電力通信發(fā)展的回顧及展望

1、電力通信開(kāi)展的回憶與展望省沂南縣供電公司滕曉輝摘 要 :闡述了電力通信的概念，回憶了電力通信的開(kāi)展簡(jiǎn)史，提供了電力通信裝備的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)字，分析了 20 世紀(jì)末電力通信開(kāi)展的主要特征和驅(qū)動(dòng)因素， 研究探討了新世紀(jì)初電力通信的兩個(gè)主要任務(wù) 開(kāi)展專 用通信和開(kāi)拓外部市場(chǎng)以及電力專用通信的技術(shù)開(kāi)展問(wèn)題。1 電力通信的概念、涵及開(kāi)展沿革1.1 概念 探討電力通信的涵問(wèn)題，必然涉及電力通信的一些根本概念，如電力系統(tǒng)通信、電力專用通信、系統(tǒng)通信、 廠站通信等。電力系統(tǒng)通信的一般定義是：利用有線電、無(wú)線電、光或其他電磁系統(tǒng)，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行、經(jīng)營(yíng)和管理等 活動(dòng)中需要的各種符號(hào)、信號(hào)、文字、圖像、聲音或任何性質(zhì)的

2、信息進(jìn)展傳輸與交換，滿足電力系統(tǒng)要求 的專用通信。按照上述定義， 電力系統(tǒng)通信即為 “電力專用通信。 電力專用通信按通信區(qū)域圍不同， 分為“系統(tǒng)通信 和"廠站通信"兩大類。 系統(tǒng)通信也稱站間通信 inter-station communicati on，主要提供發(fā)電廠、變電所、調(diào)度所、公司本部等單位相互之間的通信連接，滿足生產(chǎn)和管理等方 面的通信要求。廠站通信又稱站通信intra stationcommunication, 其圍為發(fā)電廠或變電站，與系統(tǒng)通信之間有互連接口，主要任務(wù)是滿足廠站部生產(chǎn)活動(dòng)的各種通信需要， 對(duì)抗干擾能力、通信覆蓋能力、通信系統(tǒng)可靠性等也有一些特殊的

3、要求。狹義的電力系統(tǒng)通信僅指系統(tǒng)通信， 不包括廠站通信。 廣義的電力系統(tǒng)通信那么包括系統(tǒng)通信和廠站通信。 為防止混淆，通常把廣義的電力系統(tǒng)通信稱為“電力通信，其含義不僅包括系統(tǒng)通信和廠站通信這兩類 專用通信，也泛指利用電力系統(tǒng)的通信資源提供的各種通信。如果不涉及社會(huì)公眾電信市場(chǎng)，電力通信與 電力系統(tǒng)通信、電力專用通信同義。1.2 開(kāi)展沿革在我國(guó)，電力系統(tǒng)通信已有近 60年的歷史。早期的電力系統(tǒng)規(guī)模不大，采用電力線載波、架空明線或電纜 等通信方式，即可滿足調(diào)度指揮和事故處理的需要。隨著電力負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)，小的分散的電力系統(tǒng)逐步 連接成較大的電力系統(tǒng)， 單靠指揮運(yùn)行已不能滿足平安供電的要求。 20

4、 世紀(jì) 60年代， 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)有 了新的開(kāi)展并開(kāi)場(chǎng)大規(guī)模應(yīng)用，對(duì)通信的通道容量、傳輸質(zhì)量和可靠性提出了更高的要求，因此開(kāi)場(chǎng)采用 微波、特高頻、同軸電纜多路載波等多種通信方式，連同原有的電力線載波和其他有線通信，組成了適應(yīng) 電力系統(tǒng)圍和要求的專用通信網(wǎng)， 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和通道容量均有了很大開(kāi)展。20 世紀(jì) 80年代， 我國(guó)電力系統(tǒng)不斷擴(kuò)大，調(diào)度管理更加復(fù)雜，迫切要現(xiàn)以電子計(jì)算機(jī)為根底的調(diào)度自動(dòng)化，對(duì)通信提出了新的要求。與此 同時(shí)，通信技術(shù)的開(kāi)展也開(kāi)場(chǎng)突飛猛進(jìn)，數(shù)字微波、衛(wèi)星通信、光纖通信、程控交換等現(xiàn)代通信技術(shù)相繼 引入并得到廣泛采用。 1980年至數(shù)字微波電路建成投運(yùn)，1982年衛(wèi)星通信開(kāi)場(chǎng)在

5、我國(guó)電力系統(tǒng)應(yīng)用， 1985年我國(guó)電力系統(tǒng)第一臺(tái)數(shù)字程控交換機(jī)投運(yùn)，當(dāng)時(shí)在國(guó)都處于領(lǐng)先地位。到1993年，我國(guó)電力通信網(wǎng)已形成了連接至各省、 自治區(qū)和直轄市的覆蓋圍和較強(qiáng)的通信能力。 20 世紀(jì) 90年代中后期， 架空地線復(fù)合光纜OPGW、全介質(zhì)自承式光纜ADSS丨等電力通信特種光纜技術(shù)趨于成熟并得到廣泛應(yīng)用，交換、 分組交換、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN、異步轉(zhuǎn)移模式ATM、會(huì)議、會(huì)議電視等通信業(yè)務(wù)網(wǎng)也有了很大 的開(kāi)展。從世界圍看，各國(guó)電力系統(tǒng)通信的開(kāi)展過(guò)程根本相似，傳輸技術(shù)的開(kāi)展大致都經(jīng)歷了電力線載波、微波、 光纖等幾個(gè)階段。電力線載波通信的研究和應(yīng)用始于 20 世紀(jì) 20年代初期，從 20世紀(jì) 50

6、年代開(kāi)場(chǎng)逐步采用微波中繼通信，到 20 世紀(jì) 80年代電力系統(tǒng)特有的架空地線復(fù)合光纜等光纖通信技術(shù)開(kāi)場(chǎng)出現(xiàn)，20 世紀(jì)末已在世界上許多國(guó)家的電力系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。通信方式也從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線開(kāi)展到了交換式網(wǎng)絡(luò)。1.3 最近 10 年中的變化在 20 世紀(jì)的最后 10 年中，世界上許多國(guó)家的電力公司都目睹了電力通信的飛速開(kāi)展和巨大變化，電力通 信得到史無(wú)前例的大開(kāi)展，成為這 10 年中的一個(gè)普遍現(xiàn)象。這一普遍現(xiàn)象呈現(xiàn)兩大特征：一是電力專用通 信裝備水平和效勞質(zhì)量大幅度提高，為電力系統(tǒng)平安、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了更加可靠的保障；二是充分 利用電力系統(tǒng)資源優(yōu)勢(shì)和電力通信充裕能力，參與社會(huì)電信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)

7、成為國(guó)際上電力公司的普遍趨 勢(shì)。中國(guó)電力通信作為世界電力通信大家庭中的一員，同樣經(jīng)歷了前所未有的迅速開(kāi)展和巨大變化，尤其是在裝備水平和效勞質(zhì)量方面。截止到1999年年底，電力通信網(wǎng)數(shù)字微波電路總長(zhǎng)度約為73 000 km,微波站總數(shù)3 200多個(gè)；220 kV及以上電力線載波機(jī)總數(shù)8 300余臺(tái)，話路公里數(shù)約為 340 000 km; 110kV及以下電力線載波機(jī)總數(shù) 10 000多臺(tái)，話路公里數(shù)約為 224 000 km;光纜總長(zhǎng)16 000多km,其 中ADSS約 4 100 km,OPGW約 2 000 km,纏繞光纜約 600 km;交換機(jī)總?cè)萘考s 200萬(wàn)門(mén)；衛(wèi) 星地球站42座；在1

8、0多個(gè)城市建成了 800 MHz集群移動(dòng)通信系統(tǒng)，此外還有一些150 MHz和450 MHz頻段的常規(guī)無(wú)線通信系統(tǒng)及電纜載波、明線載波、音頻電纜、普通光纜等。除上述已建成通信設(shè)施外， 1999年年底以來(lái)，電力通信網(wǎng)已開(kāi)工建立了數(shù)字微波電路約10 000km，光纜線路約 20 000 km其中OPGW和ADSS各占約 50%。電力通信開(kāi)展規(guī)劃也正在制訂中。從總體上看，我國(guó)電力通信的開(kāi)展，正在朝著既能表達(dá)出中國(guó)特色又不隔絕于世界潮流的方向前進(jìn)。2 新時(shí)期電力通信的主要任務(wù) 20世紀(jì)的經(jīng)歷告訴我們：技術(shù)進(jìn)步、體制改革和市場(chǎng)需決定電力通信開(kāi)展的3個(gè)根本因素。在新世紀(jì)初，通信技術(shù)仍在不斷進(jìn)步，電力和電信

9、體制改革仍在逐步深化，市場(chǎng)需求仍在繼續(xù)增長(zhǎng)，因此，電力通信的 開(kāi)展是歷史的必然，關(guān)鍵在于我們?nèi)绾稳グ盐遮厔?shì)，抓住機(jī)遇，克制困難，迎接挑戰(zhàn)。從開(kāi)展的眼光來(lái)看， 20世紀(jì)最后 10年中電力通信開(kāi)展變化的兩大特征， 實(shí)際上也反映了新時(shí)期電力通信的 兩個(gè)主要任務(wù)：一方面要繼續(xù)完善和提高電力專用通信，為電力系統(tǒng)平安、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供更加可靠 的保障； 另一方面要更加充分地利用電力設(shè)施資源優(yōu)勢(shì)和電力通信充裕能力，形成和擴(kuò)大新的價(jià)值增長(zhǎng)點(diǎn)，以保持電力通信開(kāi)展后勁和提高電力主業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。2.1 開(kāi)展專用通信 20世紀(jì)后期的歷史經(jīng)歷告訴我們：隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、電力市場(chǎng)的逐步建立以及用戶對(duì)供電質(zhì)量要 求的

10、提高，電力系統(tǒng)對(duì)信息通信的要求越來(lái)越高，依賴性越來(lái)越強(qiáng)。盡管由于電信業(yè)的開(kāi)展，傳統(tǒng)的電力 通信部市場(chǎng)中的局部業(yè)務(wù)將面臨外部競(jìng)爭(zhēng)，但是，電力專用通信的核心業(yè)務(wù)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間仍將只能由電 力通信機(jī)構(gòu)來(lái)提供，公眾電信和專用通信兩者差異的完全消失還遠(yuǎn)非事實(shí)。因此，在21 世紀(jì)初和今后一段時(shí)間，電力通信的部專用通信，只能加強(qiáng)，不能削弱。隨著時(shí)代的開(kāi)展和技術(shù)的進(jìn)步，電力專用通信的開(kāi)展面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。這種風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)主要表達(dá)在 兩個(gè)方面。首先，電力專用通信的主要特點(diǎn)是對(duì)通信質(zhì)量尤其是穩(wěn)定可靠可用性方面的要求很高，但業(yè)務(wù)量相對(duì)較小，如果單純從業(yè)務(wù)量需求來(lái)考慮，傳輸容量為2.5 Gbit/s的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)足以應(yīng)

11、付，而現(xiàn)代通信技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì)那么是容量超大規(guī)?；瑔卫w容量即可高達(dá)Tbit/s級(jí)，兩者的差距帶來(lái)了一系列的矛 盾和問(wèn)題。為了保證可靠，應(yīng)當(dāng)采用先進(jìn)技術(shù)，但是先進(jìn)的裝備多數(shù)都是大容量的，用于專用通信時(shí)充裕 容量沉積很大，形成電力通信風(fēng)險(xiǎn)分析與管理中所謂“過(guò)投入"overlnvestment丨問(wèn) 題。反之，如果想不跟潮流、容量及性能夠用即可，也會(huì)遇到一系列新問(wèn)題，如中小容量的通用設(shè)備供給 者寥寥，專用產(chǎn)品因?yàn)樯a(chǎn)批量小而價(jià)格極高，產(chǎn)品很快被淘汰后技術(shù)支持和備品備件采購(gòu)困難等，反過(guò) 來(lái)又會(huì)影響通信可靠性、實(shí)用性和投資效益，造成所謂“欠投入"underlnvestment 問(wèn)題和風(fēng)

12、險(xiǎn)。相比之下，后者的危害和風(fēng)險(xiǎn)更大，因?yàn)榍罢叩闹饕獑?wèn)題是經(jīng)濟(jì)性差，而后者那么是可用性 和平安性的問(wèn)題。為了保證滿足電力系統(tǒng)特殊需要，電力公司不得不對(duì)電力專用通信進(jìn)展持續(xù)不斷的、高額的“過(guò)投入。 第二，隨著電力工業(yè)構(gòu)造調(diào)整和管理體制改革的不斷深入，電力企業(yè)重組后規(guī)模和職能發(fā)生變化，控制本 錢(qián)、降低電價(jià)的壓力越來(lái)越大，一些功能單一、規(guī)模較小的電力公司可能不再具有以往“垂直一體化"Verticallyintegrated大公司那樣對(duì)電力專用通信持續(xù)高額投入的能力，對(duì)ov erinvestment心有余而力缺乏，但是減少對(duì)通信的投入又將面臨under inves tment的巨大風(fēng)險(xiǎn)，影響其

13、主業(yè)的生產(chǎn)平安和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與生存能力，由此而陷入進(jìn)退兩難的境地。 從以上分析可以得出兩點(diǎn)結(jié)論： 第一，電力工業(yè)離不開(kāi)電力通信，電力通信為電力工業(yè)提供優(yōu)質(zhì)可靠的專用通信，責(zé)無(wú)旁貸，應(yīng)當(dāng)作為電 力通信開(kāi)展的首要目標(biāo)。第二，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展，已經(jīng)并將繼續(xù)給傳統(tǒng)的電力通信生存方式帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，尋找新的出路既是 電力通信開(kāi)展的需要，也是電力公司主業(yè)的需要，在更廣泛的意義上講，也是國(guó)家利益的需要。2.2 開(kāi)拓外部市場(chǎng) 電力通信要積極開(kāi)拓外部市場(chǎng)，不僅是必要的，也是可能的。 必要性方面，走出去不僅僅是通信專業(yè)開(kāi)展的需要，也是電力工業(yè)開(kāi)展的整體需要；不僅僅是受外部市場(chǎng) 利益的拉動(dòng)， 更多的是受部環(huán)境和矛盾開(kāi)展

14、變化的推動(dòng)。 電力通信要安康開(kāi)展， 必須尋找新的出路和支點(diǎn)， 傳統(tǒng)的閉門(mén)開(kāi)展模式遲早將走入死胡同?？赡苄苑矫妫娦朋w制改革和市場(chǎng)逐步開(kāi)放，為電力通信的開(kāi)展創(chuàng)造了必要的外部條件。從部的主、客觀 條件看，國(guó)家電力公司高度重視電力工業(yè)信息化的開(kāi)展包括生產(chǎn)控制自動(dòng)化和企業(yè)管理現(xiàn)代化，高度 重視電力通信在電力工業(yè)信息化進(jìn)程中的根底和主導(dǎo)作用，高度重視利用電力系統(tǒng)特殊優(yōu)勢(shì)為國(guó)家現(xiàn)代化 與信息化奉獻(xiàn)力量。電力系統(tǒng)除了有局部充裕容量可直接用于對(duì)外效勞，還有將特殊資源潛力挖掘出來(lái)用于開(kāi)展通信的優(yōu)勢(shì)。 在長(zhǎng)途網(wǎng)方面，全國(guó)有 220 kV及以上的輸電線路近 15萬(wàn)km， 2005年預(yù)計(jì)到達(dá)21萬(wàn)km，運(yùn)用電力特 種

15、光纜的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)技術(shù)，可將其復(fù)用為光纜路由資源。在本地網(wǎng)方面，電力系統(tǒng)擁有大量的電力 管道溝道、隧道、桿塔以及光纖等直接或間接的電信根底元素，有較好的機(jī)房等根底設(shè)施和可靠的電 源。在接入網(wǎng)方面，低壓配電線路遍布城鄉(xiāng)各個(gè)角落，利用電力線傳送高速數(shù)據(jù)的技術(shù)正在試驗(yàn)并逐步走 向成熟?？傊?，開(kāi)拓外部市場(chǎng)，是電力通信開(kāi)展中的一個(gè)重大問(wèn)題，不僅關(guān)系到電力專用通信能否安康地開(kāi)展和生 存，也關(guān)系到電網(wǎng)的平安與穩(wěn)定能否得到效的保證。因此，為電力通信開(kāi)展創(chuàng)造良好的環(huán)境和條件，促進(jìn) 電力通信安康開(kāi)展，保障電網(wǎng)供電優(yōu)質(zhì)平安，同時(shí)充分利用好電力系統(tǒng)的潛在資源，不僅是電力部門(mén)義不 容辭的責(zé)任，也是國(guó)家的責(zé)任。作為電

16、力通信部門(mén)，更應(yīng)積極努力，銳意改革，在國(guó)家有關(guān)主管部門(mén)和國(guó)家電力公司的支持、指導(dǎo)和幫助 下，解決好中國(guó)電力通信作為電信經(jīng)營(yíng)企業(yè)所必須解決的資本構(gòu)造、組織體系、經(jīng)營(yíng)實(shí)力三大問(wèn)題和市場(chǎng) 準(zhǔn)入問(wèn)題， 發(fā)揮長(zhǎng)期從事高可靠專用通信運(yùn)行管理經(jīng)歷優(yōu)勢(shì)和電力系統(tǒng)可用資源優(yōu)勢(shì)，塑造“電通品牌。在企業(yè)開(kāi)展戰(zhàn)略方面，可按充裕能力消化、邊際本錢(qián)運(yùn)營(yíng)、全面商業(yè)運(yùn)營(yíng)等方式，視政策環(huán)境和外部條件 情況，分步前進(jìn)或一步到位。3 電力專用通信的技術(shù)開(kāi)展問(wèn)題3.1 總體思路 從計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的融合以及專用通信的特點(diǎn)可以看出，專用通信網(wǎng)的最終開(kāi)展目標(biāo)將是廣義的信息系 統(tǒng)。ITU將“演進(jìn)環(huán)境中的電信體系構(gòu)造"TAEE修改

17、為“信息通信體系構(gòu)造"ICA，以 及在過(guò)去相對(duì)獨(dú)立的信息技術(shù)IT和通信兩個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)在越來(lái)越頻繁地共同使用“ICT"信息通 信技術(shù)等，也從某個(gè)側(cè)面反映了上述趨勢(shì)。筆者在不同場(chǎng)合屢次提出，電力專用通信網(wǎng)的最終開(kāi)展目標(biāo) 是國(guó)家電力信息根底設(shè)施SPII，更準(zhǔn)確地說(shuō)，是SPI I的信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。這是實(shí)現(xiàn)電力工 業(yè)信息化包括生產(chǎn)控制自動(dòng)化和企業(yè)管理現(xiàn)代化的物質(zhì)根底。參照國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)和信息通信業(yè)界的根 本共識(shí)，SPI I主要應(yīng)由三大局部組成：信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)和各種信息資源。信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)不僅僅只是傳輸，而是可以進(jìn)一步縱向分層、橫向切塊、包含信息傳遞多種功能的綜合

18、體。 計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)既可以是單點(diǎn)設(shè)置的，也可以是建立在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)根底上的，局域、城域或廣域圍互連的、 多點(diǎn)分布的邏輯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。信息資源既有某個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)專用的，也有多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)甚至所有應(yīng)用系統(tǒng)公用 的°SPII開(kāi)展中需要解決的重大問(wèn)題主要有3個(gè)：帶寬瓶頸、網(wǎng)絡(luò)平安和信息應(yīng)用。在電力工業(yè)信息化進(jìn)程中，電力通信的主要任務(wù)將是：建立信息通信網(wǎng)絡(luò)，為各專業(yè)、各部門(mén)提供公共平 臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)效勞，其中對(duì)不同性質(zhì)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可以有不同的效勞質(zhì)量和優(yōu)先等級(jí)；建立與電力通信業(yè) 務(wù)管理有關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，如通信監(jiān)控與網(wǎng)管系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與通信企業(yè)管理信息系統(tǒng)、資費(fèi)管理系 統(tǒng)、客戶效勞系統(tǒng)等；開(kāi)發(fā)和維護(hù)與電力

19、通信相關(guān)的信息資源，如號(hào)簿資源、客戶信息資源等。電力通信在電力工業(yè)信息化中擔(dān)當(dāng)根底和主導(dǎo)作用是技術(shù)和歷史開(kāi)展的必然結(jié)果，這并不意味電力通信要 包攬一切，恰恰相反，信息時(shí)代的電力通信更要順應(yīng)時(shí)代潮流，滿足各方需求，尤其是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系 統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)等主要應(yīng)用系統(tǒng)的需求，擺正自己在信息通信生產(chǎn)價(jià)值鏈上的位置，追求雙贏甚至多贏，實(shí)現(xiàn)整體利益最大化。3.2網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) 在平臺(tái)技術(shù)的選擇方面，主要的制約因素是遠(yuǎn)方保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)中的遙控遙調(diào)等關(guān)鍵業(yè)務(wù)，另外，最近幾年中， 遠(yuǎn)動(dòng)方面的局域網(wǎng)遠(yuǎn)程延伸，平安自動(dòng)裝置的多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)分布式網(wǎng)絡(luò)，電力市場(chǎng)支持系統(tǒng)中和非、EtoE和E to C等各種子系統(tǒng)的投入等，都對(duì)電力通

20、信技術(shù)演進(jìn)方向產(chǎn)生了影響。由于電力通信業(yè)務(wù)的多 樣性和技術(shù)要求特點(diǎn)的差異性，有些特殊業(yè)務(wù)需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)底層直接承載，有些業(yè)務(wù)可以集中到上層的I P,而另外一些業(yè)務(wù)那么需要利用中間的某一層ATM或SDH，因此，那種認(rèn)為電力通信網(wǎng)也應(yīng)該 像公網(wǎng)一樣直接IPover DWDM，實(shí)現(xiàn)“扁平化"的觀點(diǎn)，是不符合電力系統(tǒng)的實(shí)際的。國(guó)際上電力通信界目前占主導(dǎo)地位的趨向是在某個(gè)局部采用最適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，組成子網(wǎng)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連1nter-networking丨技術(shù)形成整體網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。問(wèn)題是怎樣確定這些局部區(qū)域的劃分才能使 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)既具有最大的靈活性和局部?jī)?yōu)化的性能，又能保證最大的有效性和互連性能。根據(jù)

21、電力通信開(kāi)展的總趨勢(shì)和資源優(yōu)勢(shì)的分布，寬帶城域網(wǎng)的開(kāi)展將會(huì)成為繼長(zhǎng)途光纜干線和高速?gòu)V域網(wǎng) 建立之后的一個(gè)新的熱點(diǎn)，其中，直接架構(gòu)于DWDM光通信網(wǎng)上的千兆以太網(wǎng)和萬(wàn)兆以太網(wǎng)正在成為寬 帶城域網(wǎng)的主流。以太網(wǎng)技術(shù)由局域網(wǎng)向城域網(wǎng)延伸的趨勢(shì)，值得引起特別注意，電力通信企業(yè)應(yīng)當(dāng)大力 加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的培訓(xùn)和研究，以適應(yīng)形勢(shì)和事業(yè)開(kāi)展的需要。3.3傳輸技術(shù) 傳輸技術(shù)方面，電力特殊光纜技術(shù)將越來(lái)越成熟，應(yīng)用將越來(lái)越普及。主要應(yīng)當(dāng)關(guān)注的問(wèn)題如下。1工程設(shè)計(jì)和光纜選型問(wèn)題。電力特殊光纜工程設(shè)計(jì)，概括起來(lái)是要解決好4個(gè)方面的問(wèn)題：電氣、機(jī)械包括力學(xué)、纖芯和電子設(shè)備問(wèn)題，具體到每一種光纜，這些問(wèn)題的特征也

22、多少有些差異。需要特別指 出的是，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于纖芯制造和成纜工藝的研究和了解，纖芯種類的選擇是本錢(qián)、性能、市場(chǎng)等諸多因 素的綜合權(quán)衡，但是，選定的種類如G.652或G. 655中，不同廠家的不同制造工藝制棒、拉絲、分色、阻水措施等將直接或間接地影響光纜的壽命，因此，決不可簡(jiǎn)單地認(rèn)為只要符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)選哪個(gè) 都一樣。當(dāng)然，科學(xué)的選擇需要科學(xué)的組織和科學(xué)的手段。此外，應(yīng)當(dāng)關(guān)注和研究金屬鎧裝自承式光纜MASS丨的應(yīng)用問(wèn)題，MASS的構(gòu)造與OPGW類似，但由于不需要承載短路電流，設(shè)計(jì)問(wèn)題比擬簡(jiǎn)單， 與ADSS相比也有不少優(yōu)點(diǎn)，如果電能損耗和平安距離等問(wèn)題解決得好，有可能成為一種值得推廣的新 方式。2特殊

23、光纜施工新技術(shù)。例如將地線更換為OPGW的帶電施工技術(shù)，ADSS的施工防護(hù)和監(jiān)視技術(shù)等。掌握更全面的施工技術(shù)可以增強(qiáng)通信開(kāi)展的靈活性，減少相互制約。3特殊光纜維護(hù)和搶修技術(shù)。由于網(wǎng)架完善需要投資和時(shí)間，特殊光纜一般都承當(dāng)重任，一旦出現(xiàn)問(wèn)題， 可能會(huì)造成通信大動(dòng)脈中斷，而且也難以停電檢修，因此其平安性問(wèn)題應(yīng)當(dāng)引起高度重視。主要的預(yù)防措 施可包括：加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)和進(jìn)網(wǎng)管理；加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量管理；加強(qiáng)工程驗(yàn)收和技術(shù)檔案管理； 加強(qiáng)預(yù)防性維護(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、定期巡視及對(duì)照原始檔案分析比擬；加強(qiáng)光纜糾正性維護(hù)事故搶修的策 略、技術(shù)、材料、工具等方面的研究和落實(shí)。目前，國(guó)際上已經(jīng)有了電力特種光纜的維護(hù)和

24、搶修技術(shù)導(dǎo) 那么，加上高壓線路相對(duì)來(lái)說(shuō)平安系數(shù)很高，因此，關(guān)注這一問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)意義是如何更好地滿足電力系統(tǒng) 非常嚴(yán)格的可靠性要求，對(duì)于一般工業(yè)用途和民用通信來(lái)講，是完全不成問(wèn)題的。3.4 接入技術(shù) 接入網(wǎng)在現(xiàn)代通信網(wǎng)中占有越來(lái)越重要的地位。在電力系統(tǒng)，過(guò)去主要集中精力于解決發(fā)電、輸電、變電 所需的通信問(wèn)題，由于用戶面較窄，接入問(wèn)題不突出。現(xiàn)在，隨著城市電網(wǎng)改造和用戶要求的提高，解決 配電網(wǎng)的通信問(wèn)題已經(jīng)成為電力通信建立的重點(diǎn)之一。除了采用光纜外，電力通信接入網(wǎng)方面目前世界各國(guó)電力公司和相關(guān)設(shè)備制造廠商都在積極探索研究利用 已有電力線路作為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)高速信息通信。其中包含兩個(gè)大的分支，一個(gè)是面

25、向配電網(wǎng)自動(dòng)化的， 國(guó)外一般稱為DLC配電線路載波；另一個(gè)是面向進(jìn)戶線路和戶線路的，在美國(guó)稱為PLT電力線 路通信。這兩者的差異不僅在于使用對(duì)象不同，技術(shù)特征也有所不同，如速率要求、線路條件、線路共 享方式和用戶密度等。PLT由于涉及面廣，受到很多人的關(guān)注。它是220/ 380V線路上的高速通信，包括作為接入網(wǎng)末段配電變壓器至責(zé)任分界點(diǎn)和作為用戶住地網(wǎng)CPN，也叫家庭網(wǎng)HN兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。基于PLT的CPN,主要可用于戶多臺(tái)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)、智能家用電器控制、電力增值效勞、終端設(shè)備靈活接入等。目前，國(guó)際上有多個(gè)機(jī)構(gòu)行業(yè)協(xié)會(huì)、標(biāo)準(zhǔn)組織、專業(yè)論壇等在開(kāi)展這方面的研究和推廣工作，許多國(guó)際知名的通信及計(jì)算機(jī)設(shè)

26、備制造企業(yè)都積極參與。據(jù)報(bào)道，國(guó)外已有多家公司實(shí)際演示或宣布推出了2 Mbit/s及以上速率的室電力線通信產(chǎn)品，如加拿大Cogency公司25 Mbit/s 4 20 MHz、美國(guó) Intellon 公司 14 Mbit/s 3.5 16.5 MHz、以色列 Itran 公司 1 2 Mbit/s 4 20 MHz、美國(guó) Enikia 公司10 Mbit/s、美國(guó) Inari 公司2Mbit/s、瑞士Ascom公司2 Mbit/s丨等。一些電力公司也正在進(jìn)展一定規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。在我國(guó)，低速率DLC和PLT接入網(wǎng)末段及CPN產(chǎn)品早已出現(xiàn)，也有一些應(yīng)用。國(guó)家電力 公司目前正在組織進(jìn)展高速產(chǎn)品的研究

27、和開(kāi)發(fā)，主要包括 3個(gè)方面：一是針對(duì)我國(guó)電網(wǎng)具體情況進(jìn)展傳輸 特性測(cè)試與建模；二是有關(guān)適合電力線路通信特點(diǎn)的新型調(diào)制方式、編碼方式等抗干擾措施的根底研究； 三是自行研制開(kāi)發(fā)，或?qū)?guó)外專業(yè)廠商生產(chǎn)的器件特性進(jìn)展研究和測(cè)試，選擇性能價(jià)格比最正確者進(jìn)展系 統(tǒng)集成和國(guó)配套，形成實(shí)用化產(chǎn)品。4 完畢語(yǔ)本文參考資料來(lái)源主要有 4 類：一是國(guó)家電力公司總經(jīng)理高嚴(yán)同志在國(guó)家電力公司 2001 年工作會(huì)議上的報(bào) 告，二是 ?中國(guó)電力百科全書(shū) ?第一版和第二版，三是相關(guān)及媒體，四是本人過(guò)去發(fā)表的學(xué)術(shù)論文。由 于水平有限，無(wú)論對(duì)領(lǐng)導(dǎo)講話和文獻(xiàn)資料的理解，還是作為個(gè)人意見(jiàn)發(fā)表的觀點(diǎn)，都不可防止存在局限性 甚至錯(cuò)誤，歡

28、送批評(píng)指正。撰寫(xiě)此文的目的只是參與討論，拋磚引玉，共同推進(jìn)21 世紀(jì)專用通信特別是電力通信的開(kāi)展。摘 要：針對(duì)目前電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域廣泛使用的遠(yuǎn)動(dòng)串口通信模式，分析了 遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋匾约捌湟嫣帲?研究了遠(yuǎn)動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò)通信模式和技術(shù)方 案，并討論了通信模式中的技術(shù)問(wèn)題，如以太網(wǎng)技術(shù)、 TCP/IP 協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)通信 中的技術(shù)問(wèn)題。最后指出了網(wǎng)絡(luò)傳輸必將成為遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_(kāi)展方向。關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)動(dòng)通信；TCP/IP協(xié)議；IEC60870協(xié)議1 引言目前我國(guó)電力自動(dòng)化系統(tǒng)中普遍采用基于電路交換方式、獨(dú)立占用 64kbit/s 的低速通道進(jìn)展串口通信。 但這種通信方式還不是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必

29、須 具備對(duì)等方式，即各個(gè)通信端都是平等的，不存在主從關(guān)系。隨著全國(guó)電網(wǎng)的連通， 迫切需要遠(yuǎn)動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸以及建立基于廣域網(wǎng)的 大電網(wǎng)系統(tǒng)， 解決遠(yuǎn)動(dòng)信息一發(fā)多收和信息轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中造成的延時(shí)問(wèn)題， 使各相 關(guān)主站同時(shí)共享廠站的實(shí)時(shí)信息， 到達(dá)實(shí)時(shí)信息全電網(wǎng)共享， 為電網(wǎng)平安分析系 統(tǒng)和配調(diào)系統(tǒng)提供基于同一時(shí)刻的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)高效、 平安、 經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行。通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸， 可徹底改變主站和廠站之間的主從關(guān)系， 網(wǎng)絡(luò)路 由器將取代傳統(tǒng)的通信前置機(jī)， 使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可雙向傳輸， 真正實(shí)現(xiàn)各個(gè)通信終端 的網(wǎng)絡(luò)平等。 主站可直接同各種配電智能終端單元交換數(shù)據(jù)， 并可直接下發(fā)命令 控制終端設(shè)備，

30、 消除了傳統(tǒng)的通信前置機(jī)在通信中的“瓶頸現(xiàn)象。 另外大大節(jié) 省了投資，減少了現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)工作量，使實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸能力有很大提高。2 遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)通信模式2.1 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的協(xié)議實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)年P(guān)鍵是解決 RTU 和 IED 的網(wǎng)絡(luò)接入問(wèn)題。目前我 國(guó)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中 RTU采用的串口通信協(xié)議趨向?yàn)镮EC60870-5-101協(xié)議， 協(xié)議根本上遵循基于ISO參考模型的增強(qiáng)性能構(gòu)造EPA，僅用了 OSI參考模 型 7層中的 3層即物理層、鏈路層和應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。標(biāo)準(zhǔn) IEC60870-5-104 是把IEC60870-5-101的應(yīng)用效勞數(shù)據(jù)單元ASDU用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP進(jìn)展傳 輸

31、的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)為遠(yuǎn)動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸提供了通信協(xié)議依據(jù)。本文僅以IEC101協(xié)議為主，介紹網(wǎng)絡(luò)接入模式，該模式同樣適用于其他協(xié) 議。2.2 網(wǎng)絡(luò)接入模式2.2.1 直接以太網(wǎng)接入模式。該模式適用于新建的廠站。它要求 RTU 具有 以太網(wǎng)接口和相應(yīng)協(xié)議 IEC1 04的支持。系統(tǒng)分配給該 RTU 1 個(gè) IP 地址，即可 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)該RTU，進(jìn)展數(shù)據(jù)的通信。該模式中 RTU的微處理器的處理能力要求 較強(qiáng)，并具有必要的嵌入式操作系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能。通過(guò)網(wǎng)關(guān)Gateway的接入模式。該模式適用于已投運(yùn)的廠站。可降 低廠站設(shè)備的二次投資，只需在原有 RTU 的根底上參加網(wǎng)關(guān)即可接入網(wǎng)絡(luò)。這 種模式的關(guān)鍵

32、在于網(wǎng)關(guān)。 RTU 的串口和網(wǎng)關(guān)一端的串口相連，通過(guò)網(wǎng)關(guān)另一端 的以太網(wǎng)接口接入網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于RTU通過(guò)RS485總線連接的IED，485總線上所有的IED用1個(gè)網(wǎng)關(guān)通過(guò) RTU 接入網(wǎng)絡(luò)?？偩€上的 IED 共享一 IP 地址，系統(tǒng)通過(guò) IP 地址加 設(shè)備號(hào) ID 識(shí)別 IED ，并進(jìn)展網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)關(guān)是連接 RTU 和網(wǎng)絡(luò)的橋梁。它能實(shí)時(shí)多線程監(jiān)聽(tīng)端口的狀態(tài)，承受 用戶端的請(qǐng)求和收集串口數(shù)據(jù)，并能實(shí)時(shí)響應(yīng)用戶和 RTU 的請(qǐng)求。它要求具有 實(shí)時(shí)和多任務(wù)特性，所以網(wǎng)關(guān)的硬件采用高性能嵌入式微處理器至少 16bit， 通信接口為一可切換的 RS232和RS485串行接口以及一 RJ45網(wǎng)絡(luò)接口。軟

33、件采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，并支持 TCP/IP 等常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。3 遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)通信中的技術(shù)問(wèn)題電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、可靠性、正確性和準(zhǔn)確性的 要求很高， 所以對(duì)于上述的通信模式， 有必要研究其是否能滿足要求及受影響的 主要因素。2.3.1 以太網(wǎng)技術(shù)選擇以太網(wǎng)作為物理層和鏈路層， 是因?yàn)橐蕴W(wǎng)是在辦公和工業(yè)中應(yīng)用最廣 泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此選用以太網(wǎng)能保證多種開(kāi)發(fā)環(huán)境和可供選擇的工具， 而且本錢(qián)低廉，通信速度可由10Mb/s開(kāi)展到100Mb/s和1000Mb/s,且正在朝著 1Gb/s 和 10Gb/s 開(kāi)展，這樣可保證系統(tǒng)的可升級(jí)性。但傳統(tǒng)共享式 10Mb/s 以

34、太網(wǎng)的碰撞檢測(cè)機(jī)制 CDMA/CD 可能會(huì)引起信 息傳輸時(shí)間的隨機(jī)性， 這樣會(huì)影響遠(yuǎn)動(dòng)信息對(duì)傳輸時(shí)間的要求， 如遙測(cè)時(shí)間小于 4s等。為此，美國(guó)電力研究院EPRI丨作了試驗(yàn)，結(jié)果說(shuō)明10Mb/s或100Mb/s 的以太網(wǎng)在最壞的情況下如連接許多 RTU，也能保證網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)間為4&研 究還說(shuō)明，只要以太網(wǎng)的負(fù)荷量小于 25%，以太網(wǎng)便可以得到最好的系統(tǒng)響應(yīng) 4。 而且采用交換方式的 100BaseT 快速以太網(wǎng)的出現(xiàn)，在大大拓展帶寬的同時(shí)， 還縮短了以太網(wǎng)的碰撞域，使傳輸效率大為提高。2.3.2 TCP/IP 協(xié)議TCP/IP 協(xié)議已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。 許多廠商和系統(tǒng)都支持該協(xié)

35、 議，而且已經(jīng)被人們所認(rèn)可。但 TCP/IP 協(xié)議畢竟是面向 Internet 的群眾化協(xié)議， 在用于遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)， 傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性有一定要求， 因此應(yīng)注意以下幾個(gè)方面 問(wèn)題。1 TCP是向上層提供面向連接的效勞。在遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸?shù)目蛻?效勞器模型 中， RTU 充當(dāng)效勞器的角色，連接著多個(gè)客戶端如當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站、調(diào)度端遠(yuǎn)動(dòng) 操作站等。在這種方式下， RTU 可以同時(shí)承受多個(gè)客戶端的連接請(qǐng)求和數(shù)據(jù)詢 問(wèn)。但是 TCP 是面向連接方式的傳輸數(shù)據(jù)，每次成功的接入，只要效勞器端和 客戶端沒(méi)有執(zhí)行過(guò)關(guān)閉操作，就一直是接通的。然而 RTU 網(wǎng)絡(luò)效勞器程序限制 了程序在同一時(shí)刻可連接的客戶端數(shù)目，當(dāng)使用SocketM般不超過(guò)5個(gè)客戶端， 所以這種情況下 1個(gè) RTU 同一時(shí)刻可連接的客戶端數(shù)目是有限的，當(dāng)?shù)竭_(dá)極限 時(shí)即使有連接要求的用戶也無(wú)法建立連接， 這會(huì)引起線程阻塞， 導(dǎo)致重要數(shù)據(jù)無(wú) 法及時(shí)傳輸。對(duì)此， Socket 采用了一套機(jī)制來(lái)加以防止，通過(guò)超時(shí)處理方法使 RTU 可檢測(cè)用戶的連接狀態(tài)，假設(shè)在規(guī)定時(shí)間可以