换流站无线物联网络为新型电力系统铺设“数字之路”

在“双碳”目标的驱动下，我国电网也正在从“源随荷动”的传统电力系统向“源网荷储”四维互动的新型电力系统加速演进。面对电力数字化的发展刚需，国内各大电力企业纷纷将推动电网向敏捷创新、高效运营转型升级定为新的发展目标。其中，换流站作为变电领域皇冠上的明珠，是国家电网技术及资产的“高地”，也是国家电网公司数字化转型的核心。

电力数字化升级

需夯实网络根基

近年来，我国电力基础设施保持适度超前发展，加快推动电力系统向适应大规模高比例新能源方向转变。在数字化发展进程中，电力系统数字化转型的最终目的是确保电力系统高效稳定运转，然而在这一过程中，换流站运检工作则面临着故障预测智能化程度不够、辅助系统联动不足、应急处置联动效果有待提升等诸多新挑战；与此同时，部分设备维护和日常巡检仍以人工为主，智慧化巡检覆盖程度低。在此背景下，建设一张安全可靠的无线网络以支撑换流站内智慧巡检、安全作业等数字化应用开展，无疑是支撑电力系统数字化转型的重要环节。

相较传统无线网络方案，换流站无线物联网络通过光纤下沉，将光纤从通信机房延伸到换流变广场、交直流滤波场、阀厅、主控楼等区域，可实现一张网络承载站内数字移动作业、智能巡视、安防、视频等宽带类业务，同时兼容物联传感、设备在线监测等窄带类业务接入，在网络部署、运维成本、使用周期上具有显著的优势。

全光网络“智慧”升级

搭建无线“高速公路”

为支撑站内移动作业、智能巡检、设备在线监测等新型业务对“大带宽、移动性、广联接”的诉求，华为通过全站覆盖的WAPI无线网络和全站无源光网络POL（Passive Optical LAN），助力换流站构建覆盖全站的创新无线物联网络解决方案，为特高压换流站构筑数字信息“高速公路”。

WAPI无线大带宽，助力物联网络安全传输

WAPI网络建设范围包括WAPI AP、接入控制器、认证服务器和网络管理节点，可以为换流站移动作业、智能巡检等具备“大宽带、移动性、大连接”特点的业务提供大宽带无线网络接入服务。其中在无线传输链路，WAPI实现了宽带无线业务接入认证和国密算法加密，其采用了基于公钥密码体制的椭圆曲线密码算法和对称密码体制的分组密码算法，分别用于无线设备的数字证书、证书鉴别、密钥协商和传输数据的加解密，从而实现设备的身份鉴别、链路认证、访问控制和用户信息的加密保护。

除了网络的安全性，WAPI网络基于双发选收功能保障空口数据的高可靠传输，巡检机器人上的CPE设备与AP的2.4G和5G射频同时建立一条无线链路，发送双份业务数据，并在WAC上进行去重和重组。在移动机器人发生漫游的过程中，CPE可以控制双射频不同时漫游，这样总有一条链路处于稳定连接状态，机器人漫游“0”丢包，网络可靠性大幅提升。

WAPI网络在信号覆盖方面同样具有优异的表现，室内AP内置智能天线，智能天线由多个天线组成天线阵列，根据智能天线算法选择其中部分天线阵子进行信号的发射和接收，不同天线的组合可以形成不同的信号辐射方向，因此可以根据用户的接入方向，灵活动态调整信号覆盖方向，让信号跟随用户而动，还可以将向多个方向的信号向一个方向聚焦，带来更强的障碍穿透能力、更远的信号覆盖距离。与传统的全向天线相比，智能天线能让Wi-Fi信号的覆盖距离远20%，信号干扰减少15%。

POL兼容窄带接入和精准授时，助力物联网络安全管控

华为以POL无源光网络技术为换流站搭建站内统一的物联汇聚网络，建设范围包括物联汇聚节点、光网络和光线路终端。其中物联汇聚节点作为站内物联汇聚网络的统一入口网关，其除了具备宽带无线AP接入能力以外，同时也具备窄带无线AP、有线传感设备接入的能力。此外，换流站无线物联网络在网络规划时已提前考虑未来物联监测体系的网络建设诉求，以便后续物联业务快速上线。

而特别值得一提的是，物联汇聚节点支持IEEE 1588v2精确时间传送协议，可实现亚微秒级精度的时间同步，满足全网物联信息的时钟一致性需求。同时基于通信层柔性光服务单元的类SDH的TDM时分复用的多业务隔离技术，将助力已有网络形成物联、视频、无线专网，加强信息网络安全管控能力。

时至今日，华为换流站无线物联网络已在国网山东、河南等多个±800kV直流换流站成功部署并完成多业务承载，助力国网数字换流站、数字化现场作业应用、应急消防应用等数字化应用的建设加速推进，而换流站无线物联网络所构建的数字信息“高速公路”，无疑为换流站数字化建设提供了坚实的网络基础。

展望未来，依托端管云协同的ICT基础设施和数字技术优势，华为将进一步加速构建共生、共创、共享的数字生态。在“双碳”目标的指引下，华为也将联手国家电网打造更多智慧解决方案，助力电力行业的数字化加速突破，共创行业新价值，为构建新型电力系统铺设“数字之路”。

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