隨著能源革命與數(shù)字革命的深度融合,國(guó)家電網(wǎng)正加速向能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)。新一代信息通信技術(shù)(ICT)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),作為支撐這一戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的“神經(jīng)系統(tǒng)”與“免疫系統(tǒng)”,其發(fā)展趨勢(shì)深刻影響著電網(wǎng)的未來(lái)形態(tài)與安全穩(wěn)定運(yùn)行。面向電網(wǎng)特定需求的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)發(fā),正成為技術(shù)創(chuàng)新的核心戰(zhàn)場(chǎng)。
一、 新一代信息通信技術(shù)(ICT)發(fā)展趨勢(shì)
- 泛在互聯(lián)與智能感知: 發(fā)展趨勢(shì)正從傳統(tǒng)的有線、無(wú)線通信向空天地海一體化、萬(wàn)物互聯(lián)的泛在電力通信網(wǎng)演進(jìn)。5G/5G-A、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、光纖傳感、低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)等技術(shù)將深度融合,實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)、輸、變、配、用各環(huán)節(jié)設(shè)備、環(huán)境、狀態(tài)的實(shí)時(shí)、廣域、精準(zhǔn)感知與可靠連接,為電網(wǎng)全景感知與智能控制奠定基礎(chǔ)。
- 云網(wǎng)融合與算力賦能: “云”與“網(wǎng)”的邊界日益模糊,正朝著“算網(wǎng)一體”方向發(fā)展。國(guó)家電網(wǎng)將深化電力專屬云、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的部署,結(jié)合人工智能算力,實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源與網(wǎng)絡(luò)資源的智能調(diào)度與協(xié)同。這能高效支撐海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的就近處理、實(shí)時(shí)分析與智能決策,滿足調(diào)度控制、用戶服務(wù)等業(yè)務(wù)對(duì)低時(shí)延、高可靠的嚴(yán)苛要求。
- 人工智能深度融合: AI將從輔助工具演變?yōu)閮?nèi)嵌于信息通信系統(tǒng)的核心能力。在電網(wǎng)領(lǐng)域,AI將深度應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)的自組織、自優(yōu)化、自愈(如基于AI的流量預(yù)測(cè)與路由優(yōu)化)、設(shè)備缺陷的聲紋/圖像智能識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)與信息安全威脅的智能預(yù)測(cè)與防御等,極大提升電網(wǎng)運(yùn)維的智能化水平與效率。
二、 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
- 主動(dòng)免疫與內(nèi)生安全: 安全防護(hù)理念從“邊界防護(hù)”和“事后補(bǔ)救”向“內(nèi)生安全”和“主動(dòng)免疫”轉(zhuǎn)變。借鑒“零信任”架構(gòu),構(gòu)建以身份為中心、持續(xù)驗(yàn)證的動(dòng)態(tài)安全體系。推動(dòng)安全能力與業(yè)務(wù)系統(tǒng)、工控設(shè)備、通信設(shè)備在設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)階段即深度融合,使安全成為其內(nèi)在屬性,提升對(duì)未知威脅的防御能力。
- 全域態(tài)勢(shì)感知與協(xié)同防護(hù): 構(gòu)建覆蓋管理信息大區(qū)、生產(chǎn)控制大區(qū)、互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)及供應(yīng)鏈的全域、全天候網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)。利用大數(shù)據(jù)、AI技術(shù),實(shí)現(xiàn)威脅情報(bào)的自動(dòng)采集、關(guān)聯(lián)分析和可視化呈現(xiàn),并能夠聯(lián)動(dòng)各類安全設(shè)備實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、跨層級(jí)的協(xié)同響應(yīng)與處置,形成“監(jiān)測(cè)、預(yù)警、處置、溯源”的閉環(huán)。
- 隱私計(jì)算與數(shù)據(jù)安全: 隨著電網(wǎng)數(shù)據(jù)要素化市場(chǎng)化進(jìn)程,在確保數(shù)據(jù)融合利用價(jià)值的同時(shí)保護(hù)用戶隱私和核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要。隱私計(jì)算(如聯(lián)邦學(xué)習(xí)、安全多方計(jì)算、可信執(zhí)行環(huán)境)技術(shù)將成為關(guān)鍵,實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)“可用不可見(jiàn)”的前提下完成聯(lián)合建模與分析,保障數(shù)據(jù)流通過(guò)程中的安全。
- 量子通信等前沿技術(shù)應(yīng)用探索: 針對(duì)電力調(diào)度等最高安全等級(jí)的需求,開(kāi)展量子密鑰分發(fā)(QKD)等量子保密通信技術(shù)的試點(diǎn)與應(yīng)用研究,為構(gòu)建未來(lái)超高壓等級(jí)的信息傳輸安全防線進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。
三、 面向電網(wǎng)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)發(fā)重點(diǎn)
基于上述趨勢(shì),未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)發(fā)將緊密圍繞電網(wǎng)核心業(yè)務(wù)需求展開(kāi):
- 確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù): 針對(duì)智能分布式調(diào)控、精準(zhǔn)負(fù)荷控制、差動(dòng)保護(hù)等業(yè)務(wù)對(duì)極低時(shí)延(微秒級(jí))、極低抖動(dòng)和高可靠性的要求,開(kāi)發(fā)TSN(時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))、DetNet(確定性網(wǎng)絡(luò))、5G URLLC(超高可靠低時(shí)延通信)等在電力環(huán)境下的增強(qiáng)型技術(shù)與設(shè)備,確保關(guān)鍵控制指令的確定可達(dá)。
- 電力物聯(lián)網(wǎng)端到端協(xié)議棧與輕量化安全: 針對(duì)海量、異構(gòu)、資源受限的電力物聯(lián)網(wǎng)終端,開(kāi)發(fā)輕量級(jí)、低功耗的通信協(xié)議棧與嵌入式操作系統(tǒng)。集成輕量級(jí)加密算法、設(shè)備指紋、微隔離等安全機(jī)制,從終端源頭提升整體安全水平。
- 數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò): 構(gòu)建與物理電力通信網(wǎng)絡(luò)精準(zhǔn)映射、實(shí)時(shí)交互、共生演進(jìn)的數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)。利用其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃模擬、故障推演、策略驗(yàn)證、性能優(yōu)化和人員培訓(xùn),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的“先知先覺(jué)”和智能化運(yùn)維,大幅提升網(wǎng)絡(luò)可靠性與管理效率。
- 開(kāi)放可編程的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu): 基于SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))、NFV(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)及云原生理念,構(gòu)建開(kāi)放、彈性、可編程的新型電力通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這使得網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活、快速地部署和調(diào)整服務(wù)功能(如安全鏈、流量工程),實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)”,支撐電網(wǎng)業(yè)務(wù)的敏捷創(chuàng)新。
結(jié)論
國(guó)家電網(wǎng)新一代信息通信及網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的發(fā)展,正沿著泛在互聯(lián)、云網(wǎng)算智一體、主動(dòng)安全內(nèi)生化的方向快速演進(jìn)。相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)發(fā),必須堅(jiān)持以業(yè)務(wù)需求為牽引,聚焦確定性、智能化、開(kāi)放性和安全性,通過(guò)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新與融合應(yīng)用,筑牢能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的數(shù)字底座,為構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)提供堅(jiān)強(qiáng)支撐。