電力通信意義和作用

2024年3月3日發(作者：忘掉自己)

電力通信的意義和作用

電力通信作為行業性的專用通信網，是隨電力系統的發展需要而逐步形成和 發展的。它主要用來緩解公網發展緩慢而造成的通信能力不足并填補公網難以滿 足一些電力部門特殊通信需求的矛盾，以保證電力專業化生產正常高效地進行。 電力通信的業務可劃分為關鍵運行業務和事務管理業務兩大類。 關鍵運行業務是

指遠動信號、數據采集與監視控制系統、能量管理系統、繼電保護信號和調度電 話等；事務管理業務包括行政電話、會議電話和會議電視、管理信息數據等。不 同的電力通信業務，要求也不同。關鍵運行業務信息量不大。但對通信的實時性、 準確性和可靠性要求很高；事務管理性業務則是業務種類多、變化快、通信流量 大。

電力通信主要為電網的自動化控制、 商業化運營和實現現代化管理服務。 它是電 網安全穩定控制系統和調度自動化系統的基礎，是電力市場運營商業化的保障， 是實現電力系統現代化管理的重要前提，也是非電產業經營多樣化的基礎。

二電力通信網的構成及特點

電力通信網是由光纖、微波及衛星電路構成主干線，各支路充分利用電力線載波、 特種光纜等電力系統特有的通信方式， 并采用明線、電纜、無線等多種通信手段 及程控交換機、調度總機等設備組成的多用戶、多功能的綜合通信網。

1 ?電力通信的幾種主要方式

a.電力線載波通信

電力線路主要是用來輸送工頻電流的。若將話音及其他信息通過載波機變換成高 頻弱電流，利用電力線路進行傳送，這就是電力線載波通信，具有通道可靠性高、 投資少、見效快、與電網建設同步等得天獨厚的優點。

雖然在有線通信中，話音信號可以利用明線或電纜直接進行傳送， 但在高壓輸電

線路上，由于工頻電壓很咼（數十萬、百萬伏特）、電流很大（上千安培），其 諧波分量也很大，這些諧波如果和話音信號混合在一起是無法區分的， 而且其諧

波值往往比一般的話音信號大得多； 對話音信號產生嚴重干擾，因此在電力線上 直接傳送話音信號是不可能的。為此，必須利用載波機將低頻話音信號調制成 40kHZ以上的高頻信號，通過專門的結合設備耦會到電力線上，使信號沿電力線 傳輸，到達對方終端后，采用濾波器很容易將高頻信號和工頻信號分開； 而對應

于40 kHZ以上的工頻諧波電流，是50HZ電流的800次以上諧波，其幅值已很 小，對話音信號的干擾已減至可接受的程度。 這種利用電力線既傳送電力電流又 傳送高頻載波信號的技術，稱為電力線的復用。

除此之外，電力線載波通信中還有利用電力線路架空地線傳送載波信號的絕緣地 線載波等方法。與普通電力線載波比較，絕緣地線載波不受線路停電檢修或輸電 線路發生接地故障的影響，而且地線處于絕緣狀態可減少大量的電能損耗。

B ?光纖通信

由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強、傳輸容量大、頻帶寬、傳輸衰耗小等諸多 優點，它一問世便首先在電力部門得到應用并迅速發展。 除普通光纖外，一些專 用特種光纖也在電力通信中大量使用：

（1） 地線復合光纜（OPGW），即架空地線內含光纖。它使用可靠，不需維護， 但一次性投資額較大，適用于新建線路或舊線路更換地線時使用。

（2） 地城纏繞光纜（GWWOP），是用專用機械把光纜纏繞在架空地線上。這 種光纜光纖芯數少，易折斷，但經濟、簡易；也具有較高的可靠性。

（3） 無金屬自承式光纜（ADSS ）。這種光纜光纖芯數多，安裝費用比 OPGW 低，一般不需停電施工，還能避免雷擊。因為它與電力線路無關，而且重量輕、 價格適中，安裝維護都比較方便，但易產生電腐蝕。

（4） 其他。如相線復合光纜（OPPC）、金屬銷裝自承式光纜（MASS）等。

電力特殊光纜受外力破壞的可能性小， 可靠性高，雖然其本身造價較高，但施工 建設成本較低。經過10多年的發展，電力特殊光纜制造及工程設計已經成熟， 特別是OPGW和ADSS，在國內已經得到大規模的應用，如三峽工程中的長距 離主干OPGW光纜線路等。其次體現在本地傳輸方面，城市內電力系統的桿路、 溝道資源也可以為通信服務。特種光纖依托于電力系統自身的線路資源， 避免了 在頻率資源、路由協調、電磁兼容等方面與外界的矛盾，有很大的主動靈活性。

C ?微波通信

在光纖通信發展成熟前，微波通信曾作為遠距離傳輸的主要手段得到大力發展， 目前微波通信在我國電力通信傳輸網中仍居主導地位， 但發展速度在減緩，作用

也開始由主網逐漸向配網、備用網轉變。

D ?無線通信

無線通信主要用于農電通信及電力施工檢修、城市集群、尋呼等

E?其他

電力通信網中還有傳統的明線電話、音頻電纜及新興的擴頻通信等方式 2?電力系統通信的特點 和公用通信網及其他專網相比，電力系統通信有以下特點

A ?要求有較高的可靠性和靈活性

電力對人們的生產、生活及國民經濟有著重大的影響，電力供應的安全穩定是電 力工作的重中之重；而電力生產的不容間斷性和運行狀態變化的突然性， 要求電

力通信有高度的可靠性和靈活性。

B. 傳輸信息量少、種類復雜、實時性強

電力系統通信所傳輸的信息有話音信號、遠動信號、繼電保護信號、電力負荷監 測信息、計算機信息及其他數字信息、圖像信息等，信息量雖少，但一般都要求 很強的實時性。目前一座110KV普通變電站，正常情況下只需要 1到2路600 —1200Bd的遠動信號，以及1到2路調度電話和行政電話。

C具有很大的耐沖擊”性 當電力系統發生事故時，在事故發生和波及的發電廠、變電站，通信業務量會驟 增。通信的網絡結構、傳輸通道的配置應能承受這種沖擊；在發生重大自然災害 時，各種應急、備用的通信手段應能充分發揮作用。

D. 網絡結構復雜 電力系統通信網中有著種類繁多的通信手段和各種不同性質的設備、

機型，它們 通過不同的接口方式和不同的轉接方式， 如用戶線延伸、中繼線傳輸、電力線載 波設備與光纖、微波等設備的轉接及其他同類、 不同類信設備的轉接等，構成了 電力系統復雜的通信網絡結構。

E. 通信范圍點多面廣 除發電廠、供電局等通信集中的地方外，供電區內所有的變電站、電管所也都是 電力通信服務的對象。很多變電站地處偏遠，通信設備的維護半徑通常達上百公 里。

F. 無人值守的機房居多 通信點的分散性、業務量少等特點決定了電力通信各站點不可能都設通信值班。 事實上除中心樞紐通信站外，大多數站點都是無人值守。這一方面減少了費用開 支，另一方面卻給設備的維護維修帶來諸多不便。

三我國電力通信的發展歷程

電網的發展離不開通信的支持，可以說電力通信的發展是與電網的發展同步的。 在40年代，我國除東北有幾條輸電線外，其他地區都處于以城市為中心的孤立 系統階段，調度通信主要依賴明線電話，長距離調度則使用日本生產的電力線載 波機。

到了 50 年代、 60年代，我國工農業生產迅猛發展，用電量激增，東北、華北電 網相繼建成，而公網通信的落后局面難以滿足電力調度的基本需要， 以明線電話、 電力線載波和電纜通道為主要方式的電力通信也迅速發展起來。 此時我國使用的 電力線載波機主要是蘇聯進口的，并開始自己研制。

70 年代開始，電力系統在一些信息需求量大和重要的部門采用微波通信，但進 程緩慢。到 70 年代末期，我國電力通信中電力線載波通信仍占居主導地位，其 他有小容量（ 120路以下） FDM 模擬微波、郵電多路載波、電纜及架空明線等； 交換機多為小容量機電式， 不少地方還使用磁石電話。 全國有 30 多個 10 萬千瓦 以上的電網設有通信干線，只有部分地區開始形成了各自獨立的通信網；華北、 東北、華東三大電網每萬千瓦容量僅能提供 20 個左右的話路公里，與國外差距 很大；網調度中心和省調度中心到一些主要廠站的通信不夠完善， 甚至到（電力 ／水電）部調度中心也沒有自己的通

道。到 1978 年，國家根據電力生產的特殊 需求，正式批準建設電力專用通信網。

80 年代是我國電力通信大發展時期。大電站、大機組、超高壓輸電線路不斷增 加；電網規模越來越大。 電網的發展必然對電網管理和技術提出更高的要求， 新 興通信技術在電力系統中也得到推廣使用。

1979年電力系統開始建設的亞洲第一條 1000km以上PCM480數字微波線路 —— 京漢微波，到 1981 年已陸續開通； 1982年，與國內最早開通的光纖電路差不多 同時，電力系統第一條光纖通信線路在山西太原供電局投運； 同年，原水利電力 部建成以北京為中心，連接南寧、廣州、成都等地面站的衛星通信系統；同時， 無線通信系統也在電力通信中推廣使用， 一些地區還實現了無線與有線電話網的 聯接。

90 年代我國電力通信網得到了進一步的發展壯大。 1990年初，電力系統已擁有 微波電路 18000km，110KV 及以上輸電線載波電路 26萬話路公里，衛星地面站 6座，光纖電路37條337km,無線移動電臺2萬多部，此外，還有一些散射、 電纜等無線或有線電路；程控交換機達 30 多臺、容量約 4 萬門（線），多數用 于部、網、省匯接中心，通過匯接中心，電力系統內有 200多個單位的交換機實 現了直撥聯網， 初步構成了以微波、 衛星通信為主干線路， 覆蓋全國大部分省區 的電力通信網，此網已成為我國僅次于軍隊、鐵路的第三大專用通信網。同時， 自上而下成立了電力通信網建設和管理的專門機構。 各種新技術新設備不斷也 得到應用，傳輸網、交換網等得到進一步完善，數字數據網、監測網、互聯網、 支撐網等也逐步建立和引入。

四 我國電力通信的現狀 1 ．我國電網發展概況

經過幾十年的努力，我國的發電設備裝機容量和發電量、 電網規模均居世界前列， 形成了以大型發電廠和中心城市為核心、 以不同電壓等級的輸電線路為骨架的各 大區、省級和地區的電力系統。到 1998 年年底，我國發電機裝機容量已達 2.77 億千瓦，年發電量達到 11577億千瓦時，居世界第二位；自1981年第一條 500kV 葛一滬輸電線路投入運行以來； 500kV 的線路已逐步成為各大電力系統的骨架和 跨省跨地區的聯絡線。目前全國電網已基本上形成了 500kV 和330 kV 的骨干網 架，大電網已覆蓋全部城市和大部分農村； 以三峽為中心的全國聯網工程的啟動， 標志著我國電網進入了遠距離、超高壓、跨大地區輸電的新階段。

2．我國電力通信事業取得的成就

與電網的發展相適應， 幾十年來我國電力通信取得了長足的進步， 在現代化電力 生產和經營管理中發揮著越來越重要的作用。

A ?形成了覆蓋全國的電力通信綜合業務網 電力通信網已基本覆蓋了全國 36個電力集團公司和省電力公司。 到 1999年，電 力通信網已擁有數字微波通信線路 64000km，電力線載波電路65萬話路公里， 光纜線路6000km，衛星地球站36座。交換機容量約60萬門，以及其他的通信 線纜等；在部分地區還開通了數字數據網，建成了 800MHZ 集群移動通信系統、 尋呼系統， 開通了中國電力信息網； 電力通信業務范圍包括調度及行政電話、 遠 動信息、繼電保護信號、計算機數字數據通信、 會議電話、電視電話等綜合業務。

B. 技術裝備水平有了很大提高

從五六十年代的雙邊帶電子管電力線載波機、明線磁石電話到今天的 SDH 光纖 通信系統、數字式電力線載波機、數字程控交換機、 ATM 交換機，我國電力通 信技裝備水平出現了質的飛躍， 基本上適應了現代通信發展的潮流和現代電網發 展的需要。

C. 通信機構和通信隊伍已具規模

從國家電力公司到各網局、省電力公司、發電廠、縣市農電局，以及電力科研、 教學、設計、施工單位等，都設有相應的通信機構；目前我國電力通信隊伍約有 兩萬多人， 大多具有大中專以上學歷。 通信機構的完善和通信隊伍的培養壯大為 電力通信的發展提供了組織保證和人才保證。

D. 造就了良好的科研學術氛圍 成立了中國電機工程學會電力通信專委會， 并定期兩年一次舉辦學術會議； 創辦 了全國性的學術期刊《電力系統通信》，一些地方電力部門也辦起自己的刊物； 如廣東的《廣東電力通信》 等；從國家電力調度通信中心領導到電力通信生產一 線人員結合國內現狀， 撰寫出了大量學術論文， 在探討中國電力通信的發展走向、 解決生產實際問題等方面做出了有益的探索和貢獻。

E ?制訂了較為完善的各項管理標準和技術規范

企業標準體系是企業現代化管理的重要組成部分。 多年來，從國家電力公司 （水 電部／電力部）到各地方電力部門都逐步制訂和完善了有關電力通信各專業的管 理、運行、設計、測試的標準、規程、規定和規則，對電力通信網的建設、運行 和管理起了統一化、規范化的作用。

3．我國電力通信存在的主要問題

a.通信網的網絡結構比較薄弱

現有的網絡技術尚不能滿足本來業務發展的需要。 目前電力通信主干網絡基本上 成樹型與星型相結合的復合型網絡結構， 難以構成電路的迂回； 一旦某一線路出 現故障，不能有效地通過迂回線路分擔故障線路業務； 網絡管理水平亦不高， 管 理系統只能對電路進行分路監測和簡單的控制。

B. 干線傳輸容量不足

通信網內主干電路容量一般只有 34Mb / S,少數為140Mb/ S和155Mb / S,制 約了寬帶新業務的開拓。

C. 通信體制落后，干線電路超期服役嚴重

干線微波電路主要是PDH傳輸體系，不少已運行10多年，急需更新換代；交

換設備不少是空分制,不改造、升級難以實現綜合數字業務。

D. 各地發展極不平衡

各地經濟發展水準不同， 在電力通信上也表現為發展極不平衡， 一些地區、 單位 已實現數字化、 光纖化環網， 有能力向社會提供通信業務； 有些地方的偏遠變電 站甚至連最基本的調度電話也不能保證。五新形勢下電力通信面臨的機遇和挑 戰

近年來，全球范圍內電信體制改革，放松管制、打破壟斷、引入競爭機制已成為 勢不可擋的潮流； 同時，中國的改革開放正在步步深化； 其中電力和電信的改革 已走在前列。 電力工業和通信產業結構的調整和重組， 電力通信利用改革之機最 終推向市場和電力系統開放電力通信市場已是大勢所趨。

為適應現代電信市場開放性的需求，我們要加快以光纖為主體的通信網建設， 及早確立電力系統高速數據網絡技術體制， 跟蹤研究利用電力線路傳輸高速通信 數據技術，解決如何利用 ATM 技術實現電力通信關鍵業務的寬帶綜合通信平臺、 如何通過 IP 來綜合電力通信的關鍵業務等問題。