎，天基網絡和空基網絡為補充和延伸的通信保障手段通過構建以地基網絡為基礎，天基網絡和空基網絡為補充和延伸的通信保障手段，實現電力業務全鏈條、多主體、全要素的按需靈活接入和實時可靠傳輸，可解決沙戈荒偏遠地區、自然災害多發地區、分布式資源高滲透地區等區域通信覆蓋難題，支撐輸電線路狀態監測、無人機巡檢、分布式光伏調控、源網荷儲協同調控等場景3：分布式光伏調控、新型配網保護、源網荷儲協同調控場景1：輸電線路狀態監測、無人機巡檢場景2：三無場景下的應急通信場景1：輸電線路狀態監測、無人機巡檢場景2：三無場景下的應急通信n公專融合應急通信：n公專融合應急通信：打通公用與專用通信網絡，保障應急通信的穩定、高效，為搶險救援等工作提供通信保障。n扁平化快速組網：簡化復雜的組網層級，大幅縮短組網時間，能夠迅速搭建通信網絡，滿足現場對通信的緊急需求，提升應急響應n多層級跨域保障：多層級無縫對接，打造全域覆蓋網絡，確保在任何場景下都能提供穩定服務；n端到端確定性承載：分場景有效利用頻率資源，實n融合組網：空天地異構網絡能實現不同場景的融合組網，可依據場景需求靈活調配空天地多維資源，突破傳統單一網絡的限制，實現多網絡協同互補。n全域全時覆蓋：具備全域全時的覆蓋能力，打破地理空間和時間的束縛，無論是偏遠地區，還是特殊時段，都能提供穩定網絡接入，填補通信空白。安全可靠增強精細管理網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理網絡全域覆蓋中電飛華公司在蒙東通遼、中電飛華公司在蒙東通遼、吉林延吉、黑龍江哈拉海等地，利用電力定制化5GNTN通信終端開展應用測試，采用星地融合技術構建廣覆蓋、全天候、跨時空的專網通道，驗證了5GNTN承載用采業務的技術可行性，可為偏遠地區配用電業務提供有效的通信接入手段?！そK端側·系統側光纖專線·網絡側·終端側·系統側光纖專線電力專用衛星基帶設備衛星核心網設備專線網絡設備集中器/專變采集終端專屬頻段通信終端專線網絡設備集中器/專變采集終端專屬頻段通信終端省公司用電信息采集主站服務器地面站電力公司機房省公司業務場景省公司業務場景場景一：變電站場景三：用電信息采集基于GPON+本地通信方式構建配變電一體化通信解決方案，場景一：變電站場景三：用電信息采集基于GPON+本地通信方式構建配變電一體化通信解決方案，可滿足變電站、低壓臺區、用電信息采集、網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理場景二：低壓臺區場景四：中壓配電自動化?場景一：協同WAPI實現站內無線巡檢與移動作業數據采集，以太網實現有線視頻傳輸，LoRa和RS485實現環境傳感與門禁燈控數據傳輸。?場景二：協同以太網實現智能融合終端數據傳輸，RS485實現門磁、水浸、煙感等設備?場景三：協同HPLC+HRF雙模實現智能電表數據采集，以太網實現集中器與電力ONU?場景四：采用手拉手結構提高網絡可靠性。16網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理針對智能化配電網的泛連接、針對智能化配電網的泛連接、高可靠、智運維等需求，后續將向硬隔離GPON技術演進，增強對配電業務高可靠業務統一承載并相互隔離?芯片級硬隔離技術提供高可靠業務統一承載并相互隔離?芯片級硬隔離技術提供MAC、VLAN、QOS等資源完全獨立隔離，實現電力安全隔離要求?設備級、網絡保護提高整體系統安全智運維可視化、智能調整、資源預測等對主動運維提出了新要求?基于云化的管控一體系統助力配電網AI智能運維?硬隔離PON設備內置OTDR技術輔助光纖故障高效診斷泛連接充電樁、新能源并網、特高壓、智能配網終端，對通信網帶來新差異化接入需求?I/II區：高可靠、低時延等控制類業務連接?III/IV區：大帶寬視頻、監控、輔控等業務連接網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理實踐驗證端到端實踐驗證端到端傳輸時延穩定小于20ms，高效保障了電力區域保護等關鍵業務數據傳輸，大幅提升了電力通信網絡的穩定性與可靠性，為電力行業通信的升級提供了強有力中電飛華公司依托自主研發的電力5GLAN通信終端，在湖北5G短切片專網中開展了試點應用，實現5GLAN技術與電力分布式業務的深度融合，從二層點對點通信、組播及廣播等多維度驗證了技術可行性。最短行程公網切分、更強物理隔離、最少環節租用、最大限度利用電力自有通信資源通信終端網絡全域覆蓋網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理針對電網末端高頻次采集、針對電網末端高頻次采集、數據監測及分析、負荷管理等需求，中電飛華公司聯合國網上海營銷服務中心面向用電負荷管理業務開展了創新應用。自主研發的電力5G內置型安全通信終端采用5GRedCap+“國網芯”安全加密認證鑒權，實現負控終端/智慧能源單元接入和管理，目前應用規模已超過10000臺。米米電力5G內置型安全通信終端在上海用電負荷管理場景應用智慧能源單元5G接入負控終端5GRedCap部署安裝《國家電網量化通信終端首次在負荷管理場景應用榮獲電力5G應用創新競賽電力5G應用創新優秀案例獎復雜網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理中電飛華公司在新疆等地積極探索應用毫米波技術構建無線專網，實現配電業務的低時延、高可靠承載，可考慮采用毫米波+LTE、毫米波+NR、毫米波獨立組網等四種組網方案。?毫米波基站作為DC的輔小區?優勢：快速部署，可借助LTE覆蓋優勢?劣勢：成本較高，向后演進性略差?毫米波基站作為DC的輔小區?優勢：易部署，兼顧容量與覆蓋，站間時延要求寬松，可不共BBU?劣勢：成本高，移動性管理要求高?毫米波基站作為CA的輔小區?產業鏈：少量支持，較NR-DC弱?優勢：下行覆蓋連續性優，高頻覆蓋性能優于DC?劣勢：成本高，跨站時延要求高，組網?終端通過毫米波基站連接到5GC，毫米波完全獨立工作?優勢：不依賴中低頻網絡?劣勢：覆蓋受限，需密集組網55GC網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理毫米波技術構建無線專網毫米波技術構建無線專網，適用于本地寬帶接入、室內外高精度定位、低時延高可靠業務承載、廣域定向省公司/地市局mmW基站(IAB)mmWCPE超高清視頻監控機器人巡檢無人機智能巡檢VR巡檢移動作業ll方向一：本地寬帶業務接入針對變電站、換流站、評標基地、生產制造基地、園區等局域范圍內存在大量視頻監控及遠程巡視需求。適用于高清視頻監控、遠程巡視、機器人/無人機巡檢、VR巡檢等業省公司/地市局mmW通感基站mmW通感基站ll方向三：低時延高可靠業務承載變電站、換流站、分布式能源場站、工商業園區等場所內部署了大量控制類業務終端，控制指令的傳輸需要通過低時延、高可靠的通信方式。適用于分布式能源調控、配電自動省公司/地市局mmW基站 mmWCPEDTU/FTUAGC/AVC負荷開關ll方向二：室內外高精度定位變電站、換流站、基建作業現場等場所中，人員、車輛、設備的流動性較大，智能化管控水平依賴于高精度的定位能力。適用于作業現場管控、無人機巡檢、人員定位、車5GC5GC省公司/地市局高清攝像頭無人機高清攝像頭無人機mmWmmW基站l方向四：廣域定向覆蓋毫米波在視距條件良好的輸配電線毫米波在視距條件良好的輸配電線路沿線的廣域覆蓋可行性也是當前主要探索方向之一。適用于輸配電線路可視化巡檢、無網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理在無公網信號區等特殊區域在無公網信號區等特殊區域，中電飛華公司探索了采用C波段（4–6GHz）頻率和TDMA技術，構建由主站、終端和中繼衛星組成的星型結構窄帶衛星通信網絡。支持小帶寬通信，具有帶寬自調節、多路并發、抗雨在省公司建設C頻段衛星主站，通過部署室外衛星天線和射頻單元、室內基帶設備和網絡設備，在地市各業務終端側定制適配配用電業務終端的C頻段衛星物聯網通信終端，共同構建C波段窄帶衛星專網，完成無公網區域配用電業務終端信號覆蓋，實現配用電業務安全可靠接入，補強配電網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理同時探索了采用Ku同時探索了采用Ku波段（12–18GHz）頻率，構建由主站、終端和中繼衛星組成的寬帶衛星通信網絡。具有帶寬自調節、多路并發、容量大、組網靈活等特點，速率≥2Mbps，具備100萬級海量數據接入能力。該方案可用于輸電場景的通信覆蓋與視頻等寬帶數據傳輸，是實現無公網信號區域通信覆蓋的重要手段。在新疆通過Ku衛星通信終端實現監測圖像回傳23精細管理精細管理網絡全域覆蓋安全可靠增強中電飛華公司開展了新一代應急通信與單兵裝備產品攻關及應用中電飛華公司開展了新一代應急通信與單兵裝備產品攻關及應用，形成以“超小型便攜衛星站+無線寬帶MESH自組網設備+便攜式融合調度一體機+終端”為核心的應急通信及單兵裝備系統解決方案，解決后方指揮中心難以實時全面獲取現場態勢、現場人員溝通協作不暢、安全監控能力不足、裝備笨重攜帶不便等問題。已在浙江、山西、遼寧等地開展應急演練及搶險工作，有效提高了極端復雜環境下業務應急通信保障水平?！秶译娋W報》浙江嘉興迎峰度夏搶險演練《國家電網報》研發應急通信裝備《國家電網報》浙江嘉興迎峰度夏搶險演練網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理2.11配電通信網一體化綜合管理網絡全域覆蓋安全可靠增強精細管理圍繞配電通信網管自動化程度低、數據分散、系統割裂等問題圍繞配電通信網管自動化程度低、數據分散、系統割裂等問題，建設配電通信網一體化綜合管理系統，采資源管理、運行控制、調度與終端監控，實現上下貫通、橫向協同，支撐配電通信精益化管理。省公司緩存數據庫主數據庫省公司緩存數據庫主數據庫主系統應用主系統應用11生產控制大區互聯網大區應正反向物理隔離裝置用層平臺層安全接入區$基礎設施層綜合監控類應用(子系統)配電光纖設備監控無線通信終端監控其他擴展模塊…微應用組件數據組件微服務組件存儲組件……物理硬件物理硬件物理硬件網絡資源中間件服務數據庫服務……正反向物理隔離裝置邏輯強隔離裝置配電通信調控支撐系統(主系統)其他系統物聯管理平臺虛擬專網管理類應用資源管理類應用運行管理類應用全過程管理類應用數據庫服務 $生產控制大區互聯網大區應正反向物理隔離裝置用層平臺層安全接入區$基礎設施層綜合監控類應用(子系統)配電光纖設備監控無線通信終端監控其他擴展模塊…微應用組件數據組件微服務組件存儲組件……物理硬件物理硬件物理硬件網絡資源中間件服務數據庫服務……正反向物理隔離裝置邏輯強隔離裝置配電通信調控支撐系統(主系統)其他系統物聯管理平臺虛擬專網管理類應用資源管理類應用運行管理類應用全過程管理類應用數據庫服務 $采集層管理信息大區$ $ 物理硬件數據采集與控制數據采集數據采集與控制數據采集與控制4/5G通信終端數據采集與控制運營商開放平臺配電光纖專網運營商開放平臺地市公司N主系統應用主系統應用子數據庫子系統應用主系統應用子數據庫子系統應用地市1地市2地市N地市公司N主系統應用主系統應用子數據庫子系統應用主系統應用子數據庫子系統應用地市1地市2地市N子系統應用子數據庫子數據庫系統采用開放式分層架