华为X电网

文章来源:南方能源观察周慧之刘文慧2019-10-25 10:43

走过磨合期，华为与电网亲密指数再度升级。

2019华为全联接大会开幕两天前，华为与中国南方电网有限责任公司（以下简称“南方电网”）签署战略合作协议。根据华为官方披露的协议内容，双方将在数字化转型、智能电网、网络安全、电力通信网、国际业务、企业文化与管理等领域展开战略合作。

电网业务之于华为意义几何？

“有电的地方，一定会有物联和控制。从全球来看，电网是所有传统行业中连接性最好的一个，其次才是轨道交通。”华为中国智能计算Marketing与产业发展部部长张英梗此前表示。他告诉eo记者，电网是华为物联网战略的“重中之重”，如果能把这张（电力物联）网建好，将为智能制造、轨道交通、金融等领域的技术应用储备能力。

为衔接电力行业开启不久的数字化转型浪潮，华为开始加速布局。此次全联接大会上，华为不仅向全球宣布了“鲲鹏+昇腾”双引擎计算产业战略，还首次发布了电力物联网战略，后者计划打造安全可信的电力物联网框架，同时结合电力业务场景，以泛在互联、智慧驱动和能源生态三个阶段进行演进。

新B端业务的“开放型”试验场

继2018年公布AI战略及全栈解决方案后，华为陆续向市场推出鲲鹏（Kunpeng）、昇腾（Ascend）两大基础芯片族，它们是支撑华为重塑计算产业生态的两大技术底座，也是“备胎计划”的组成部分。

目前华为拥有四大芯片系列。其中，麒麟、巴龙系列是为外界熟知的华为旗下两大芯片品牌，分别是搭载于手机的处理器芯片和基带芯片。正在主推的鲲鹏系列是华为自研的计算机处理器芯片，昇腾系列则主打支持全场景人工智能应用的AI芯片。

新技术需要传统业务场景的验证和再优化，有机生态的形成有赖于行业伙伴的浇灌。华为相关人士多次提到，“我们希望自己变成埋在土地里面的那一部分，上面的枝繁叶茂应该由各个伙伴来参与建设。”得到能源、金融、航空、电信等关键领域和基础部门的支持至关重要。电力行业亟待数字新技术解决固有业务痛点，且对网络安全需求升级。两者跨界深度融合，可以说是各取所需。

始终走在变革前沿的深圳，再度成为首个试验场。

2018年11月，华为与南方电网深圳供电局成立了电力行业首个ICT联合创新实验室。深圳方面的期待是，华为不单单将其作为基础设施的供应区域，还能将深圳作为华为面向电力全行业的实验基地。

一年之后，该ICT联合创新实验室在深圳发布数项孵化成果：鲲鹏处理器生态在电力行业首次应用、昇腾AI处理器架构在全球首次应用、华为物联网端侧技术在全球输变电生产领域的首次应用，以及5G技术在全球电力行业首次成功试点。

面对to B端业务的复杂度（例如电力业务的长链条）、专业性以及场景的碎片化，华为与传统企业的合作方式，正在趋于联合研发、共享成果的模式。张英梗透露，不排除与电网三产单位合作的可能，商业模式是开放的。

国产化需求：相向而行

促成两者深度“牵手”的因素还有一个，就是大国博弈催化下的核心技术安全问题。2018年引发国内芯片领域大震荡的“中兴事件”，在令国内科技巨头们倍感压力，调整供应链策略的同时，也促使电网公司反思网络安全问题。

深圳供电局的一位负责人在2019年9月3日成果发布的媒体会上表示，尽管国内电力主网输变电设备的国产化率已达到99%左右，但电力企业机房数据中心等信息系统设备的国产化率却很低。以深圳供电局IDC（信息数据中心）机房设备的情况为例，其数据库、操作系统、存储、服务器的国产化率均不足20%，CPU（中央处理器）则百分百采购自海外厂家。

据了解，英特尔和AMD两大美国供应商提供的基于X86架构的CPU，在四十年里几乎垄断了电力行业信息系统的处理器供应。这意味着，国内电力企业核心业务的信息系统，均部署在非国产自主研发的生态之上。

很长一段时间，X86架构因其稳定性能和高性价比，成为国内众多大客户的择优选项。然而在大国关系剧烈变化且充满不确定的时代，尤其在美国商务部频频出手将中国科技企业列入“实体清单”的背景下，自主可控的安全考量正在超越其他因素排在首要位置。

全球电力行业已有前车之鉴，委内瑞拉大停电事件的教训犹在耳边。当时委内瑞拉官方观点是，由美国发起的“电磁和网络攻击”所致。无论真实原因如何，对于国民经济基础部门的电力行业来说，信息机房设备的国产替代需求已迅速提上议程。

华为更是处于风浪的中心。

2019年6月24日，华为创始人任正非在接受《金融时报》专访时提到，“按照美国的实体清单，如果我们不能使用美国X86的服务器，在公有云建设上会遇到暂时的困难。”提前布局的鲲鹏生态作为替代选择，正在成为华为“化危为机”的钥匙。

华为人士在多个场合多次强调，“鲲鹏生态不是华为，鲲鹏生态是中国的。”而生态的构建，需要关键行业为国产新产品腾出试错空间。IT技术在得到充分验证为成熟品之前，无法直接用于核心生产部门，以试点和研究的方式率先测试，就需要核心企业提供测试环境。

华为与深圳供电局联手组建的ICT联合创新实验室，提供了一个可供测试的鲲鹏生态全栈（涵盖国产操作系统、CPU、服务器和存储等）软硬件环境，旨在研究从X86架构处理器过渡到鲲鹏处理器生态的业务迁移的可行性。

深圳供电局信息中心主任吕志宁在接受采访时表示，已经充分做好了迎接可能存在的风险的准备，然而在运行时发现华为的鲲鹏处理器运行稳定，目前其技术和性能已经基本达到要求。不过，由于X86架构跟鲲鹏架构还需要做一定的适配迁移，目前正在研究和验证X86架构向鲲鹏架构的业务迁移，最终希望实现电力IDC软硬件资源全栈国产化。

深圳供电局相关人士在发布会上表示，目前已经搭建了测试环境以及相关的评估模型。XTR（首个电力业务XTR应用业务验证平台）已经通过了测试。后续会根据进一步测试的情况，以及电力设备的投资计划，逐步做适配迁移。

通过与深圳的合作，华为旗下鲲鹏CPU、泰山服务器、高斯数据库、欧拉操作系统（已宣布年底开源）和Oceanstor存储等全栈产品，实现首在电力行业部署并成功验证其稳定性。

科技巨头与传统行业携手的案例并非孤例。阿里巴巴在杭州与电力公司也有类似合作。不只是华为，深圳供电局与腾讯、科大讯飞的联合实验室也在筹备酝酿当中，接下来将在大数据分析、语音识别等领域推进合作。

问题导向下的数字化应用

双方协作除了战略因素驱动外，技术与应用场景的契合同样重要。华为发力计算产业战略，正是为了抢滩未来智能社会对算力市场的爆发式需求；电网企业的差异化优势则在于层次丰富的业务应用场景，以及由此沉淀下来的海量数据。

从深圳到北京的距离是2500公里——这也是深圳供电局一年下来巡线行走路程。传统巡检方式靠人工用脚步丈量，一方面巡检周期过长；另一方面在恶劣天气或极端环境，人工操作存在危险性。

无人机巡检是替代传统人工巡检的改进方法，可以省去人工登塔环节，降低现场工作强度。据深圳供电局输电管理所相关人士介绍，“以机代人”发现的缺陷数量是传统方式的2-3倍。不过单纯依靠无人机巡检，依旧存在短板。

据了解，一个电力巡检工平均一天，用无人机可以巡视30个基塔，拍下300张左右的图片。但飞行结束后，需要继续花上数个小时从中筛选查找缺陷图片，并在走廊密集、同塔多回的复杂情况下对应到具体线路。这同样是一场人力消耗。

2018年，席卷华南的台风“山竹”带来了转变契机。当台风突袭时，人工和无人机均无法在户外完成巡检操作，但由于部分杆塔安装了视频装置，就可以在室内透过视频判断现场形势。正因为看到了实时监控在应对突发情况的紧要，深圳决定将视频装置覆盖整座城市的输电线路。

但新问题又随之而来。

塔杆上视频在线监测是24小时运转，在多数安然无恙的时间段里为无效视频，全部实时回传会占用不必要的资源。如果安装能实现前端识别的芯片，就地先行识别出设备本体缺陷和外部干扰（异物入侵、施工破坏等），并进行自动报警并将数据回到后台。不仅能减少宽带和内存的占用，还可以极大程度提升响应速度。

“但是，当时市场上的芯片的运算能力达不到我们的要求，我们就想和华为合作，开发一款功率低，运算能力又满足我们视频需求的芯片。”深圳供电局输电管理所副主任魏前虎告诉记者。

为此，深圳供电局自研算法与华为昇腾AI处理器结合，共同研制了华为AI加速模块的视频在线监测装置。这是全球电力行业首例自研AI算法与昇腾AI处理器的研究和应用。深圳供电局已接近安装两千台在线监测装置，以实现深圳输电线路通道走廊全覆盖（以塔杆500米辐射范围为标准安装一套）。

电力专用芯片对于可靠性有着严苛要求。华为相关人士表示，对此进行了高低温、振动等测试，工作温度按照低至-25℃、高至+80℃的标准进行。“按照军工标准打造相关工作环境指标，完全符合电力行业户外需要的电磁环境。”

与深圳供电局在输变电领域的AI合作案例中，华为提供了昇腾AI处理器在边缘侧的算力支撑；用于深度学习训练的数据样本（历史图片缺陷等），来自深圳供电局输电管理所的历年积累；算法则由深圳供电局信息中心自主研发。

过去人工巡检20天的工作量，在AI边缘侧视频巡检的加持下，压缩到2小时就能完成。接下来，数据样本将不断滚动更新，“让机器读懂缺陷”的训练将持续，算法也会不断迭代。

此外，过去不同品牌的在线监测设备、架构不同，与信息部门的架构存在差异，会产生信息孤岛，数据回传有一定难度，甚至部分小厂家已经不再运行，导致运维成本庞大。物联网端侧技术提供的多种通信方式和边缘计算设备，还可以解决多元异构数据的标准化采集渠道问题。

按照设想，传统的巡检班组可能会逐渐进阶出现数据工程师、安全工程师、智能操作等岗位。与此同时，未来通过物联网平台还可以链接到设备全生命周期资产管理，并能看设备投运时间以及缺陷历史等关联信息。

华为全国产5G架构也首次在电网调度领域完成5G差动保护和三遥业务试点。通常来说，电网对于延时要求保持在300毫秒以内，但高电能质量要求需要保持在50毫秒以内。而差动保护是城市电网最高级别的保护措施，对通信要求异常严格。

在被称为“最后一公里”的配网端铺设有线光纤成本过高，无线传输成为更具经济性的选项。5G切片技术在电力领域的可靠性如何，是业内颇为关心的问题。此番华为与深圳供电局的试点验证，也为业内对5G 的应用前景注入更多信心。

ICT X 电网：磨合期渐过

迭代迅速的数字技术与厚重的传统业务如何融合，向来是难点所在。专业领域和工种间的巨大差异，极可能会形成一道认知鸿沟，但这并非不可跨越。华为也不可避免地遇到了这一难题，并与电网走过了一段并不容易的磨合时光。

“坦率说，非常痛苦。”张英梗说。

2011年，他从华为的研发岗转向市场岗，接触的第一个垂直领域便是电力行业。时至今日，张英梗还清晰地记得早期一次向深圳供电局调度专家做项目汇报时的情景。当时他在汇报材料的第一页，写着相关技术具备“电信级可靠”。没想到得到来自对方的回应是，“电信级可靠在电力行业就是不可靠”。

回过头来不难理解，工商业、居民对电信业务中断时间的接受度超过供电业务，电网对可靠性要求自然高于电信。但彼时这句话，令初次切换领域的张英梗颇为触动，也意识到电网业务的特殊性和严苛性。在后来的五年中，由于对电力业务不熟悉，对输变电业务痛点的不甚了解，张英梗度过了一段迷茫的时期。

转折发生在五年后，地点还是深圳。

2016年1月4日，华为高层与来自电力界的14位行业专家，在深圳举行了一次座谈会。这次坦诚的交流，让华为真正了解到电网业务的内核需求所在，由此也开启华为在ICT领域与电力企业的诸多数字化合作项目。与不少to C端互联网企业相比，凭借在通信领域的积累有更为丰富的to B经验，华为判断，最为艰难的磨合期已经度过。

除ICT企业在向传统行业专业知识和业务需求靠拢外，电网的思维方式与交流碰撞方向也在发生变化。过去，法国电力、东京电力、香港中电这类一流电力公司是电力企业的对标系。现在，电力行业之外，银行、电信、ICT等其他领域，也正在成为电网寻找“灵感”的“宝地”。

“今天所有（与深圳）的示范，都会促进全球电力行业的发展。”张英梗说。