电力通信发展的回顾与展望

论文电力通信发展的回顾与展望-1-电力通信发展的回顾与展望山东省沂南县供电公司滕晓辉摘要:阐述了电力通信的概念，回顾了电力通信的发展简史，提供了电力通信装备的主要统计数字，分析了20世纪末电力通信发展的主要特征和驱动因素，研究探讨了新世纪初电力通信的两个主要任务（发展专用通信和开拓外部市场）以及电力专用通信的技术发展问题。1电力通信的概念、内涵及发展沿革1.1概念探讨电力通信的内涵问题，必然涉及电力通信的一些基本概念，如电力系统通信、电力专用通信、系统通信、厂站通信等。电力系统通信的一般定义是：利用有线电、无线电、光或其他电磁系统，对电力系统运行、经营和管理等活动中需要的各种符号、信号、文字、图像、声音或任何性质的信息进行传输与交换，满足电力系统要求的专用通信。按照上述定义，电力系统通信即为“电力专用通信”。电力专用通信按通信区域范围不同，分为“系统通信”和“厂站通信”两大类。系统通信也称站间通信（ｉｎｔｅｒ－ｓｔａｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ），主要提供发电厂、变电所、调度所、公司本部等单位相互之间的通信连接，满足生产和管理等方面的通信要求。厂站通信又称站内通信（ｉｎｔｒａ－ｓｔａｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ），其范围为发电厂或变电站内，与系统通信之间有互连接口，主要任务是满足厂（站）内部生产活动的各种通信需要，对抗干扰能力、通信覆盖能力、通信系统可靠性等也有一些特殊的要求。狭义的电力系统通信仅指系统通信，不包括厂站通信。广义的电力系统通信则包括系统通信和厂站通信。为避免混淆，通常把广义的电力系统通信称为“电力通信”，其含义不仅包括系统通信和厂站通信这两类专用通信，也泛指利用电力系统的通信资源提供的各种通信。如果不涉及社会公众电信市场，电力通信与电力系统通信、电力专用通信同义。1.2发展沿革在我国，电力系统通信已有近60年的历史。早期的电力系统规模不大，采用电力线载波、架空明线或电缆等通信方式，即可满足调度指挥和事故处理的需要。随着电力负荷的不断增长，小的分散的电力系统逐步连接成较大的电力系统，单靠电话指挥运行已不能满足安全供电的要求。20世纪60年代，电力系统远动技术有了新的发展并开始大规模应用，对通信的通道容量、传输质量和可靠性提出了更高的要求，因此开始采用微波、特高频、同轴电缆多路载波等多种通信方式，连同原有的电力线载波和其他有线通信，组成了适应电力系统范围和要求的专用通信网，网络规模和通道容量均有了很大发展。20世纪80年代，我国电力系统不断扩大，调度管理更加复杂，迫切要求实现以电子计算机为基础的调度自动化，对通信提出了新的要求。与此同时，通信技术的发展也开始突飞猛进，数字微波、卫星通信、光纤通信、程控交换等现代通信技术相继引入并得到广泛采用。1980年北京至武汉数字微波电路建成投运，1982年卫星通信开始在我国电力系统应用，1985年我国电力系统第一台数字程控交换机投运，当时在国内都处于领先地位。到1993年，我国电力通信网已形成了连接北京至各省、自治区和直辖市的覆盖范围和较强的通信能力。20世纪90年代中后期，架空地线复合光缆（ＯＰＧＷ）、全介质自承式光缆（ＡＤＳＳ）等电力通信特种光缆技术趋于成熟并得到广泛应用，电话交换、分组交换、数字数据网（ＤＤＮ）、异步转移模式（ＡＴＭ）、会议电话、会议电视等通信业务网也有了很大的发展。从世界范围看，各国电力系统通信的发展过程基本相似，传输技术的发展大致都经历了电力线载波、微波、光纤等几个阶段。电力线载波通信的研究和应用始于20世纪20年代初期，从20世纪50年代开始逐步采用微波中继通信，到20世纪80年代电力系统特有的架空地线复合光缆等光纤通信技术开始出现，20世纪论文电力通信发展的回顾与展望-2-末已在世界上许多国家的电力系统中得到普遍应用。通信方式也从点对点专线发展到了交换式网络。1.3最近10年中的变化在20世纪的最后10年中，世界上许多国家的电力公司都目睹了电力通信的飞速发展和巨大变化，电力通信得到史无前例的大发展，成为这10年中的一个普遍现象。这一普遍现象呈现两大特征：一是电力专用通信装备水平和服务质量大幅度提高，为电力系统安全、稳定、经济运行提供了更加可靠的保障；二是充分利用电力系统资源优势和电力通信富余能力，参与社会电信市场竞争，已经成为国际上电力公司的普遍趋势。中国电力通信作为世界电力通信大家庭中的一员，同样经历了前所未有的迅速发展和巨大变化，尤其是在装备水平和服务质量方面。截止到1999年年底，电力通信网内数字微波电路总长度约为73000ｋｍ，微波站总数3200多个；220ｋＶ及以上电力线载波机总数8300余台，话路公里数约为340000ｋｍ；110ｋＶ及以下电力线载波机总数10000多台，话路公里数约为224000ｋｍ；光缆总长16000多ｋｍ，其中ＡＤＳＳ约4100ｋｍ，ＯＰＧＷ约2000ｋｍ，缠绕光缆约600ｋｍ；交换机总容量约200万门；卫星地球站42座；在10多个城市建成了800ＭＨｚ集群移动通信系统，此外还有一些150ＭＨｚ和450ＭＨｚ频段的常规无线通信系统及电缆载波、明线载波、音频电缆、普通光缆等。除上述已建成通信设施外，1999年年底以来，电力通信网内已开工建设了数字微波电路约10000ｋｍ，光缆线路约20000ｋｍ（其中ＯＰＧＷ和ＡＤＳＳ各占约50％）。电力通信发展规划也正在制订中。从总体上看，我国电力通信的发展，正在朝着既能体现出中国特色又不隔绝于世界潮流的方向前进。2新时期电力通信的主要任务20世纪的经验告诉我们：技术进步、体制改革和市场需求是决定电力通信发展的3个根本因素。在新世纪初，通信技术仍在不断进步，电力和电信体制改革仍在逐步深化，市场需求仍在继续增长，因此，电力通信的发展是历史的必然，关键在于我们如何去把握趋势，抓住机遇，克服困难，迎接挑战。从发展的眼光来看，20世纪最后10年中电力通信发展变化的两大特征，实际上也反映了新时期电力通信的两个主要任务：一方面要继续完善和提高电力专用通信，为电力系统安全、稳定、经济运行提供更加可靠的保障；另一方面要更加充分地利用电力设施资源优势和电力通信富余能力，形成和扩大新的价值增长点，以保持电力通信发展后劲和提高电力主业竞争能力。2.1发展专用通信20世纪后期的历史经验告诉我们：随着电网规模的不断扩大、电力市场的逐步建立以及用户对供电质量要求的提高，电力系统对信息通信的要求越来越高，依赖性越来越强。尽管由于电信业的发展，传统的电力通信内部市场中的部分业务将面临外部竞争，但是，电力专用通信的核心业务在相当长的时间内仍将只能由电力通信机构来提供，公众电信和专用通信两者差别的完全消失还远非事实。因此，在21世纪初和今后一段时间内，电力通信的内部专用通信，只能加强，不能削弱。随着时代的发展和技术的进步，电力专用通信的发展面临巨大的风险和挑战。这种风险和挑战主要体现在两个方面。首先，电力专用通信的主要特点是对通信质量尤其是稳定可靠（可用性）方面的要求很高，但业务量相对较小，如果单纯从业务量需求来考虑，传输容量为2.5Ｇｂｉｔ／ｓ的系统应当足以应付，而现代通信技术的发展趋势则是容量超大规模化，单纤容量即可高达Ｔｂｉｔ／ｓ级，两者的差距带来了一系列的矛盾和问题。为了保证可靠，应当采用先进技术，但是先进的装备多数都是大容量的，用于专用通信时富余容量沉积很大，形成电力通信风险分析与管理中所谓“过投入”（ｏｖｅｒ－ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ）问题。反之，如果想不跟潮流、容量及性能够用即可，也会遇到一系列新问题，如中小容量的通用设备供应者寥寥，专用产品因为生产批量小而价格极高，产品很快被淘汰后技术支持和备品备件采购困难等，反过来又会影响通信可靠性、实用性和投资效益，造成所谓“欠投入”（ｕｎｄｅｒ－ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ）问题和风险。相比之下，后者的危害和风险更大，因为前者的主要问题是经济性差，而后者则是可用性和安全性的问题。为了保证满足电力系统特殊需要，电力公司不得不对电力专用通信进行持续不断的、高额的“过投入”。论文电力通信发展的回顾与展望-3-第二，随着电力工业结构调整和管理体制改革的不断深入，电力企业重组后规模和职能发生变化，控制成本、降低电价的压力越来越大，一些功能单一、规模较小的电力公司可能不再具有以往“垂直一体化”（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）大公司那样对电力专用通信持续高额投入的能力，对ｏｖｅｒ－ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ心有余而力不足，但是减少对通信的投入又将面临ｕｎｄｅｒ－ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ的巨大风险，影响其主业的生产安全和市场竞争与生存能力，由此而陷入进退两难的境地。从以上分析可以得出两点结论：第一，电力工业离不开电力通信，电力通信为电力工业提供优质可靠的专用通信，责无旁贷，应当作为电力通信发展的首要目标。第二，技术和经济的发展，已经并将继续给传统的电力通信生存方式带来严峻的挑战，寻找新的出路既是电力通信发展的需要，也是电力公司主业的需要，在更广泛的意义上讲，也是国家利益的需要。2.2开拓外部市场电力通信要积极开拓外部市场，不仅是必要的，也是可能的。必要性方面，走出去不仅仅是通信专业发展的需要，也是电力工业发展的整体需要；不仅仅是受外部市场利益的拉动，更多的是受内部环境和矛盾发展变化的推动。电力通信要健康发展，必须寻找新的出路和支点，传统的闭门发展模式迟早将走入死胡同。可能性方面，电信体制改革和市场逐步开放，为电力通信的发展创造了必要的外部条件。从内部的主、客观条件看，国家电力公司高度重视电力工业信息化的发展（包括生产控制自动化和企业管理现代化），高度重视电力通信在电力工业信息化进程中的基础和主导作用，高度重视利用电力系统特殊优势为国家现代化与信息化贡献力量。电力系统除了有部分富余容量可直接用于对外服务，还有将特殊资源潜力挖掘出来用于发展通信的优势。在长途网方面，全国有220ｋＶ及以上的输电线路近15万ｋｍ，2005年预计达到21万ｋｍ，运用电力特种光缆的设计、施工和维护技术，可将其复用为光缆路由资源。在本地网方面，电力系统拥有大量的电力管道（沟道、隧道）、杆塔以及光纤等直接或间接的电信基础元素，有较好的机房等基础设施和可靠的电源。在接入网方面，低压配电线路遍布城乡各个角落，利用电力线传送高速数据的技术正在试验并逐步走向成熟。总之，开拓外部市场，是电力通信发展中的一个重大问题，不仅关系到电力专用通信能否健康地发展和生存，也关系到电网的安全与稳定能否得到效的保证。因此，为电力通信发展创造良好的环境和条件，促进电力通信健康发展，保障电网供电优质安全，同时充分利用好电力系统的潜在资源，不仅是电力部门义不容辞的责任，也是国家的责任。作为电力通信部门，更应积极努力，锐意改革，在国家有关主管部门和国家电力公司的支持、指导和帮助下，解决好中国电力通信作为电信经营企业所必须解决的资本结构、组织体系、经营实力三大问题和市场准入问题，发挥长期从事高可靠专用通信运行管理经验优势和电力系统可用资源优势，塑造“电通”品牌。在企业发展战略方面，可按富余能力消化、边际成本运营、全面商业运营等方式，视政策环境和外部条件情况，分步前进或一步到位。3电力专用通信的技术发展问题3.1总体思路从计算机与通信技术的融合以及专用通信的特点可以看出，专用通信网的最终发展目标将是广义的信息系统。ＩＴＵ将“演进环境中的电信体系结构”（ＴＡＥＥ）修改为“信息通信体系结构”（ＩＣＡ），以及在过去相对独立的信息技术（ＩＴ）和通信两个领域，现在越来越频繁地共同使用“ＩＣＴ”（信息通信技术）等，也从某个侧面反映了上述趋势。笔者在不同场合多次提出，电力专用通信网的最终发展目标是国家电力信息基础设施（ＳＰＩＩ），更准确地说，是ＳＰＩＩ的信息通信网络平台。这是实现电力工业信息化（包括生产控制自动化和企业管理现代化）的物质基础。参照国家权威机构和信息通信业界的基本共识，ＳＰＩＩ主要应由三大部分组成：信息通信网络平台、各种计算机应用系统和各种信息资源。信息通信网络平台不仅仅只是传输，而是可以进一步纵向分层、横向切块、包含信息传