隨著能源革命與數字革命的深度融合,國家電網正加速向能源互聯網轉型升級。新一代信息通信技術(ICT)與網絡安全技術,作為支撐這一戰略轉型的“神經系統”與“免疫系統”,其發展趨勢深刻影響著電網的未來形態與安全穩定運行。面向電網特定需求的網絡技術開發,正成為技術創新的核心戰場。
一、 新一代信息通信技術(ICT)發展趨勢
- 泛在互聯與智能感知: 發展趨勢正從傳統的有線、無線通信向空天地海一體化、萬物互聯的泛在電力通信網演進。5G/5G-A、衛星互聯網、光纖傳感、低功耗廣域網(LPWAN)等技術將深度融合,實現對發、輸、變、配、用各環節設備、環境、狀態的實時、廣域、精準感知與可靠連接,為電網全景感知與智能控制奠定基礎。
- 云網融合與算力賦能: “云”與“網”的邊界日益模糊,正朝著“算網一體”方向發展。國家電網將深化電力專屬云、邊緣計算節點的部署,結合人工智能算力,實現計算資源與網絡資源的智能調度與協同。這能高效支撐海量異構數據的就近處理、實時分析與智能決策,滿足調度控制、用戶服務等業務對低時延、高可靠的嚴苛要求。
- 人工智能深度融合: AI將從輔助工具演變為內嵌于信息通信系統的核心能力。在電網領域,AI將深度應用于通信網絡的自組織、自優化、自愈(如基于AI的流量預測與路由優化)、設備缺陷的聲紋/圖像智能識別、網絡與信息安全威脅的智能預測與防御等,極大提升電網運維的智能化水平與效率。
二、 網絡安全技術發展趨勢
- 主動免疫與內生安全: 安全防護理念從“邊界防護”和“事后補救”向“內生安全”和“主動免疫”轉變。借鑒“零信任”架構,構建以身份為中心、持續驗證的動態安全體系。推動安全能力與業務系統、工控設備、通信設備在設計與開發階段即深度融合,使安全成為其內在屬性,提升對未知威脅的防御能力。
- 全域態勢感知與協同防護: 構建覆蓋管理信息大區、生產控制大區、互聯網大區及供應鏈的全域、全天候網絡安全態勢感知平臺。利用大數據、AI技術,實現威脅情報的自動采集、關聯分析和可視化呈現,并能夠聯動各類安全設備實現跨區域、跨層級的協同響應與處置,形成“監測、預警、處置、溯源”的閉環。
- 隱私計算與數據安全: 隨著電網數據要素化市場化進程,在確保數據融合利用價值的同時保護用戶隱私和核心業務數據安全至關重要。隱私計算(如聯邦學習、安全多方計算、可信執行環境)技術將成為關鍵,實現在數據“可用不可見”的前提下完成聯合建模與分析,保障數據流通過程中的安全。
- 量子通信等前沿技術應用探索: 針對電力調度等最高安全等級的需求,開展量子密鑰分發(QKD)等量子保密通信技術的試點與應用研究,為構建未來超高壓等級的信息傳輸安全防線進行技術儲備。
三、 面向電網業務的網絡技術開發重點
基于上述趨勢,未來的網絡技術開發將緊密圍繞電網核心業務需求展開:
- 確定性網絡技術: 針對智能分布式調控、精準負荷控制、差動保護等業務對極低時延(微秒級)、極低抖動和高可靠性的要求,開發TSN(時間敏感網絡)、DetNet(確定性網絡)、5G URLLC(超高可靠低時延通信)等在電力環境下的增強型技術與設備,確保關鍵控制指令的確定可達。
- 電力物聯網端到端協議棧與輕量化安全: 針對海量、異構、資源受限的電力物聯網終端,開發輕量級、低功耗的通信協議棧與嵌入式操作系統。集成輕量級加密算法、設備指紋、微隔離等安全機制,從終端源頭提升整體安全水平。
- 數字孿生網絡: 構建與物理電力通信網絡精準映射、實時交互、共生演進的數字孿生網絡。利用其進行網絡規劃模擬、故障推演、策略驗證、性能優化和人員培訓,實現網絡的“先知先覺”和智能化運維,大幅提升網絡可靠性與管理效率。
- 開放可編程的網絡架構: 基于SDN(軟件定義網絡)、NFV(網絡功能虛擬化)及云原生理念,構建開放、彈性、可編程的新型電力通信網絡架構。這使得網絡能夠根據業務需求靈活、快速地部署和調整服務功能(如安全鏈、流量工程),實現“網絡即服務”,支撐電網業務的敏捷創新。
結論
國家電網新一代信息通信及網絡安全技術的發展,正沿著泛在互聯、云網算智一體、主動安全內生化的方向快速演進。相應的網絡技術開發,必須堅持以業務需求為牽引,聚焦確定性、智能化、開放性和安全性,通過持續的技術創新與融合應用,筑牢能源互聯網發展的數字底座,為構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統提供堅強支撐。