隨著能源革命與數(shù)字革命的深度融合,國家電網正加速向能源互聯(lián)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(zhàn)略轉型的“神經系統(tǒng)”與“免疫系統(tǒng)”,其發(fā)展趨勢深刻影響著電網的未來形態(tài)與安全穩(wěn)定運行。面向電網特定需求的網絡技術開發(fā),正成為技術創(chuàng)新的核心戰(zhàn)場。
一、 新一代信息通信技術(ICT)發(fā)展趨勢
- 泛在互聯(lián)與智能感知: 發(fā)展趨勢正從傳統(tǒng)的有線、無線通信向空天地海一體化、萬物互聯(lián)的泛在電力通信網演進。5G/5G-A、衛(wèi)星互聯(lián)網、光纖傳感、低功耗廣域網(LPWAN)等技術將深度融合,實現(xiàn)對發(fā)、輸、變、配、用各環(huán)節(jié)設備、環(huán)境、狀態(tài)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(fā)展。國家電網將深化電力專屬云、邊緣計算節(jié)點的部署,結合人工智能算力,實現(xiàn)計算資源與網絡資源的智能調度與協(xié)同。這能高效支撐海量異構數(shù)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(yè)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?yōu)閮惹队谛畔⑼ㄐ畔到y(tǒng)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(yōu)化、自愈(如基于AI的流量預測與路由優(yōu)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(fā)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(xù)驗證的動態(tài)安全體系。推動安全能力與業(yè)務系統(tǒng)、工控設備、通信設備在設計與開發(fā)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(tài)勢感知與協(xié)同防護: 構建覆蓋管理信息大區(qū)、生產控制大區(qū)、互聯(lián)網大區(qū)及供應鏈的全域、全天候網絡安全態(tài)勢感知平臺。利用大數(shù)據、AI技術,實現(xiàn)威脅情報的自動采集、關聯(lián)分析和可視化呈現(xiàn),并能夠聯(lián)動各類安全設備實現(xiàn)跨區(qū)域、跨層級的協(xié)同響應與處置,形成“監(jiān)測、預警、處置、溯源”的閉環(huán)。
- 隱私計算與數(shù)據安全: 隨著電網數(shù)據要素化市場化進程,在確保數(shù)據融合利用價值的同時保護用戶隱私和核心業(yè)務數(shù)據安全至關重要。隱私計算(如聯(lián)邦學習、安全多方計算、可信執(zhí)行環(huán)境)技術將成為關鍵,實現(xiàn)在數(shù)據“可用不可見”的前提下完成聯(lián)合建模與分析,保障數(shù)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(fā)(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(yè)務的網絡技術開發(fā)重點
基于上述趨勢,未來的網絡技術開發(fā)將緊密圍繞電網核心業(yè)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(yè)務對極低時延(微秒級)、極低抖動和高可靠性的要求,開發(fā)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(huán)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(lián)網端到端協(xié)議棧與輕量化安全: 針對海量、異構、資源受限的電力物聯(lián)網終端,開發(fā)輕量級、低功耗的通信協(xié)議棧與嵌入式操作系統(tǒng)。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(shù)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(shù)字孿生網絡。利用其進行網絡規(guī)劃模擬、故障推演、策略驗證、性能優(yōu)化和人員培訓,實現(xiàn)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(yè)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(xiàn)“網絡即服務”,支撐電網業(yè)務的敏捷創(chuàng)新。
結論
國家電網新一代信息通信及網絡安全技術的發(fā)展,正沿著泛在互聯(lián)、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(fā),必須堅持以業(yè)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(xù)的技術創(chuàng)新與融合應用,筑牢能源互聯(lián)網發(fā)展的數(shù)字底座,為構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)提供堅強支撐。