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华为发布硬管道融合光通信设备H-OTN,提升数字电网韧性

媒体滚动 2021.09.28 19:45

原标题:华为发布硬管道融合光通信设备H-OTN,提升数字电网韧性 来源:中国电力

“双碳”目标下,我国电力系统正逐步发展成为以新能源为主体、包含多元负荷的交直流混联新型电力系统。

从长远来看,为保障我国总电力供应,势必需要大力发展清洁能源,光伏、风电、水电、核能等有望获益。这也将为产业链相关配套产品发展提供更广阔的空间。

新能源带来了新挑战

传统配电网大都是单向辐射状能量传递,源-网-荷角色和定位十分清晰。随着大量分布式电源的接入以及负荷的多元化发展,新型配电网的源-网-荷已发生巨大变化,三者角色定位边界愈加模糊。

“新能源发电具有随机性波动性和间歇性,加之交通等行业加速电气化,使得电力负荷特性发生显著变化,给电力系统安全稳定运行带来了巨大挑战。” 北京交通大学教授、IEEE Fellow和敬涵强调,“例如,在夏季用电高峰时,新能源供应波动、大规模电动汽车集群无序充电,将导致电网超负荷运行。此时若发生短路等故障,可能导致停电事故。”

配电网是承载分布式新能源电源接入的主体,提升配电网应对各类扰动的韧性成为用户安全可靠用电的重要手段。安全防御的重要举措之一,就是通过精准负荷控制,在紧急情况下,切除非必要、非关键负荷,保证电网持续安全运行。而实现精准、快速的负荷控制,需要广覆盖、高可靠和低延时的先进通信技术支持 。

和敬涵指出,提升配电网韧性有多个途径,其中主要3大方面:一是适应大规模分布式电源接入的即插即用技术,二是能够有效应对各类故障的保护技术,三是大停电之后的快速恢复技术。

通过即插即用技术,可有效提升新型配电网应对分布式电源接入带来的随机性、波动性、间歇性等问题的韧性。而分布式电源的监测、感知和指令的下达也对通信技术提出了时延短、时效性高,安全级别高,私密性强的要求。

面向新型配电网,既需要就地保护,也需要基于配电网多端信息、广域信息构建层次化、立体化的保护体系,以应对源-网-荷复杂变化带来的挑战,在提升保护选择性的同时进一步提升保护的灵敏性和快速性,提高新型配电网面对故障时的韧性。这对于实现多信息保护的通信技术提出了更快速、更可靠、更安全的要求。

传统电网发生大停电事故时,配电网只能被动等待大电网中电力设施修复后恢复供电,停电时间可长达几小时甚至几天。医疗、供水、交通、通信等关键基础设施长时间得不到供电,会造成巨大的经济损失,甚至危及人民生命安全及社会稳定。

分布式电源高比例接入,既对电网运行控制带来挑战,也为电网应急恢复带来了机遇。配电网可以协同各类分布式电源和微电网,独立自主快速恢复重要负荷,提升整个系统恢复速度和韧性,减小停电损失。尤其是在极端灾害后,对于遭受重创的灾区人民,电力的快速恢复可以安抚心灵,为他们带来生的希望和内心的平静。

源-网-荷结构的变化使得新型配电系统更加复杂,提升配电网韧性对保障新能源消纳、保证配电网安全及事故后的快速恢复至关重要。更安全、更可靠、短延时的先进通信技术可为新型配电网的发展和韧性提升提供重要支撑。

无疑,电网的数字化、智能化改造,已经成为安全防御的关键。

针对客户痛点的创新产品华为H-OTN

电网的数字化改造中,对通信网络的核心要求是要绝对可靠。

当前数字电网建设中,业界认为有两个技术缺失,一是配电网缺失成熟的通信网络方案。过去,大家都在关注输电网,基于OTN的硬管道技术,为输电网侧打造了高可靠的网络方案;但其实配电网的终端数量是输电网的几千倍,运营成本和运维效率是需要重点考虑的因素;二是业界缺失一个打通输电侧和配电侧的端到端、高可靠通信网络解决方案。

华为在光传送和光接入领域已有三十余年的技术积累。9月24日,在华为全联接2021大会期间,华为常务董事、ICT产品与解决方案总裁汪涛在发表《引领数字基础设施创新》主题演讲时指出,为解决两个技术缺失这个难题,华为正式发布业界首个支持原生硬管道(NHP)的光通信产品H-OTN。华为H-OTN重定义了产品架构,打破OTN和PON的技术壁垒,在业界首次实现两种光技术的深度融合,可为电网数字化提供端到端可靠性、超低时延和极简运维等关键价值。

据华为欧洲研究院副院长Maarten Vissers介绍:“结合OTN和PON技术以及L1层时分复用的优点,我们对OTN技术进行了扩展,使用点对点光传送网和点对多点无源光接入网来承载新的sub 1 Gbit/s OTN低速率业务。现在,客户可以使用优质的L1层业务,具有可保证带宽,以及确定性低时延,带宽可以在2 Mbit/s~1 Gbit/s范围内无损调整。”

“简单来说,我们发明了一种新的产品形式,命名为Hybrid-OTN,即H-OTN。它将OLT和OTN设备功能集成到一个设备,实现OSU穿通。这样,杜绝了接入网和传送网之间业务传输的协议转换,从而降低时延。” Maarten Vissers总结道。

华为给H-OTN设备总结出三大优势。

第一,高安全:业界首创的OSU over PON技术,实现了硬管道的下沉,通过端到端的OSU硬管道为不同业务提供端到端的物理隔离,进一步提升业务的安全性。

第二,低时延:将PON和OTN的协议融合,将OSU的确定性低时延特性带至接入网络,保证业务的端到端确定性低时延;

第三,简运维:H-OTN设备融合OTN及OLT, 支持统一网管管理,简化网络架构,提升客户运维效率50%。

业界人士分析,基于H-OTN的网络解决方案,该产品还可用于交通、油气等对可靠性要求极高的数字化转型场景中,并有望引领安全生产网络实现提质增效的巨变。

提升数字电网韧性,为千行百业高质量发展铸就能源底座,H-OTN的诞生,可谓正当其时。

作者:杨娜

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