換流站無線物聯網路為新型電力系統鋪設「數位之路”

在「雙碳」目標的驅動下，我國電網也正在從「源隨荷動」的傳統電力系統向「源網荷儲」四維互動的新型電力系統加速演進。面對電力數位化的發展剛需，國內各大電力企業紛紛將推動電網朝向敏捷創新、高效營運轉型升級定為新的發展目標。其中，換流站作為變電領域皇冠上的明珠，是國家電網技術及資產的“高地”，也是國家電網公司數位轉型的核心。

電力數位化升級

#需夯實網路根基底

近年來，我國電力基礎設施維持適度超前發展，並加速推動電力系統朝向適應大規模高比例新能源方向轉變。在數位化發展過程中，電力系統數位轉型的最終目的是確保電力系統高效穩定運轉，然而在這一過程中，換流站運檢工作則面臨著故障預測智能化程度不夠、輔助系統聯動不足、應急處置連動效果有待提升等諸多新挑戰；同時，部分設備維修及日常巡檢仍以人工為主，智慧化巡檢覆蓋程度低。在此背景下，建置一張安全可靠的無線網路以支撐換流站內智慧巡檢、安全作業等數位化應用開展，無疑是支撐電力系統數位轉型的重要環節。

相較傳統無線網路方案，換流站無線物聯網路透過光纖下沉，將光纖從通訊機房延伸到換流變廣場、交直流濾波場、閥廳、主控樓等區域，可實現一張網路承載站內數位移動作業、智慧巡視、安防、視訊等寬頻類業務，同時相容物聯感測、設備線上監控等窄帶類業務接入，在網路部署、運維成本、使用周期上具有顯著的優勢。

全光網路「智慧」升級

建置無線「高速公路」

#為支撐站內移動作業、智慧巡檢、設備線上監測等新型業務對「大頻寬、移動性、廣聯接」的訴求，華為透過全站涵蓋的WAPI無線網路與全站無源光網路POL（Passive Optical LAN），協助換流站建置覆蓋全站的創新無線物聯網路解決方案，為特高壓換流站構築數位資訊「高速公路」。

WAPI無線大頻寬，輔助物聯網路安全傳輸

WAPI網路建置範圍包括WAPI AP、存取控制器、認證伺服器和網路管理節點，可為換流站行動作業、智慧巡檢等具備「大寬頻、行動性、大連線」特性的業務提供大寬頻無線網路存取服務。其中在無線傳輸鏈路，WAPI實現了寬頻無線業務存取認證和國密演算法加密，其採用了基於公鑰密碼體制的橢圓曲線密碼演算法和對稱密碼體制的分組密碼演算法，分別用於無線設備的數位憑證、憑證鑑別、金鑰協商和傳輸資料的加解密，從而實現裝置的身份鑑別、鏈路認證、存取控制和使用者資訊的加密保護。

除了網路的安全性，WAPI網路基於雙發選收功能保障空口資料的高可靠傳輸，巡檢機器人上的CPE設備與AP的2.4G和5G射頻同時建立一條無線鏈路，發送雙份業務數據，並在WAC上進行去重和重組。在移動機器人發生漫遊的過程中，CPE可以控制雙射頻不同時漫遊，這樣總有一條鏈路處於穩定連線狀態，機器人漫遊「0」丟包，網路可靠性大幅提升。

WAPI網路在訊號覆蓋方面同樣具有優異的表現，室內AP內建智慧天線，智慧天線由多個天線組成天線陣列，根據智慧天線演算法選擇其中部分天線陣子進行訊號的發射和接收，不同天線的組合可以形成不同的訊號輻射方向，因此可以根據使用者的接入方向，靈活動態調整訊號覆蓋方向，讓訊號跟隨使用者而動，還可以將向多個方向的訊號向一個方向聚焦，帶來更強的障礙物穿透能力、更遠的訊號覆蓋距離。與傳統的全向天線相比，智慧天線能讓Wi-Fi訊號的覆蓋距離遠20%，訊號幹擾減少15%。

POL相容窄頻存取與精準授時，助力物聯網路安全管控

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華為以POL被動光網路技術為換流站搭建站內統一的物聯匯聚網絡，建置範圍包括物聯匯聚節點、光網路及光線路終端。其中物聯匯聚節點作為站內物聯匯聚網路的統一入口網關，其除了具備寬頻無線AP接取能力以外，同時也具備窄頻無線AP、有線感測設備接取的能力。此外，換流站無線物聯網路在網路規劃時已事先考慮未來物聯監測體系的網路建置訴求，以便後續物聯業務快速上線。

而特別值得一提的是，物聯匯聚節點支援IEEE 1588v2精確時間傳送協議，可實現亞微秒級精度的時間同步，滿足全網物聯資訊的時鐘一致性需求。 同時基於通訊層柔性光服務單元的類SDH的TDM時分複用的多業務隔離技術，將助力已有網路形成物聯、視訊、無線專網，加強資訊網路安全管控能力。

時至今日，華為換流站無線物聯網路已在國網山東、河南等多個±800kV直流換流站成功部署並完成多業務承載，助力國網數位換流站、數位化現場作業應用、緊急消防應用等數位化應用的建設加速推進，而換流站無線物聯網路所建構的數位資訊“高速公路”，無疑為換流站數位化建設提供了堅實的網路基礎。

展望未來，依托端管雲端協同的ICT基礎設施和數位技術優勢，華為將進一步加速建構共生、共創、共享的數位生態。在「雙碳」目標的指引下，華為也將聯手國家電網打造更多智慧解決方案，協助電力產業的數位化加速突破，共創產業新價值，為建構新型電力系統鋪設「數位之路」。

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