PFTTH:电力网"最后一公里"信息化建设的新思路

王德清 王甘雨

    电力网的“最后一公里”是电力网直接与终端用户连接的界面及服务延伸，是电网运营收入的来源和社会、经济效益的落脚点，是国家电力系统与社会和广大客户和谐连接的关键，也是电力网社会性、公益性、市场性、服务性及国家性直接服务于民的平台，整个电网的效益在这里才真正得到体现。如果没有与用户连接的这“最后一公里”，电网将失去意义。同时，电网“最后一公里”设备的覆盖密度极大，所处的环境很复杂，产生的矛盾也很多，电力网服务质量的优劣在这里成为焦点并被透视和衡量。因此，加强电网的“最后一公里”信息化建设，是“十一五”期间国家电网实现“一强三优”现代公司的最后一道关口和绝对重要的工作！ 

    电网“最后一公里”信息化的现状 

    电力网“最后一公里”是指从电力终端客户向供电企业产权方向一公里覆盖的网域。在这“最后一公里”，电力企业所做的工作主要是为每一个电力终端客户直接提供电能及管理事宜和相关的服务工作，具体涉及电网的建设与维护检修、抄表收费、业扩报装、用电监察、供用电管理以及客户的优质服务等。这些工作虽然近年来有很大的创新，但还是达不到现代化作业和管理的要求。比如抄表收费这种简单、枯燥、重复的走街串巷甚至爬山涉水的体力劳动，不仅占用了大量的人力资源，还因人工作业方式受天气等诸多因素的制约，获取数据的准确性和真实性也会因人而异存在不准确的问题，由此给决策和管理工作带来了不可逾越的障碍。 

    目前较发达的地方电力企业开展了远程“信息化”抄表的试点工作，主要是以租用电信运营商的信道(如电话线、GPRS等)和电力线载波(窄带PLC)方式来开展工作，但这根本满足不了电网“最后一公里”所有信息化的需要，特别是对将来大流量的实时双向信息通信。其次，电网“最后一公里”的线路纵横交错，电源点布置稠密，各路径、各节点和各设备的动态数据采集以及控制(如负荷、温升，配电变压器的油位、温度、计量、相间平衡，分支线路测控，电能损失率，需求侧管理，电力设施巡视以及防盗与防外力破坏，障碍预警等)作业现在都是靠人工方式在现场进行，由于电网的实时动态特性，很多数据需要多次采集才能作为分析的依据，还有很多重要的数据会因为人工无法响应而丢失，更严重的是数据不能及时参与生产、管理、经营分析和执行而将造成重大损失。第三，时下窃电问题屡禁不止，甚至已经出现职业性窃电团伙，企业查获窃电人员要付出很大的成本，对此处理起来也非常棘手。现在对这种面大、距远、点密的窃电布控无法做到有效防范，更谈不上网络电子监察。第四，由于电力设施被盗以及外力破坏情况越来越突出，特别是在野外偏僻地域及季节性用电的设施最容易受到侵害，而往往像这样的灾害必须预警，一旦造成事实，损失将无法挽回，而现在我们又恰恰做不到这一点。第五，目前用户与供电企业之间还没有较好的信息互动平台，绝大部分用户还不能便捷地通过自己的信息终端(如TV、PC等)与供电企业进行较为满意的沟通，优质服务工作还需大大加强才能达到和谐。今天我们看到，人们的工作、学习、生活又紧紧的与这“最后一公里”的平台联系在一起，电网对客户优质服务的郑重承诺，使电力网各项工作的压力越来越大。 

    解决电网“最后一公里”信息化问题 

    电力网的服务是通过电网“最后一公里”的覆盖向社会体现的，所有的运营收入都要通过每一个用户的电能表进行结算，那么电网信息化服务就必须向终端用户方向延伸和覆盖，利用信息化手段全面提高电网管理水平和电网的作业能力、服务能力以及经济、社会效益。 

    在此，我们认为，电力网首先要用更多的传感器连接更多的资产和更多的设备，以进行自身需求信息的采集，使数字化程度提高。二是要建立数据的整合体系和收集体系，目标是整合各系统中的数据，所有资源进行有效共享。三是分析数据以优化运行和管理，提高决策效率。要做到以上三点，就必须保证电力网信息中心要能及时准确地采集到远方的所有信息，而且要和每一个采集点、控制点进行双向实时通信，那么信息网络就必须严格的连接到每一个信息节点和控制点上，无论是采用光纤、五类线、GPRS，还是PLC，首先应该从物理层解决所有信息节点之间的互联互通问题。 

    只要实现了第一点，就可以将市场营销业务中的抄表收费工作实现网络化计算机作业，把从事这种简单重复，又没有技术性工作的劳动力转化出来，投入到更多的设备维护、管理、服务工作中去。同时，还做到了数据收集的及时、准确，彻底杜绝人为因素造成的业务差错，从而全面提高供电营销工作的抄、核、收、监作业的效率，利用信息化系统实现供、用电的全方位管理。 

    在高速发展的现代社会里，供电企业要真正兑现“优质服务”的承诺，今后没有信息化手段是行不通的。供电网络的安全、可靠、经济运行是“优质服务”的根本保证，所以我们必须及时准确地获得足够的信息，参与电网的管理、作业和决策，确保电网安全、可靠、经济运行。因此，电网各路径、各设备的各种动态参数和运行情况的数据必须及时准确地传输到管理决策层，这些实时变化的动态信息靠传统人工方式采集是完全不科学的，它需通过遍布在整个“最后一公里”电网平台上的信息传感节点组成的信息网络系统来完成。有了这样的信息网络系统，电网才真正具备智能、预警和自愈能力，才有真正做到提前决策、超前服务的可能。像电力设施的故障、外力破坏这些灾害性事件以及具有随机性、隐蔽性，甚至具有科技性和职业性的窃电等，都可以进行预警，使企业抢在第一时间控制事件的发生。 

    电网“最后一公里”信息化建设初探 

    从电网信息化通信网络现状可以看出，整个国家电网的长途干线光缆已经可以通过OPGW方式分级覆盖到全国的每一个城市和每一个行政县的220kV和110kV变电站，每一个县级(包括城市相当区域)供电公司也已经可以通过配电线路同杆架光缆或者以OPPC方式覆盖到每一个乡镇(包括城市相当区域)的变电站。但是，现在从乡镇(包括城市相当区域)变电站到每一个行政村(包括城市相当区域)以及每一个终端用户还没有实现光纤覆盖或者信息覆盖网络，特别是在“最后一公里”接入领域，电力企业几乎完全没有光纤线路。因此，建设电力光纤复合网络，实现电力光纤同时到户是电网“最后一公里”信息化发展的必然趋势。 

    供电企业建设电网“最后一公里”信息网络的优势显而易见。 

    电力网络资源实际上是信息通信网的共享资源，它完全可以作为光纤网络的运行载体。现在的技术已经可以把光纤单元复合到电力导线里面，而且每米这样的复合导线要比传统的线路方案降低40%以上的综合成本，用这样的复合导线架设电力线路，就会将光纤覆盖到电网“最后一公里”的每一个行政村、每一条街道、每一个终端用户，使整个光纤网络建设的成本降低80%左右，这是任何一种其他方案都不可比拟的优势。 

    选择光纤通信的理由也很简单。首先，光纤的传输容量大、衰耗小、质量轻、体积小、成本低、抗氧化腐蚀性强，再加上它没有电磁辐射(不受电磁干扰及雷电危害少)，运行稳定，电气绝缘好等特性，所以它是金属传输媒质无法相比的。也只有光纤具有这种特殊的电气和电磁性能才可以把光纤与电力导体复合在一个结构实体里，此外任何其它传输材料都是行不通的。其次，光纤传感、光纤器件、光纤通信技术正在广泛地应用到电力生产、经营和管理当中，光纤网络到户将成为全世界信息通信的终极目标，因此，电力网“最后一公里”信息化就应该是以光纤通信为主要手段的网络架构。 

    建设“最后一公里”电力光纤复合传输网的意义 

    电力网“最后一公里”信息化建设任重道远，但若使用电力光纤复合传输网建设方案，将对企业乃至整个产业产生重大意义和深远影响。 

    第一，电力网的产业、市场特殊性决定了供电企业信息化具有非常明显的特殊性。电力的产、供、销瞬间完成决定了电网必须与“最后一公里”的客户之间实现及时互动。因此，电网“最后一公里”的信息量将会是巨大的，所以把光纤复合到电网里来建设电网“最后一公里”信息化是最有效的方案。 

    第二，电力网企业自己建设信息通信网络能够整合电网资源，扩大电网优势，能使电力网资源获得再开发、再利用、再增值以及再造福人类的优势。电力光纤复合网能将电力和信息通信两大产业进行集成、整合和互补，能形成一个从研发到制造到建设，再到技术标准，从变电站到线路到分配，再到客户终端，从销售到市场到服务，再到维护管理的“电、光复合传输网络”的巨大产业链。这样的一个网络即能供电，又能彻底解决电网“最后一公里”信息化问题，还能通过“电力光纤到户(PFTTH：Powerfiberto the home)”完全满足全社会的所有信息服务的接入需求，更是实现国家“十一五”规划关于积极推进“三网融合”战略的重要组成部分。同时，电力网建设和完善宽带通信网，还可发展宽带用户接入网，从而有可能把目前的网络状况升级到“四网融合”的新高地，也彻底避免了各种线路在安全距离、抢占通道、交叉跨越、搭杆挂线的一切矛盾。今后电力客户在获得电力使用的同时不仅可以随时与电网企业进行全面的信息互动，还能享受光纤上网，看高清数字电视、打宽带电话以及远程教育、远程办公、远程医疗、家居智能化等所有的高速信息服务，客户未来使用IT资源随同用电一起，即取即用，既方便又实惠。 

    第三，建设电力光纤复合型“最后一公里”网络，能为国家节约大量的基础设施建设投资，节省大量的金属、塑料等资源，因为电力网资源被有效替代并再一次得到综合利用。 

    第四，电网企业获得了新的经济增长点和新的产业储备，它不仅把电力服务、信息服务、社区服务这些功能和谐的融为一体，而且将催生出一个巨大的产业。 

    第五，由此，电网企业也获得了一次巨大的自主创新实践，在跨行业、跨学科的创新中，把电网的科技水平又提到了一个新的高度。 

    上述电力网“最后一公里”与光纤网“最后一公里”复合成一个网络建设的思想，已经从理论上升到了实践。该项目被湖北省电力公司科技立项并进行了成功示范，通过几年的自主研发，技术已经全面成熟，相关产品的研制已经完成。研究电力光纤复合型电网，是电网企业在我国“十一五”开局之年，认真落实“建设资源节约型、环境友好型社会”的具体行动，更体现出电网企业遵循“自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来”的科学发展观重要指导思想。