2025面向新型电力系统的通信目标网白皮书-电力通信网

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面向新型电力系统的通信目标网 白皮书 2025年8月版 当前，我国正加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的 新型电力系统。随着新型电力系统建设的深入推进，电力行业正经历结构性变革，供 给侧、用户侧、电网架构及系统运行方式均发生显著转变。在供给侧，新能源逐 步成为装机和电量的主体力量；用户侧呈现“发用电一体化”新特征；电网形态 演进为大电网主导、多种电网形态融合共存的格局；系统运行模式正由传统的“源 随荷动”向“源网荷储多元协同互动”转变。 电力通信网是电网重要基础设施，服务于电网生产控制和企业经营管理，支撑大 电网稳定运行和有源配电网控制，连接新型主体和千家万户，服务全国统一电力 市场建设。新型电力系统业务的快速发展与深刻变革，对电力通信网络提出了更 高层次、更加多元的挑战。AI大模型技术等新技术的广泛应用、数字孪生电网的 全面构建、智算中心高效互联等新型业务，亟需通信网络提供超大带宽、超低时 延和高可靠性支撑；与此同时，海量分布式能源的广泛接入和可调节负荷资源的 双向互动，对通信覆盖的广度提出迫切要求。此外，日益庞大的电力通信资源规 模，也要求其运行管理向更智能、更安全的方向持续演进。面对新形势，电力通 信网亟需实现可靠性更高、传输能力更强、覆盖范围更广、应急响应更迅捷、运 维管理更智能的全面升级，以坚实支撑新型电力系统的构建与稳定运行。 编写和发布《面向新型电力系统的通信目标网白皮书》旨在凝聚行业智慧、明确发 展路径，为构建新型电力系统通信网络提供顶层设计与实施指引，通过构建“主网 智强、中压融合、低压透明、高速安全、天地一体”的电力通信目标网，有力支撑 我国“双碳”战略目标落地和新型电力系统建设进程。 前言 目录 面向新型电力系统的 通信目标网规划 及发展方向 04 新型电力系统通信目标网愿景 新型电力系统通信目标网架构 新型电力系统通信目标网演进 新型电力系统通信目标网体系 发展方向及建设重点 新型电力系统通信目标网展望 52 54 56 58 62 74 未来展望 与倡议 05 推进电力通信网新技术标准 电力通信网发展路线图 新型电力系统通信目标网成效 结束语 78 79 80 82 新型电力系统 关键通信 技术分析 03 电力通信网技术分类 电力通信网技术发展趋势总览 传输网技术 数据网技术 远程通信接入技术 本地通信接入技术 卫星通信技术 通信安全防护技术 28 30 32 36 38 44 46 49 新型电力系统背景下 电力通信网 面临的挑战 02 新型电力系统 建设背景 及意义 01 电力通信网发展现状和主要成就 新型电力系统业务发展对通信网的需求变化 新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战 10 12 24 新型电力系统建设背景及意义 06 新型电力系统建设 背景及意义 01 新型电力系统建设背景及意义 04 05 新型电力系统 建设背景及意义 新能源带来的挑战 随着新能源占比的不断提高， 其间歇性、随机性、波动性特 点，对电力系统的灵活快速 调节能力提出更高要求。 ! 助力实现“双碳”目标 通过开发大规模风电、光伏等可再生能源，逐步替代传统化石能源 发电，实现能源清洁低碳化； 保障我国能源安全 减少对外依存，实现能源安全与可持续发展； 驱动技术创新 技术与产业发展的催化剂。 应对电力转型挑战 增强灵活性与稳定性和资源优化配置，实现电力系统效能的全面提 升； 电力系统的发展 目前我国电力系统发电装机总 容量、非化石能源发电装机容 量、远距离输电能力、电网规 模等指标均 稳居世界第一。 06 07 新型电力系统建设背景及意义 新型电力系统背景下 电力通信网面临的挑战 02 电力通信网发展现状和主要成就 中国电力通信网的发展历程 电力通信网发展主要成就 新型电力系统业务发展对电力通信网的需求变化 新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战 传统电力系统加快向新型电力系统升级 新型电力系统面临的重大变化 新型电力系统的业务发展趋势 新型电力系统的业务发展变化 新型电力系统通信需求变化 08 09 电力通信网发展 现状和主要成就 中国电力通信网的发展历程 电力通信网的发展紧密跟随电力系统和电力业务系统的发展，经历了从第一代到第五代的代际演 进，每一代都伴随着技术的进步和应用的扩展，以适应电力系统不断变化的需求。 10 11 新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战丨电力通信网发展现状和主要成就 电网 发展趋势 通信特征 业务 电力 通信网代际 通信目标网 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代 代表业务： 模拟调度、 调度电话 代表业务： 远动、调 度电话 代表业务： EMS、信 息化 代表业务： 综合自动 化、ERP、 智能电网运 行控制 代表业务： 数字孪生、 AI大模型、 新型电力系 统运行控制 代表性技术： ◆◆ 高压窄带PLC ◆◆ 微波通信 代表性技术： ◆◆ PDH ◆◆ 程控交换 代表性技术： ◆◆ SDH ◆◆ IPv4 ◆◆ GSM 代表性技术： ◆◆ OTN ◆◆ EPON ◆◆ 4G 代表性技术： ◆◆ fgOTN/400G OTN ◆◆ SDN+SRv6 ◆◆ 硬隔离GPON ◆◆ 5G/5.5G 分散电网 1950s- 1980s 报文+语音通信 N*kbps 数据通信 N*100Mbps 多媒体通信 N*10Gbps 通感算一体 N*100Gbps 语音+小颗粒 数据通信 N*10Mbps 小电网 1990s 大电网 2000s 智能电网 2010s 新型电力系统 2020s- 主网通信全面覆盖， 支撑电力系统安全 稳定经济运行 电力多媒体通信完善， 支撑电网高效运行控制 与企业经营管理 通信技术不断创新， 支撑电网数字化转型 不断提升通信网络安全防护与 应急保障能力，构筑电力 通信安全防线 电力通信网发展主要成就 新型电力系统业务发展 对通信网的需求变化 传统电力系统加快向新型电力系统升级 用电侧 发电侧 发用电一体“产消者”大量涌现 许多用户侧主体兼具发电和用电 双重属性，既是电能消费者也是 电能生产者。 终端负荷特性由传统的刚性、纯 消费型，向柔性、生产与消费兼 具型转变。需求侧响应能力将不 断提升。 新能源将逐步成为装机和电量主体 14.5亿千瓦 我国新能源装机达 40.6% 占发电装机容量 19.4% 发电量占 2024年底 30亿千瓦以上 2030年新能源装机达到 超过50%，成为电量主体 2060年前新能源发电量占比有望 预计 电网侧 大电网主导、多种电网形态相融并存 交 直 流 混 联 大 电 网 已 经 成 为 能 源 资源优化配置的必然形态。 配 电 网 成 为 有 源 网 ， 微 电 网 、 分 布 式 能 源 系 统 将 快 速 发 展 ， 与 大 电网互通互济、协调运行。 运行控制 运行机理和平衡模式深刻变化 平衡模式由源随荷动，逐步向源 网荷储协调互动转变。 大自然的影响因素显著增大，电 力系统运行对调节能力的庞大需 求成为常态。 12 13 新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战丨新型电力系统业务发展对通信网的需求变化 注：相关预测数据来自国网能源研究院 《中国新能源发电分析报告2025》 新型电力系统面临的重大变化 新型电力系统的业务发展趋势 14 15 01 02 03 04 新能源与电力电子设备的高渗透 资产规模与业务复杂度的 指数级增长 转型中的创新与成本约束、 改革与风险矛盾 04 用户侧深度互动 从“被动用电”到“产消一体” 03 管理模式重构 从“资产驱动”到“数据驱动”的转型 02 市场机制创新 从“物理平衡”向“价值流动” 升级 01 技术驱动 构建“数字底座+ 智能调控”的韧性 电网 新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战丨新型电力系统业务发展对通信网的需求变化 “双高”（高比例可再 生能源、高比例电力 电子设备）特性凸显 负荷尖峰化与极端天气冲击 “双峰”（用电需求 呈现冬、夏“双峰” 特征）压力加剧 新型电力系统的业务发展变化 16 17 新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战丨新型电力系统业务发展对通信网的需求变化 发电侧：低碳化 电网侧：平台化 用电侧：互动化 新能源将逐步成为装机和电量主体，分布式新能源快速发展 交直流混联大电网+分布式微电网，多元双向混合层次结构 负荷特性由向柔性、产消型转变，负荷侧海量异构资源成为系统调节性能提升的重要来源 升压站 火电 水电 风电 光伏 发电高峰充电消纳多余电量 储能参与调峰调频 火电、水电参与调峰 储能 业务流 能量流 信息流 碳排流 业务流 能量流 信息流 碳排流 电网调度 输变电 配电 电力交易 虚拟电厂 电动汽车 数据中心 分布式光伏 分布式储能 智慧发电 调度自动化 设备运维监测 ◆◆ ◆◆ 新能源出力预测 AGC/AVC 协同 ◆◆ ◆◆ 智慧输电 线路/管廊在线监测 无人机智能巡检 ◆◆ ◆◆ 无公网信号区补盲 恶劣天气应急通信 ◆◆ ◆◆ 智慧变电 保护、安稳 调度自动化 WPMU 一键顺控 ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ 设备状态在线监测 视频智能监控 机器人智能巡检 ◆◆ ◆◆ ◆◆ 智慧配电 配电自动化 配网保护 分布式电源调控 ◆◆ ◆◆ ◆◆ 智能配电房 无人机智能巡线 ◆◆ ◆◆ 智慧用电 计费控制 负荷预测 V2G车网互动 ◆◆ ◆◆ ◆◆ 精准负荷控制 虚拟电厂 ◆◆ ◆◆ 新型电力 系统建设 智慧调度 多时间尺度调度与 安全运行管理 现货及辅助服务市 场交易支撑 ◆◆ ◆◆ 数字孪生电网 全电磁暂态仿真 ◆◆ ◆◆ 清 洁 低 碳 、 安 全 充 裕 、 经 济 高 效 、 供 需 协 同 、 灵 活 智 能 感 知 、 联 接 、 仿 真 、 预 测 、 决 策 新型电力系统通信需求变化 新型电力系统通信需求变化 18 19 35kV及以上电压等级电网通信主网 智算中心带宽需求 AI大规模应用新增的智算中心通信要求。总部智算-省级智算、通算中心互联带宽Nx100G,时延 小于30毫秒。 数字仿真带宽需求：数字孪生电网电磁暂态在线仿真通信需求比现有电网调度通信需求大 幅提升，对时延要求更高。 4×100G带宽 数据同步 OTN传输网： 跨省N-2路由 ，总部级4×100G带宽接入， 各省2×100G带宽接入； 综合数据网： 覆盖各级智算中心，采用SDN+SRv6高效管控。 总部数据/智算中心 备份数据中心 A省数据/智算中心 C省数据/智算中心 B省数据/智算中心 新建智算中心 业务场景需求 通信性能要求 云云互联 云边协同 边端汇聚 算力资源动态调配 带宽大于100G，超低时延和抖动 带宽大于10G 带宽大于100M 网络智能调度、敏捷响应 新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战丨新型电力系统业务发展对通信网的需求变化 带宽5G～1000G 时延30ms 带宽2M~1G 时延100ms 数字孪生电网电磁暂态 在线仿真通信 现有电网调度通信 数字孪生五个层次 智 势 行 态 身 电网 自治 智能 预测 在线 仿真 虚实 交互 精准 映射 网络化 数字化 智能化 网络化 数字化 智能化 数字孪生电网 物理电网 新型电力系统通信需求变化 20 21 10kV中压电网通信接入网 0.4kV低压电网通信接入网 覆盖节点数量庞大。国家电网“十五五”期间，10千伏中压配电网涉控业务超过300万个， 新增10千伏分布式光伏6.6万个、“三遥”终端近50万个、10千伏可控负荷超过60万个。 覆盖节点数量庞大、网络拓扑结构及接入设备复杂。国家电网“十五五”接入 分布式光伏超2000万户，充电桩超100万台，费控电表6亿台。 生产控制通信带宽 10k~2Mbps 管理信息通信带宽 ＞2Mbps 集中式发电和 分布式发电并行 储能装置 高峰时峰谷差加大 电动汽车保有量 快速增加 电网环网运行， 交直流混合电网 消费者正在 变成发供者 新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战丨新型电力系统业务发展对通信网的需求变化 新型电力系统通信需求变化 新型电力系统通信需求变化 无公网输电线路 应急通信 超万公里无公网信号覆盖。 极端天气多发频发，极端情况下的 电网安全运行、快速恢复和应急指挥。 安全防护 抵御量子计算带来的高强度安全攻击。 业务 规模 通信需求 电网应急抢险通信 超万公里无公网信号区段 应急通信保障（各级调度、应急 指挥中心、抢修现场、变电站） 语音联络+内网访问+外网访问，带宽大于20M，时延小于1秒 重要固定场所，提高通信设备后备供电时长（8小时），配 置应急通信设备 监测信号和巡视数据传送，终端带宽大于10M，时延小于1秒 无公网输电线路 监测巡视 2024.12~2025.1 国办、工信部出台系列政策 量子科技纳入专项债范围 工信部围绕量子计算、通信、精 密测量，部署17项揭榜任务 2030+ 2020 2021 2023 2025 1M 54 单位: qubits 100 1000 65 127 1024 10K 预计2030年可破解RSA IBM Google 22 23 预计2030+，量子计算可破解非对称加密系统 新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战丨新型电力系统业务发展对通信网的需求变化 应急指挥 极端天气 新型电力系统背景下 电力通信网面临的挑战 24 25 新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战丨新型电力系统背景下电力通信网面临的挑战 带宽需要提升 数字孪生电网构建、智算中心互联需要进 一步提升通信网带宽。 网络运维智能化需要提升 电力通信网络规模庞大，通信网络的运维力 量不足，自动化、智能化水平需要提升。 覆盖范围需要扩大 配电网光纤通信覆盖范围不足，输电线路 和隧道管廊通信覆盖存在欠缺。 中低压通信支撑有待提升 中压无线通信的安全性与生产控制业务 需求有差距，低压HPLC通信容量难以 满足高频次采集与数据分发需求。 极端场景下应急通信待完善 应急时公网通信不可靠，跨区域协同响应能 力不足，保底通信手段配置不足。 新型电力系统 关键通信技术分析 03 26 27 电力通信网技术分类 传输网技术 fgOTN技术 400G OTN技术 SPN小颗粒切片技术 空芯光纤 电力通信网技术发展趋势总览 数据网技术 SDN+SRv6技术 确定性网络技术 远程通信接入技术 高隔离GPON光通信技术 高隔离工业以太网技术 电力无线专网技术 电力5G短切片专网技术 6G通感算技术 本地通信接入技术 HPLC+HRF双模 新一代HPLC（SPLC） 卫星通信技术 点波束卫星通信 便携通信基站 低轨卫星通信 NTN（非地面网络）通信 通信安全防护技术 量子通信 电力通信网技术分类 28 29 新型电力系统关键通信技术分析丨电力通信网技术分类 电力通信网技术由 等 四大类 技术组成，根据其应用成熟度，及应用场景不同，又可分为 38项 子技术。 以下介绍未来重点研究的部分技术。 主网通信技术 远程通信接入技术 本地通信接入技术 卫星通信技术 主网 通信技术 传输网技术 数据网技术 卫星 通信技术 新兴技术-点波束卫星通信 前瞻技术-低轨卫星 成熟技术-大波束数据卫星 成熟技术-天通语音卫星 新兴技术-便携通信基站 本地通信 接入技术 载波通信技术 一段式直连技术 本地无线通信技术 ◆◆ ◆◆ ◆◆ 成熟技术-双模通信 新兴技术代替-加配Qos+组播 前瞻技术-新一代低压双模 ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ 成熟技术-SDH 成熟技术-OTN 成熟技术升级代替-SPN 新兴技术-fgOTN 前瞻技术-400G OTN 前瞻技术-空芯光纤 ◆◆ ◆◆ ◆◆ 成熟技术-MPLS VPN 新兴技术-数据网SDN+SRv6 前瞻技术-确定性网络 ◆◆ ◆◆ ◆◆ 成熟技术替代-4G直连 新兴技术替代-光纤直连 新兴技术替代-5G切片直连 ◆◆ ◆◆ 成熟技术-可信WLAN 前瞻技术-26GHz毫米波 远程通信 接入技术 光纤专网 ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ 成熟技术-GPON 成熟技术-工业以太网 成熟技术-架空ADSS光缆 新兴技术-高隔离工业以太网 新兴技术-高隔离GPON 新兴技术-双通道工业以太网 前瞻技术-中压缠绕式光缆 无线专网 ◆◆ ◆◆ ◆◆ 成熟技术-1.8G 新兴技术替代-230M频谱连续使用 新兴技术-1.4G 无线虚拟专网 ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ ◆◆ 成熟技术-4G APN 成熟技术-5G硬切片 新兴技术-5G短切片 新兴技术-短复用 前瞻技术-6G通感算 前瞻技术-NTN（非地面网络）通信 电力 通信网 网络安全&智能运维 电力通信网技术 发展趋势总览 30 31 新型电力系统关键通信技术分析丨电力通信网技术发展趋势总览 ◆◆ 从人工处置到AI智能分析和处置 从边界防护到纵深防护 ◆◆ 从伪随机密钥加密改为量子密钥加密 ◆◆ ◆◆ 从人工管理到AI智能排障、智能巡检、自动派单 从单域、单厂家到跨域、跨厂家 ◆◆ 网络安全 网络运维 本地通信 远程通信 主网通信 卫星通信 园区网络 低压通信网 光纤专网 EPON / GPON 高隔离GPON 更满足多业务承载需求 ◆◆ GPON 10GPON 50GPON 向未来演进能力更强 ◆◆ 无线虚拟专网 更大带宽、更低时延 ◆◆ 4G APN 硬切片 短切片 4G 5G 6G 自主可控和安全能力更强 ◆◆ 无线专网 更强的5G技术化 ◆◆ 230MHz可全国建网 抗干扰 多天线 低时延 向未来演进能力更强 ◆◆ 数据通信网 IPv4/MPLS IPv6/SRv6 尽力而为 VIP确定性保障 人工管理 SDN智能调度 协议更简化 ◆◆ 业务差异化保障能力更强 ◆◆ 更智能的网络 ◆◆ SDH fgOTN 100G OTN 400G OTN 雷击SOP无关 6个9高可靠 更灵活的刚性管道 ◆◆ 更大的单纤容量 ◆◆ 更可靠的承载 ◆◆ 传输网络 大波束卫星 覆盖范围广 天通卫星 手机直连卫星 点波束卫星 卫星终端站小型