新型电力系统ICT应用与实践

本书全面介绍新型电力系统建设中所涉及的主要信息通信技术及其应用。全书共11章。第1～2章介绍碳减排背景下能源电力行业向低碳化转型发展的趋势，以及新型电力系统建设的必要性。第3章介绍能源行业数字化转型现状，给出新型电力系统的ICT架构。第4～9章系统地阐述5G助力高弹性电网建设、电力光网络、电力智能云网、电力物联网、能源大数据中心、新型电力系统网络安全等方面的信息通信关键技术及应用方案。第10章结合新型电力系统源、网、荷、储全环节业务场景，以国网浙江省电力有限公司的探索与实践为例，呈现典型应用。第11章为新型电力系统展望。

本书可为能源、电力、信息通信等相关领域的从业人员提供参考。

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 能源电力低碳转型发展趋势 1

1.1 碳减排背景下的能源结构现状 2

1.1.1 我国能源体系的碳减排路径 2

1.1.2 国内外能源结构现状 3

1.2 构建新型电力系统实现能源转型总体要求 8

1.2.1 能源转型的总体要求 9

1.2.2 电力系统经历深刻变化 9

1.2.3 新型电力系统的发展趋势 10

第 2章 新型电力系统建设 14

2.1 新型电力系统概述 15

2.1.1 新型电力系统的起源 15

2.1.2 新型电力系统的定义 15

2.1.3 新型电力系统的特征 16

2.2 新型电力系统建设中的主要矛盾 18

2.2.1 新能源转型面临的挑战 19

2.2.2 新能源的综合管理 20

2.2.3 新能源市场模式的变革 21

2.3 数字化驱动新型电力系统变革 21

第3章 ICT支撑电力系统转型 23

3.1 实现碳减排目标需要能源行业进行数字化转型 24

3.1.1 能源行业转型分析 24

3.1.2 能源企业的数字化转型 25

3.1.3 ICT与电力发展 29

3.2 新型电力系统下ICT的发展 29

3.3 新型电力系统的ICT架构建设 31

3.3.1 电力业务分区 32

3.3.2 ICT基础设施 33

3.3.3 数据分类 34

3.3.4 新型ICT 36

第4章 5G助力高弹性电网建设 39

4.1 5G与电力应用 40

4.1.1 无线通信在电力系统的应用 40

4.1.2 5G技术特性与电力业务适配 41

4.2 5G电力虚拟专网切片技术 45

4.2.1 5G网络行业应用模式 46

4.2.2 5G网络切片的实现 47

4.3 5G电力虚拟专网建设 49

4.3.1 建设原则 50

4.3.2 建设方案 51

4.4 5G电力虚拟专网关键技术 56

4.4.1 低时延 56

4.4.2 精准授时与时间敏感网络技术 57

4.4.3 5G-LAN 59

4.4.4 5G网络边缘计算 60

4.4.5 5G能力开放 61

4.5 5G电力业务典型应用 63

4.5.1 5G 负荷控制业务 63

4.5.2 5G 配电自动化业务 64

4.5.3 5G 智能巡检业务 65

4.5.4 5G 分布式源储 66

4.5.5 5G 信息采集类业务 67

第5章 电力光网络 68

5.1 电力有线通信网概述 69

5.1.1 电力有线通信网的发展历程 69

5.1.2 电力光纤通信技术 70

5.1.3 电力通信传输技术 71

5.1.4 电力有线通信网的发展趋势 73

5.2 电力光网络下一代通信技术 74

5.2.1 F5G技术概述 74

5.2.2 电力F5G干线通信技术 75

5.2.3 电力F5G生产业务光通信技术 78

5.2.4 电力F5G通信网络架构 85

5.3 下一代Ptmp-PON接入技术 86

5.3.1 全光网络是局域网的发展趋势 86

5.3.2 全光网络与传统网络的对比 88

5.3.3 全光局域网典型解决方案 92

第6章 电力智能云网 95

6.1 电力云平台 96

6.1.1 云计算技术 96

6.1.2 电力云价值 101

6.1.3 电力云架构 101

6.2 电力IP网络 104

6.2.1 电力数据通信网 104

6.2.2 电力通信网需要向IPv6 技术体系演进 106

6.2.3 网络智能调度 108

6.3 电力云网融合架构 110

6.3.1 云网融合的概念 110

6.3.2 云网融合发展路线 111

6.3.3 电力云网融合的目标架构设想 113

6.4 电力云网融合创新应用探索 116

6.4.1 客户服务中台云网融合创新应用 116

6.4.2 多云多网协同支撑云间或云网资源按需调用 117

6.4.3 视频会议保障、应急视频业务保障 118

6.4.4 物联终端一跳入云，网络切片业务差异化保障 120

第7章 电力物联网 121

7.1 物联网概述 122

7.1.1 物联网的技术基础 122

7.1.2 物联网的技术架构 123

7.2 电力物联网架构 124

7.2.1 物联管理平台 126

7.2.2 边缘物联代理 129

7.2.3 物联模型 133

7.2.4 本地通信技术 136

7.2.5 电力物联网安全防护 136

7.3 AI平台 138

7.3.1 AI平台的定位 138

7.3.2 总体架构 139

7.3.3 技术架构 141

7.3.4 AI应用建设模式 141

7.4 电力物联网典型应用场景 146

7.4.1 变电应用场景 146

7.4.2 用户侧应用场景 146

7.4.3 配电台区应用场景 148

7.4.4 智慧电力后勤应用场景 150

7.4.5 电力安全风险管控应用场景 150

第8章 能源大数据中心 153

8.1 电力数据中台 154

8.1.1 数据中台基础 154

8.1.2 数据仓库建设 155

8.1.3 电力数据中台架构 156

8.1.4 电力数据中台数据架构 157

8.2 能源大数据中心 159

8.2.1 能源大数据中心的总体架构 159

8.2.2 能源大数据中心的数据 160

8.2.3 典型数据流转场景 163

8.2.4 实时流式计算场景 165

8.3 能源大数据中心的数据应用 165

8.3.1 服务政府科学决策 166

8.3.2 服务社会民生改善 168

8.3.3 服务企业能效提升 168

8.3.4 服务社会经济发展 169

第9章 新型电力系统网络安全 170

9.1 认识网络安全 171

9.1.1 国外发展现状分析 171

9.1.2 国内发展现状分析 172

9.1.3 威胁与脆弱性分析 173

9.2 电力企业网络安全的发展历程 176

9.2.1 电力企业安全概述 176

9.2.2 电力企业网络安全防护方案演进 177

9.2.3 新型电力系统的发展趋势和面临的挑战 181

9.2.4 新型电力系统网络安全体系与架构 183

9.3 新型电力系统安全框架实践 187

9.3.1 新型电力系统安全实践 187

9.3.2 电力云网端一体安全防护建设 193

9.4 新型电力系统网络安全展望 195

9.4.1 逐步应用的网络安全新技术 195

9.4.2 未来网络安全技术展望 205

第 10章 新型电力系统ICT应用案例 209

10.1 源、网、荷、储多元协同平台 210

10.1.1 平台概述 210

10.1.2 功能架构 211

10.1.3 资源接入 213

10.2 新一代调度技术支持系统 215

10.2.1 技术优势 216

10.2.2 技术架构 217

10.3 需求侧响应资源池建设 219

10.3.1 需求侧响应资源 219

10.3.2 接入技术 220

10.3.3 秒级可中断负荷控制系统 221

10.3.4 需求侧响应平台 223

10.3.5 负荷聚合商需求侧响应系统 225

10.4 分布式光伏群控群调工程 226

10.5 配电物联网 229

10.5.1 业务问题 229

10.5.2 总体架构 230

10.5.3 安全架构 232

10.6 电力系统的低碳运行 234

10.6.1 输电线路智能巡检 235

10.6.2 虚拟AI配网调度员“帕奇” 236

10.6.3 电力系统碳监测计量 237

10.6.4 电力系统低碳调度 238

10.6.5 电碳一张图 239

10.7 能源大数据监测应用 240

10.7.1 双碳智治平台 240

10.7.2 “节能降碳e本账”应用场景 241

10.8 新能源云碳减排支撑服务平台 242

10.9 “云储能”交易管理平台 244

10.9.1 应用架构 245

10.9.2 安全架构 247

第 11章 新型电力系统展望 248

缩略语表 252

参考文献 260

新能源为主体的新型电力系统是实现碳减排目标的重要举措

创新ICT为电力行业数字化转型注入“数智化”

本书聚焦国家热点建设领域，介绍新型电力系统的框架与规划，

基于有效实践，为业界提供关键技术的场景应用与案例解析