时间：2022-04-01 11:53:04
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电网通信论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1.1光纤通信技术光纤专网通信方式带宽高、容量大、覆盖范围广，可靠性、实时性、安全性都很高，适用于配用电通信领域的所有业务，和其他通信方式相比优势明显。从技术角度看，配电通信网可以采用工业以太网技术或者无源光网络技术。工业以太网技术比较成熟，可靠性高，电力系统应用多，但成本偏高；以太网无源光网络（EPON）和吉比特无源光网络（GPON）技术发展前景很好，上下行速率为1．25Gb／s（GPON下行速率可达2．5Gb／s），并且组网灵活，拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。非常适合配电网的网络结构。目前EPON建网成本低于GPON，技术成熟度较高。光纤专网通信方式的缺点在于建设成本较高，部分老线路不具备光缆铺设条件［3－4］。
1.2无线宽带专网技术无线宽带专网方式带宽较高、系统容量较大、扩展性好，实时性较好，为电网公司在智能配电网建立全面覆盖、接入方式便捷的宽带综合业务通信平台提供了一个技术选择。但无线宽带通信网络的安全可靠性比有线通信网络低，目前业界主流的通信技术都有各自的缺点。全球微波互联接入（WiMAX）技术在国外应用较多，国内没有分配频点，存在政策风险；多载波无线信息本地环路（McWiLL）技术标准化程度不高，只有很少部分企业掌握核心技术，存在垄断风险；3GPP长期演进（LTE）技术尚未大规模商用，成熟度有待进一步验证［5］。230MHzLTE系统利用电力行业已有的230MHz负控频率资源（电力专用频率带宽1MHz，40个频点），通过扩充频点可实现上行15Mb／s和下行6Mb／s传输速率，采用多种解决高吞吐量和高可靠性传输的LTE关键技术，如自适应调制与编码（AdaptiveModulationandCoding，AMC）技术、混合自动重传请求（HybridAutomaticRepeat－Request，HARQ）技术、动态调度技术、干扰协调技术等，具备成本低、广覆盖和较大带宽的特点，并且组网灵活，便于施工。目前已有厂商研发出电力专用230MHzLTE产品。
1.3中压电力线载波技术中压电力线载波技术为电力系统特有的通信方式，利用10kV配电线路为媒质进行通信，无需布线，具有成本低、安全性好等优点。根据调制频带和带宽的不同可分为宽带技术和窄带技术。目前中压窄带电力线载波技术在配电通信领域使用较多，但由于频带限制，其传输带宽和实时性较低，同时中压电力线路情况复杂，开关众多，电力线载波通信容易受到配电网运行状况的影响［6］。以往因技术成熟度所限，中压电力线载波技术的大规模应用还比较少，仅仅作为对光纤和无线通信方式的补充手段，近年随着OFDM（正交频分复用）自适应调制解调、卷积编码、信道估计等技术的采用，中压宽带电力线载波技术也趋于成熟，视线路条件和环境情况，传输速率可达2～10Mb／s。目前中压宽带电力线载波技术在国外应用相对较多，在国内也开始试点应用。
1.4无线公网通信技术无线公网通信是指配用电终端设备通过无线通讯模块接入到无线公网，再经由专用光纤网络接入到主站系统的通信方式，目前无线公网通信主要包括GPRS、CDMA、3G等。无线公网通信方式具有系统容量较大，建设成本较低，运行维护简便等优点，但采用无线公网通信方式安全性、实时性不能得到保证。另外，无线公网通信方式每年需要向运营商支付的使用费用也很大。电力专网与无线公网通信技术见表2和表3。
2智能配电通信网建设原则
综合考虑智能配电网规划建设情况和业务需求，并通过配电网通信技术的综合比较，建议智能配电通信网建设原则如下：a．因地制宜，综合采用多种通信技术相结合的方式建设智能配电通信网络。宜以专网为主，公网为辅。b．应根据实施智能配电区域的具体情况选择合适的通信方式。配电网主干线路宜采用光纤通信方式，分支线路可采用光纤与无线及中压载波相结合的通信方式。c．实现“三遥”功能的站点、依赖通信实现故障自动隔离的馈线自动化区域、分布式电源等宜采用通信专网，优先采用光纤通信方式；实现“两遥”、“一遥”功能的站点可采用光纤通信、中压载波及无线通信等多种方式，但采用无线公网时需采取相应的安全防护策略。d．采用光纤通信方式的配电通信网可根据情况采用无源光网络（EPON／GPON）、工业以太网等通信技术。e．应充分考虑配网改造工程多、网架频繁变动的特点，智能配电通信网系统规划设计时要有预留和备份资源。f．光缆建设应充分考虑智能配电通信网建设需求，以及用电通信网和其它增值业务的接入需求，新建配电网电缆线路或架空线路宜同步建设通信光缆或预留光缆架设通道。g．进行LTE、中压宽带电力线载波等通信新技术试点建设，技术成熟时可进一步推广。
3结束语
以上提出了智能配电通信网建设原则作为网络规划设计和实施阶段的参考，智能配电网由于其配电站点种类众多、分布广泛、安置环境复杂，单一的通信方式无法解决智能配电通信网络的全覆盖问题。在实际建设中，需要根据现场情况因地制宜，同时考虑应用需求、经济成本等因素，综合采用最适宜的通信方案以满足智能配电网业务的要求。
作者：荆鹏飞宋春红单位：河北省电力勘测设计研究院
关键词：ASON，晋江电力，Mesh组网
一、ASON网络的特性以及为什么要建设ASON网络
近年来自然灾害频发，电网经历了数次考验。电力系统通信对电网的安全运行起着至关重要的作用，在飓风、雨雪等紧急情况时，一旦电力通信网络发生故障，会直接影响电网的稳定，造成重大的经济损失。因此，健壮的通信网络是支撑业务数据采集和指挥协调的基础设施，在有效整合现有通信网络，突破“数据孤岛”的弊病，发挥举足轻重的作用。按照国家电网公司建设“一强三优”电网的战略发展要求，实现调度系统智能化和电网经营、维护、管理数字化以及市场营销网络化的目标，需要有强大的通信网络的支持。伴随着复用的继电保护、安全自动装置等通信通道的增加，通信系统与电网安全生产结合更加紧密，对通信网安全性、可靠性要求也更高，因此全国诸多省份电网通信系统逐步引入了ASON技术。
ASON （Automatic Switched Optical Network 自动交换光网络）即：通过能提供自动发现和动态连接建立功能的分布式（或部分分布式）控制平面，在OTN或SDH网络之上，可实现动态的、基于信令和策略驱动控制的一种网络。
从ASON概念的提出至今，ASON技术、标准和产品历经十年发展，从标准框架完成、标准内容完善到产品全面商用，ASON已成为下一代传送网中的必备元素。中国电信集团总工程师韦乐平在《面向未来业务实施全面转型》一文中指出，ASON沿用在IP网中行之有效的选路和信令协议并加以改进，以适应光网络的应用需要，有效地解决了IP层与光网络层的融合问题，代表了下一代光网络的重要发展方向。
二、晋江电力作为福建电力智能网络试点工程，以下介绍ASON在晋江电力系统的应用规划及展望
随着晋江电网的不断建设发展，电力光缆应用的规模也越来越大。目前光纤网络在大部分地区已经初步形成了MESH网络格局，这就为ASON技术的应用提供了最基础的物理平台。此外，从电力系统SDH传输网络中传送的业务来看，尽管业务类型比较复杂，不同网络规模的传输网络间差别也较大，但传输网主要承载保护、语音、数据等业务，这些业务基本都是以2Mbit／s~155Mbit／s为主。
为了适应电网安全运行和经营管理对通信网的运行可靠性提出的越来越高的要求，在2009年晋江电力将ASON网络建设纳入规划中，适时地将ASON等功能的应用纳入到SDH光纤骨干网建设的考虑之中。在本次工程中，采用的SDH设备都是基于ASON平台，以保证将来光缆路由具备开通ASON的条件后，经过对设备简单的软件升级即可开通。这样可保证所选择的设备既可满足目前电网安全生产的需求，同时也为将来适应更高的要求打下了基础。
目前业内智能业务开展是基于VC4级别，考虑到晋江电力622M的带宽现状，通过合理的规划，各站之间建立VC4银级智能服务层业务，实现业务“源”“宿”之间分段的业务拼接，实现电力VC12业务的传送和保护。
那么什么是拼接隧道？
比如有下面三个设备A、B、C。每两个网元之间只有两个vc4可用。而我们需要配置一条vc12业务由A->B,还需要一条vc12业务由A->C。这时候我们可以选择在A、B之间配置一条银级隧道，在B、C之间配置一条银级隧道来承载A->B、A->C的两条vc12业务。每两个设备之间剩下的一个vc4资源预留给隧道重路由使用。
晋江电力隧道业务的智能网络形成后，实现了ASON的智能保护，业务接入更方便；可选择保护路由更多，网络安全性更高，抗风险能力更强，以后的维护工作更加简单。即：ASON可以较方便地实现全网的优化。科技论文，Mesh组网。。通过平滑的网络扩容和升级从而形成了生命周期的闭环：避免了传统传输网络受设备容量和组网技术的限制。采用堆叠方式进行网络扩容，难于优化，陷于资源利用率降低、生命周期缩短的困境。科技论文，Mesh组网。。
所以ASON的引入将会使电力通信网的光传送网体系结构、管理维护发生重大变化，必须做好全面的规划和充分的技术准备，才能保证ASON网络的平滑演进。ASON智能的提出和实践为光传送网络由单纯的信息传送平台向业务提供平台演进带来了机会，以ASON代表的智能光网络必将成为近几年光通信网络建设和发展的主导方向。
三、晋江电力ASON组网架构介绍
随着晋江电网的不断建设发展，光缆应用的规模也越来越大。目前光纤网络在大部分地区已经初步形成了MESH网络格局，这就为晋江电力ASON技术的应用提供了最基础的物理平台。此外，从晋江电力SDH传输网络中传送的业务来看，尽管业务类型比较复杂，不同网络规模的传输网络间差别也较大，但传输网主要承载保护、语音、数据等业务，这些业务基本都是以2Mbit／s~155Mbit／s为主。
为了适应晋江电网安全运行和经营管理对通信网的运行可靠性提出的越来越高的要求，在2009年晋江电力将ASON网络建设纳入规划中，适时地将ASON等功能的应用纳入到SDH光纤骨干网建设的考虑之中。
在本次工程中，采用的SDH设备都是基于ASON平台，以保证将来光缆路由具备开通ASON的条件后，经过对设备简单的软件升级即可开通。这样可保证所选择的设备既可满足目前电网安全生产的需求，同时也为将来适应更高的要求打下了基础。目前晋江电力陆续完善其城网的ASON功能。科技论文，Mesh组网。。优化后的晋江电力ASON网络拓扑如下图所示：
晋江电力光缆资源比较丰富。电力大楼、陈埭变、龙湖变、安海变等30个站点均开通ASON功能，生成智能光网络。其中电力大楼、陈埭变、龙湖变、安海变作为汇聚站点组成核心MESH网络，每两个站点之间2.5Gbit／s带宽；其余26个站点带宽622Mbit／s，通过分段拼接隧道的方式实现小颗粒业务传送到电力大楼。
目前业内智能业务开展是基于VC4级别，考虑到晋江电力622M的带宽现状，通过合理的规划，各站之间建立VC4银级智能服务层业务，实现业务“源”“宿”之间分段的业务拼接，实现电力VC12业务的传送和保护。
四、晋江电力ASON网络的优势
晋江电力建设ASON网络，这是福建电力通信由SDH网络向智能化演进策略的具体实施,就技术而言智能光网有三方面优势：
1、传统的SDH网络只能依靠2个光缆路由，形成环形网络，无法抗拒网络2点光缆中断的故障，存在多个站点通信失灵的危险。科技论文，Mesh组网。。而在两通信节点具有多路由特征时，光缆资源无法直接利用而浪费。科技论文，Mesh组网。。采用ASON技术以后，光缆资源得到了充分利用，依靠MESH网格型结构，只要2节点间存在光缆路由，即可保证网络的安全性，因此抗击光缆中断能力明显增强。为实现“无论发生何种电力通信故障，均不应该影响到电网安全生产和管理”打下坚实基础。
2、在本工程中，首次实现了针对福建电力网络和业务的特点，发挥了多路由光缆的优势，对不同业务进行了钻石级、金级、银级、铜级、铁级等多种保护级别划分，首次实现了电力信息通道科学调度、精益化管理的具体表现。并在晋江通信滚动规划中，提出了光缆建设的进一步要求。
3、本次所用设备已经具备智能光网络的硬件基础，同步采用了智能化软件，一次性进行工程施工，客观上节省了一部分工程投资费用。
总之，晋江电力引入智能特性后，整个网络可抗多次断纤，便于维护和和业务配置，提供差异化的业务服务，光网络将从廉价的带宽传送网转向直接提供智能服务和应用的业务网，更为重要的是为网络的安全可靠提供了较高的保证。
作为一种完全兼容传统SDH技术的新型光网络技术，ASON是建立在SDH之上的创新而非革命。科技论文，Mesh组网。。在原来传送平面和管理平面的基础上增加了控制平面后，光网络被赋予了灵活机动的智能，在业务种类、业务调度、失效保护、操作维护、网络管理等方面凸现出全方位的优势，可以说，晋江传统光网络向智能光网络发展是一种必然。
【关键词】智能电网；电力系统；电力通信
中图分类号：TM7文献标识码A文章编号1006-0278（2015）12-157-01
进入新的世纪，全球经济、社会安全、环境和能源供应都面临着极大挑战，气候变化剧烈。灾害频发，传统能源日趋紧张，金融危机对各国经济打击巨大，因此，为了面对环境污染，拉动内需，提振经济。发展可再生能源，需要构建智能电网以助推电力行业创新，实现技术转型，从而保障国家能源安全，促进我国社会的可持续发展。2009年5月，我国国家电网公司提出加快坚强智能电网建设。
一、智能电网概念
智能电网是以包括发、输、变、配、用、调度和信息等各环节的电力系统为对象，不断研发新型的电网控制技术、信息技术和管理技术，并将其有机集合，实现从发电到用电所有环节信息的智能交流，系统地优化电力生产、输送和使用。电力企业通过促成技术与具体业务的有效结合。使智能电网建设在企业生产经营过程中切实发挥作用，最终达到提高运营绩效的目的。
智能电网不是为了炫耀新技术，而是为了实实在在的解决当前存在的问题。对电力系统而言，智能电网具有三个明显的特征；
1.自愈。对电网的运行状态进行连续的在线自我评估，并采取预防性控制手段，及时发展、快速诊断和消除隐患；故障发生时，在没有或少量人工干预下，能够快读隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。
2.互动。系统运行与批发、零售电力市场实现无缝连接，支持电力交易的有效开展。实现资源的优化配置；同时通过市场交易更好地激励电力市场主体参与电网安全管理。
3.坚强。坚强是对智能电网安全性的要求，即对智能电网中每一个元素都应该有安全性需求考虑，在整个系统中应确保一定的集成和平衡，无论对物理攻击（爆炸、武器）还是信息攻击（网络、计算机）智能电网都要能够应付并反虚出来。职称中心
二、智能电网对电力通信的要求（一）我国当前电力通信网现状
目前，我国的电力通信网是以光纤、微波及卫星电路构成主干线，各支路充分利用电力线载波、特种光缆等电力系统特有的通信方式，并采用明线、电缆、无线等多种通信手段及程控交换机、调度总机等设备组成的多用户、多功能的综合通信网。随着光纤通信技术发展，电力通信网业务从原来的64kbit/s逐渐过渡到了高速率的2Mbit/s、10Mbit/s、100Mbiffs及以上高速率通道上。从作用来看，我国电力通信网主要有传输网、交换网、数据网和管理网四大类网络象。
（二）智能电网对电力通信的要求
随着我国智能电网建设的不断发展，系统节点将大量增加，系统调度的任务将更加繁重，对电网大规模、全过程的监视、控制、分析、计算将向动态、在线的方向发展。
1.EMS系统
EMS系统的实时数据来自于数据采集与监控系统SCADA。EMS向即时信息系统SIS提供分钟级的实时数据，如：系统频率、总出力，SCADA实时数据可以考虑由设立在厂站侧的RTU终端进行采集，接口通常可以为异步数据接口Rs485或Rs232，根据信息量的需要，速率一般为1200bit/s至9600bit/s。
2.TMRS系统
在智能电网条件下。电能量计量系统除了具备常规测量功能外，还必须具有分时段累计存储和双向计量的功能。同时系统还需要具备对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析的子系统，以支持未来智能电网发展、新能源的并网。
3.SIS系统
即时信息系统SIS主要完成系统运行数据的处理，建设即时信息系统主要采用Internet技术，建立在安全的Internet基础上，以国家电力数据网SPDnet为通信基础设施，对社会开放Internet。即时信息系统由于要对社会信息开放，因此必须做好安全防护和安全隔离。
4.需求侧管理
智能电网一个很大的改变就是要直接面向用户。对于大量符合终端用户，由于具有众多节点并且业务量较少，早期一般采用无线公网通信系统实现信息传输。目前，主流技术大都采用公网租用线GPRs或cDMA，以保障对用户情况的掌握。
5.电力系统统一时标
当前，无论是电力录波装置还是计费装置都需要具有统一的时标信息，因此，一旦缺乏统一的时标信息将导致全网动态行为监督的缺失。为此，GPS技术的发展为电力系统实现动态监控提供了必要的物质条件，信同步时钟系统为各级调度机构主站，子站和厂站提供统一时间标记基准，包括电力系统在内的地球表面任一点均可接收到卫星发出的精度在1ps以内的时间脉冲，然后光纤通信系统将各变电站的测量收集汇总处理后，即可得到各变电站之间动态相量的变化，并据此实施相量控制。
三、结语
建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网，为我国清洁能源的规模高效发展提供保障，充分发挥电网在资源优化配置、服务国民经济中的作用，对我国经济社会全面、协调、可持续发展具有十分重要的现实意义。智能电网建设成为国家经济和能源政策的重要组成部分。
论文摘要:文章要介绍的是变电站综合自动化系统的发展趋势和重要性，提出了变电站综合自动化基本概念，并对系统结构、通讯方式和能实现的基本功能及变电站自动化的发展前景进行分析。
一、 概述
电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。
二、 系统结构
目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构：
（一）分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。
（二）集中式系统结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：
前置管理机任务繁重、引线多，降低了整个系统的可靠性，若前置机故障，将失去当地及远方的所有信息及功能。
软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。
组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。
（三）分层分布式结构
按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元）的二层式分布控制系统结构。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。
这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点：
可靠性提高，任一部分设备故障只影响局部，即将“危险”分散，当站级系统或网络故障，只影响到监控部分，而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行；段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断，比如长期霸占全站的通信网络。
可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。
三、常见通讯方式
目前国内常采用以太网通讯方式，在以太网出现之前，无论RS-232C、EIA-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求，但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘，以太网的应用，使通讯问题迎刃而解。常见的通讯方式有：
双以太网、双监控机模式，主要是用于220-500kV变，在实现上可以是双控机+双服务器方式，支撑光/电以太网；单以太网，双/单监控机模式；双LON网，双监控机模式；单LON网，双/单监控机模式。
四、变电站自动化系统应能实现的功能
微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能：故障记录；存储多套定值；显示和当地修改定值；与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。通信应采用标准规约。
数据采集及处理功能：包括状态数据，模拟数据和脉冲数据
状态量采集。状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。
模拟量采集。常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压、线路电压，电流和有功、无功功率值。馈线电流，电压和有功、无功功率值。
事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。
变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。
控制和操作功能。操作人员可通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。
防误闭锁功能。系统的自诊断功能
系统内各插件应具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。
数据处理和记录。历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：
断路器动作次数；断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间；独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；控制操作及修改整定值的记录。
根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。
人机联系系统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能，自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。
本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。还应具有同调度中心对时，统一时钟的功能和当地运行维护功能。
关键词：智能风冷控制 变压器 IEC61850 控制IED设计 智能变电站
中图分类号：TM401.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0032-02
随着智能电网的快速发展与推进，变压器智能化的研究与设计将是变压器技术发展的方向，风冷控制系统作为变压器不可或缺的重要组成部分[1-2]，必需满足变压器智能化发展的要求。目前我国的220kV及以上电压等级的变压器大多采用强油风冷冷却方式[3-5]，控制部分大多采用PLC或单片机完成，系统构成比较复杂，控制功能简单且控制模式基本固定，整个控制系统比较独立和封闭，基本不与其他设备信息交互[6-7]，在智能电网通讯及信息共享的要求下，传统风冷控制系统已不能适应智能变压器发展的要求。
本文详细介绍了变压器智能风冷控制系统的设计，包括系统构成及配置情况、控制原理、功能实现以及控制IED软硬件设计等。
1、系统构成及配置
1.1 系统构成
智能变电站自动化系统基于IEC61850通讯及信息共享要求，变压器风冷控制作为过程层设备应接入过程层网络，信息通过过程层网络传输，包括控制所需的测量数据、控制指令以及监测结果等，系统构成如图1所示。
1.2 系统配置
变压器智能风冷控制器包括冷却控制IED以及就地控制柜组成，根据目前运行的情况，控制器配置分为如下三种情况：（1）对于无特需要求情况，冷却控制IED作为控制主体安装在就地控制柜上，配置必要的辅助执行单元和电路，完成所有控制及信息传输功能；（2）对于就地控制柜已有简单智能控制器的情况，如PLC、单片机等控制执行单元，冷却控制系统由冷却控制IED与智能控制设备及辅助电路组成，完成控制及信息传输功能；（3）对于就地控制柜采用了特殊控制方式的情况，如风机控制采用变频器控制方式，冷却控制系统由冷却控制IED与变频器及辅助电路组成，完成控制及信息传输功能。
2、工作原理
2.1 基于IEC61850网络通信的数据传输
冷却控制IED所需测量数据主要来自测量IED，包括主变本体相关的油温、绕组温度、主变负荷等，来自其他监测IED数据包括铁芯监测电流、主变油中气体分析数据等，来自智能终端数据包括主变运行信息等，通过过程层网络GOOSE传输方式接收。
控制指令包括来自后台的远方控制指令经测控装置的控制信息、冷却控制IED发给智能终端跳闸信息等，均通过GOOSE传输机制，高效、快速的通过过程层网络传输。
2.2 控制IED运行方式
传统风冷控制系统由于数据采集的局限性，一般采用固定的“运行”、“辅助”、“备用”模式对风机组的控制，或采用奇偶数组控制模式控制风机组的启停，控制模式固定单一，不利于节能和设备的有效利用。变压器智能风冷控制设计运行方式分为手动和自动，其中手动方式又分为就地手动和远方手动控制方式。自动运行方式下，控制IED根据油温、绕组温度、变压器运行负荷情况以及变化趋势或者异常情况如主变铁芯电流的增大、油中气体反映出的热故障等，综合判断出需要运行的风机组数，发出控制指令启停风机组，完成主变的冷却控制要求。当处于手动就地控制方式时，与传统就地控制手动方式基本一致，运行人员在控制柜就地通过把手或按钮控制风机组的启停；当处于手动远方控制时，通过后台或调度等将控制风机组启停命令下发给测控单元，由测控转发控制指令到冷却控制IED，完成风机组的控制。
2.3 控制IED控制执行
根据1.2节介绍的配置情况，风冷控制IED的控制执行分为：（1）冷却控制IED直接控制辅助电路，如接触器和继电器等，完成风机组和油泵的启停，冷却控制IED需要有开出回路设计要求；（2）采用冷却控制IED与智能控制设备及辅助电路组成的配置系统，冷却控制IED采用通讯的方式与智能控制器信息交互，完成控制及信息传输功能；（3）采用冷却控制IED与变频器及辅助电路组成的配置系统，冷却控制IED采用通讯或模拟量输入输出方式，完成控制及信息传输功能。
3、功能实现
3.1 控制电源热备用
电源控制设置自动手动切换，在自动模式下，控制电源自动完成双电源的互为备用，且具备自锁功能，即当一路电源工作时，另一路电源可靠断开。在手动模式下，支持远方手动切换。
3.2 数据采集
支持GOOSE方式从过程层网络接收与风冷控制相关的测量量，完成控制所需的数据采集功能。
3.3 控制
控制策略根据综合数据分析，合理配置风机运行组数，满足变压器运行要求的同时兼顾节能、循环启停风机组以及风机组先启先停运行等原则。
3.4 切换
切换功能完成远方、就地以及手动、自动等控制方式的切换，满足不同运行方式要求。
3.5 通信
风冷控制IED具有过程层网络IEC61850通信功能，支持GOOSE方式数据接收和发送，完成网络数据的采集以及控制命令、控制结果和监测等数据的发送。
3.6 自检及告警
风冷控制系统的控制IED以及其他智能设备具有自检以及异常告警功能，实现自身状态检修。
3.7 对时
控制IED满足智能变电站所要求的对时精度和对时方式。
4、控制IED软硬件设计
4.1 硬件构成
硬件组成包括CPU、FPGA控制器、通信模块、开出控制器、开入采集单元等组成。硬件设计结构框图如图2 所示：
系统所需数据均通过过程层网络获取，设置开入插件满足就地信号的便捷接入，当就地控制柜配置有智能控制设备时，开出插件可不配置。
4.2 软件设计
根据变压器智能风冷控制功能要求以及控制策略设计，其主程序设计流程如图3。
5、结语
变压器智能风冷控制系统设计对变压器的安全稳定运行至关重要，该风冷控制系统的设计符合智能变电站通讯要求，满足变压器安全稳定运行要求，智能化程度高，节能且风机组运行效率及使用寿命等方面都得到了很大提高，运行方式灵活，适应性强，符合风冷控制系统的技术发展。
参考文献
[1]邓世杰.大型变压器风冷却系统的自动控制[J].变压器，2003年第10期.DENG Shi-jie. Automatic Control of Forced Air Cooling System in Large Transformers [J].Transformer，2003，10.
[2]李化波.一种新型变压器冷却控制装置的研制[J].电气应用，2007年第6期.LI Hua-bo. Development of a new device of Automatic Control of Forced Air Cooling control System [J].Electrical Application，2007，6.
[3]李化波.基于PLC的大型电力变压器冷却控制装置的研究[M].硕士论文.华北电力大学（北京）.LI Hua-bo. Research of Large Capacity Transformer Cooling Control Device Based on PLC[M]. Master's thesis， North China Electric Power University（beijing）.
[4]王泽峰，等.新型变压器风冷控制系统在电网中的应用［J］.变压器，2005年第8期.WANG Ze-feng. Application of New Air Cooler Control System of Transformer to Electric Network [J].Transformer， 2005 08.
[5]杨凯，等.新型智能变压器风冷控制系统[J].电工技术，2003年第9期.YANG Kai. The Transformer Air Cooling System Based On MCU Control[J]. Electric Engineering，， 2003 09.
[6]冷志国.大型变压器风冷控制系统的研究[M].硕士论文.哈尔滨理工大学.LENG Zhi-guo. Design on the Wind Cooling Control System of Transformer[M]. Master's thesis， Harbin Institute of Technology.
【摘要】本文介绍了配网用智能开关的定义、发展历程、运行管理现状，并结合配电网管理，研究智能开关在实际应用中要注意的问题和解决办法。
【关键词】配电网；智能开关；管理
一、引言
国内智能化配电网试点工程建设已在不断扩大，取得很好示范效应，但在实际运用中出现重科技创新轻应用管理的问题，不能发挥应有的作用。配电网管理的基础设备是智能开关，事关配电网科技创新的实际效果。
二、配网中的智能开关
（1）智能开关的定义与发展。智能开关是指一次设备是由非常规互感器、隔离开关、接地开关、断路器组成，二次设备是由电力电子技术、数字化控制装置和通讯接口组成执行单元，一二次集成的开关设备。实现保护、控制、通讯功能，能独立执行当地功能，自动检测设备缺陷和故障，具有远程管理模式。初级智能开关是户外型可视化微机保护装置的一体化带通讯功能的集成柱上开关或开关箱。发展趋势是插接式开关系统（PASS）：PASS采用智能化传感器技术和微处理技术，通过数字通信实现对设备的在线监测、诊断、过程监视和站内计算机监控；通过智能软件分析可确定出设备的运行状况；PASS中安装了电子式互感器；通过高速现场总线传送数字化的电流电压信号。（2）配网中智能开关的选择、规划设计与安装调试。配网开关的选择需满足常规断路器所要求的分闸时间、绝缘耐压、动热稳定性需要。控制装置要实现不间断供电电源。要通过全密封防水型航空接插件和户外密封电缆进行电气连接。开关的智能化与传感技术是分不开的，要提高智能化开关的可靠性、检测精度，需采用光电传感器、在线位移传感器、角度传感器、新型光纤温度传感器、SF6压力传感器及检测真空度的传感技术。配网开关规划设计方面将技术先进和经济效益相结合，线路开关数量适当：线路长、故障多的增加开关数量要适当。辐射型多分支线路中主分支线均要加装开关，次分支可不加。环网的在主分支两侧都加装开关，减少停电范围以及发挥环网作用。智能开关在中压配电网的安装采取柱上断路器和杆下控制箱或者采用电缆开关箱，都要采用防撞、防误碰（控制箱）、防通讯连接线损伤甚至防盗的措施。编制《10kV柱上智能分段负荷开关成套设备（含控制单元、PT）测试规范》。主要项目有两类。设备检测过程中，如出现检测项目A类任一小项不通过，则认定该设备不能通过检测。检测项目B类按实际检测结果评分。A类是相间短路故障隔离、单相接地故障隔离、联络开关转供电、后备电源及工程配置能力；B类是通信协议一致性测试、电磁兼容及耐压、就地操作、结构及配置检查、成套设备运维安全防护。（3）配网中智能开关保护定值管理。第一，开关保护定值预期效果。故障区域自动隔离。当支线发生单相接地、相间短路故障时，根据电流保护阶梯式保护时限和过流三段反时限特性，以及零序电流的变化，智能开关先于变电站出线保护开关跳闸，自动隔离故障线路，变电站出线、干线分段开关及其它分支线路开关不因故障发生而跳闸引起停电。干线故障时，也不会引起变电站跳闸和上一级干线分段开关跳闸。环网线路根据环网方法不同，进行调整。快速恢复非故障区域供电。在辐射型配电网络中，若分支线路保护越级引起干线跳闸，或干线越级导致前一级干线跳闸，则可通过检压重合闸方式，延时和次数的不同进行自愈。达到主干线先重合，合闸闭锁，成功后分支开关检有压而合闸，若故障则分闸闭锁的效果。第二，开关保护定值的设定原则。一是主干分段开关采用阶梯式电流保护。从时间上、电流值上配合。主干断路器3～5个较宜，开关时间值调整一致（多分段开关时局部几个开关合一设定）或级差调整为大于等于150ms。二是分支线路配合前一级分段开关的定值，电流值的设定可根据负荷情况按照躲过负荷启动电流和两相末端短路值来设定，过流时间上等于或小于分段开关值，速断要小于分段开关值。三是计算出来的定值要保证低于变电站出线开关的定值。四是要根据配网管理系统的潮流以及负荷分布进行实时调整。（4）配网中智能开关通讯管理。目前逐步推广应用的通讯通道的最佳方式是主站（子站）采用标准的以太网通信设备，主站（子站）与站端（FTU/DTU）的通信使用较多的是光纤自愈环网和光纤以太网方式。由于架空线路覆盖范围广阔，目前多采用GPRS/CDMA通讯。FTU/DTU通过GPRS通信模块和配网管理系统主站系统构成虚拟专用网。
三、结语
衡量智能开关管理与应用水平，主要看经济效益、安全生产、客户服务、管理水平等方面。智能开关将全面代替其它配网开关，成为配电网管理的重要基础。
参 考 文 献
[1]高东（音）．《智能化断路器简介》．华东电网有限公司．2001（1）
[2]毛为民，文锋．基于柱上智能开关的广州地区架空馈线自动化模式的研究[J]．配电网自动化技术．全国电力系统配电技术协作网第二届年会论文集．2009（10）
论文摘 要 数字化变电站是电力业的发展方向，在过去一段时期，因为统一的通信保准缺乏，数字化变电站的发展受到了一定的制约，近年来，在多项新技术的合力推动下，数字变电站通信解决方案得到了长足的发展，本文基于IEC61850数字变电站，对其通信关键技术进行了研究，对分层网络的数据交换标准、数字化变电站模式等进行了分析。
1 通信是数字化变电站的显着特征
通信是数字化变电站的特征之一，所有数字化变电站均以先进的计算机网络技术构建变电站的通信网络为基础，从而实现信息可靠传输。数字化变电站IED大多基于IEC61850标准构建，并以此作为信息交互的标准。此外，输变电设备的在线监测信息也作为变电站信息的一部分被处理和分析。可见，数字化变电站设备通过需要通过数字化信息交互以及IED之间互操作性功能，实现高、低压电气设备的电气隔离。
2 IEC6P 850标准及其技术要点
IEC61850标准在通信解决方案中占有极重要的作用，IEC61850国际标准是以美国的UCA2．0标准为基础的，是数字化变电站的首个比较完备的通信标准，该标准的推行为数字化变电站的通信网的建设提供了坚实的理论和技术基础，IEC61850国际也被引入到国家标准GB／T 860之中。该标准的技术要点有以下几个方面：能够提供符合电力系统特征的相关通信服务，信息对象在所处的信息源位置惟一定义，相应数据对象建模是统一的。能够实现面向设备和对象的建模，能够实现面向应用的自我描述。采取抽象通信的服务接口，在网络的应用层中的协议和网络传输层的协议都是独立的。与传统通信协议相比具有以下特点L1)：采用分层体系；信息传输采用与网络独立的抽象通信服务接口(ACSI)和特定通信服务接口(SCSI)；信息模型采用面向对象、面向应用的自描述；具有互操作性。
3 数字化变电站的网络结构
过去由于通信的不确定，使以太网进入控制领域有着一定的障碍，然而今年来以太网技术已经变得不断成熟，这就使嵌入式的以太网在控制领域有了更加广泛的应用，技术成熟的以太网完全能够满足数字化变电站的通信需求。
3.1 应用层
选择MMS规范作为应用层协议完成和变电站控制系统之间的通信。基于IEC61850建立的对象以及服务模型全部被映射为通用的服务，比如数据对象的创建、读写、定义等。MMS支持面向对象数据，这就使数据自描述完全能够实现，彻底改变了过去面向点的描述方法。由于数据本身有着说明，所以传输可以不受其限制，使数据管理和维护工作得到了简化。以太网通信与MMS的有机结合，再加入IEC61850的应用，这些都使数字化变电站成为了更加开放的系统。
3.2 传输层
站内IED的高层接口选择了标准的TCP／IP协议，完成了站内IED的网络化，让站内IED的数据收发全部能够通过丁CP／／P方式进行。监控主站以及远方调度中心通过丁CP／IP协议就能够通过WAN得到变电站内的相关数据。使用标准的数据访问方式就能够实现站内IED较好的互操作性。
3.3 物理层
选择以太网作为通信系统的物理层和数据链路层的主要原因是以太网在技术和市场上已处于主流地位。构建站级网络的过程中应该对变电站层的数据流量进行分析。以减少网络内的交换量，从而减轻网络的相关负担，同时要考虑使用多个网段。也就是把需要及时交换数据的IED置于同一网段之中，最大限度地减少网段之间的流量，规避数据冲突，从而提升各网段的利用效率。应用中也可以根据电压等级等因素统筹考虑对网络进行分段。此时要注意，过多的网段可能会造成网络结构变得更加复杂以及相应网络设备的增加。
4 组网的几个原则 转贴于
原则一：依据电气间隔组网。这条原则在电网中是十分重要的，在可靠性以及实时性要求较高的电气间隔，例如110 kV的线路以及母联等间隔全部要按照电气间隔来进行组网。对于需要配置双重化保护的间隔的，通常要采取双网冗余结构或者两套相对独立的设备。
原则二：在满足数据传输各项要求的情况下，应尽量使网络结构做到简化。对于35 kV以下等级的各间隔应该按母线位置分别设置一或者两段网络，对于分布在该段网络上的IED能够通过交换机直接完成信息交换过程。
原则三：针对母线保护以及主变差动保护等要采集更多的间隔交流量装置，需要采取面向功能的原则组网。比如给双重化的母线保护需要两台交换机，单母线配置一台；同时分别收集各个间隔交流电气量。这种模式的关键在于保证母线保护设备和交换机通信接口处理的时间一致性。
5 IEC6P850标准的应用
SCADA是数字化变电站的基本功能，包括开关控制，遥信采集，报警处理等。该类应用的数据通信通常是垂直的，IEC61850中采取客户到服务器的方式实现。在服务器端控制映射到MMS的读写服务时，遥信被映射到MMS的读写服务。报警以及事件的处理在SCADA中具有十分重要的意义，能够通过IEC61850报告服务实现。报告服务访问是数据集而并非单个的数据属性。触发报告的原因能够包括数据遥信变化，遥测越限以及数据刷新等。此外，数字化变电站系统的一些功能单元间要进行高精度的信息交换，这些功能单元能够处于相同或者不同的间隔。
6 结论
通信如数字化变电站的神经一般重要，选择更加合适的站内通信对数字化变电站具有十分重要的作用。因为数字化变电站网络的发展是收到多项技术的影响，为此，在实际网络结构选择中，要充分考虑各种因素，确保通信传输的可靠性和实时性统筹兼顾，简化结构，减少投资，提高效率。
Ethernet Powerlink实时以太网标准在2001年由奥地利贝加莱公司设计规划，目标是利用以太网技术构建一个实时、高速、确定性强的网络协议。PowerLink是一项开源技术，无购置成本，基于标准的以太网，无需专用硬件支持，速度快，支持10M-1000M的以太网，支持所有以太网的拓扑结构，布线灵活自由，刷新周期可达到100μs，抖动小于1μs，每个网段可以连接超过200个从站，节点距离可达到100米并支持光纤连接[1][2]。
1 PowerLink协议
Powerlink的通信协议模型如图1所示。Ethernet Powerlink在CSMA/CD的基础上引入SCNM（Slot Communication Network Management）管理网络通信机制。在网络中某个节点作为管理节点，通过管理节点控制其他节点的数据收发，节点的数据只有在规定的时间片内才能发送到网络上，保证了在同一时刻只有一个设备可以占用网络资源，从而避免了介质共享冲突，这样就可以使数据在限定的时间内被传输。
Powerlink物理层采用标准的以太网，遵循IEEE802.3以太网标准。数据链路层是Powerlink的核心，主要实现构建/解析数据帧、帧定界、同步、流量控制、差错检测、网络状态机等功能。
应用层采用了CANopen的机制作为网络配置和实时数据传输的接口。Powerlink协议在TCP/IP协议基础上进行了一定的实时扩展，增加了Async中间件来传输异步数据，采用ISOchron中间件来传输实时性较强的周期性数据[2][3]。
2 PowerLink主站设计
PowerLink是一个软协议，可以运行在各种操作平台之上。PowerLink 是基于普通以太网的实时通信协议，物理层采用标准的以太网，而数据链路层的控制和应用层的CANopen协议都是C语言编写的开源代码。PowerLink协议栈可运行在各种支持C语言的硬件平台和操作系统上。
本文将PowerLink主站建立在Linux操作系统之上，并运行于通用计算机硬件平台。Linux 操作系统开源且免费，在Linux 系统下有免费开源的实时补丁，大大增强了Linux 的实时性，其最小循环周期可达到十几微秒。
先下载开源的PowerLink主站协议栈，然后使用openCONFIG URATOR进行参数配置，并给Linux打一个RT-preempt的实时内核补丁，可大大提高性能并减少抖动。
3 PowerLink从站设计
3.1 netX网络控制芯片
德国Hilscher公司的netX是一种高度集成的网络控制器，适合工业通讯和大规模的数据吞吐。支持目前所有主流的实时以太网和现场总线系统，如Ethernet/IP、EtherCAT、Powerlink、CANOpen等协议。
netX50的结构如图2所示[3][4]，netX50网络控制器内部集成ARM 966的CPU核，netX50具有双端口内存DPM接口，用于连接外部CPU，片上集成112KB的RAM和64KB的ROM，并包含引导区装载和实时内核。netX50 具有多个可以自由定义的智能通讯接口，可以配置为实时以太网或者现场总线通道。内部集成了各种实时以太网协议所需的ASIC硬件资源，如Hub、Switch、IEEE1588等。
3.2 基于netX芯片的开发模块comX
comX是德国Hilscher公司开发的嵌入式实时以太网模块，通过加载不同的协议栈可实现Ethernet/IP、EtherCAT、Powerlink等实时工业以太网协议。comX模块是基于netX50网络控制芯片的开发模块，主机通过双端口内存DPM接口来进行数据交互，通过对DPM读和写来实现网络通信及模块控制。DPM是netX50控制器和主机之间共享的存储区，应用程序通过DPM来实现PowerLink数据通讯、配置netX50系统和诊断信息的获取。模块上带有2个RJ45接口，用于连接以太网。如图3所示。
PowerLink从站设计方案如图4所示，主要由主控芯片和comX及接口组成，主控芯片负责处理应用程序，netX50实现网络通讯。主控芯片采用STM32F103，是一款基于STM32的处理器（ARM Cortex-M3内核）。STM32F103通过FSMC总线读写comX的DPM，在comX上实现PowerLink从站协议。STM32F103实现用户接口和应用，从站的各种用户和业务都通过STM32F103接入实时以太网，comX上的两个以太网接口为PowerLink网络接口，STM32F103上可扩展一个标准以太网接口，因而从站方案可实现标准以太网和PowerLink实时以太网之间的相互通信。
4 PowerLink通信网络
PowerLink网络是一个实时网络，PowerLink网络中各个节点的通信，有着严格的时序性。各个节点在哪个时间段得到总线的使用权，是由主站统一分配的。每个PowerLink网只能有1个主站MN。
搭建的PowerLink通信实验网络如图5所示，3个从站CN和1个主站MN组成了星形网络，为了保证实时性，网络中只能使用集线器，各个站点通过RJ45端口与集线器相连，各个站点之间可实现延时极小的实时通信，主站可以实现对所有从站的控制和通信。
5 结语
采用PowerLink组建实时以太网通信系统组网简单，网络延迟小。主站采用PC搭建，并移植Linux下的PowerLink主站协议栈，从站采用嵌入式STM32F103和实时以太网模块ComX搭建，模块内装载PowerLink从站协议栈。给出了采用集线器搭建的PowerLink星型网络拓扑方案。此通信网方案可应用于工业控制、军事通信、电网控制等需要实时通信的领域。
参考文献
[1]奚清漪，麦云飞.基于Ethernet PowerLink的伺服通信控制.工业控制计算机，2006，19（7）：23-24.
.http：//ethernet-polerlink.org，2008.
关键词 低压电力线载波 GPRS 抄表系统 用电信息采集
中图分类号：TM764 文献标识码：A
随着智能电网的发展，以实现用电信息采集系统的“全覆盖、全采集、全费控”为目标，推进智能用电服务系统建设。同时在“三集五大”的背景下，大营销的重点是优化现有营销组织模式，拓展面向智能化、互动化的服务能力，加快用电信息采集系统建设，科学配置计量、收费和服务资源。这就提出了必须拥有优质集抄系统实现用电信息采集。本文正是针对当前智能用电的发展需要，就智能抄表系统急需解决的问题提出办法。
1抄表系统结构
1.1抄表系统结构及其功能
用电信息采集系统根据部署位置分为主站系统、通信信道、采集设备三部分。如图1所示：
图1：低压抄表系统框图
主站系统：它包括营销系统服务器、采集系统前置服务器以及相关的网络设备组成。它是整个系统的控制中心，可以获取计量数据、电能质量数据和智能用电设备的信息交互等功能。
通信信道：实现各种数据和指令在电能表、集中器、主站之间互相传递的通道，分上行通信信道和下行通信信道。上行信道为主站系统与采集终端通信的通道，在电力系统中比较常用的方式包括有线光纤信道、无线GPRS/CDMA、230MHz无线电力专用信道等。下行通信信道为采集设备与计量设备通信的通道，其主要是利用电力线载波通信技术实现的。
采集设备：指安装在用电现场的采集终端及计量设备，主要包括集中抄表终端、专变采集终端、普通电能表、带载波模块的电能表、以及计量和监测设备等。
（1）集中抄表终端又为集中器，指收集各采集器和载波表的数据进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备。它是位于主站与电能表之间，构成它们互交的桥梁，现场安装于每台变压器的低压侧。
（2）专变采集终端是对专变客户用电信息进行采集的设备，可以实现电能表数据的采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能的监控，并对采集数据进行管理和双向传输。其安装位置与集中器相同。
（3）采集器是用于采集多个或单个电能表的电能信息，并可与集中器交换数据的设备。
（4）电能表是记录客户用电数据的仪表，可以通过RS-485总线或者电力线载波通信技术建立与采集器或集中器之间通信。
1.2电力线载波通信技术介绍
电力线载波通信按电压分类可分低压电力线载波和高压电力线载波，利用模拟信号或者数字信号的技术，在可靠的电力线上来实现数据的高速传输。目前电力线载波通信比较常用的有：普通电力线载波、窄带通信方式、扩频通信方式等。而窄带通信方式作为低压抄表系统最为常用的方式，其主要特点有较强的抗干扰和系统可靠性。载波信号频率通信范围在低压电力线载波抄表规范中规定为3kHz～500kHz。电力载波通信的最大特点是不需要重新架设网络，利用现有的电力线路实现数据传递。
2用电信息采集的现状和常见的问题及解决办法
2.1主站系统
在电力设备不断更新后，相应的用电信息采集平台不断升级，抄表系统平台建设也达到了新的高度，实现了省、市、县各级数据的及时传递和指令的互交。整个平台建设相对比较完整，但也存在一定的缺陷，在信息安全方面还不够完善，目前无法实现每家每户通过互联网来读取用户自己每月用电量情况。电力公司现有网络的用电信息与互联网的衔接还有一段距离，在不久的将来通过采用更为先进的网络安全技术还是能够实现的，将给广大客户在用电、交费和信息共享等方面带来更加便捷的服务。
2.2通信方式
用电信息采集主要还是借助于电力线载波通信方式和GPRS无线公网通信方式相结合，以实现抄表系统的智能化、远程化、网络化。其中GPRS无线通信方式已经相当成熟，基本完成全覆盖，非常适合作为用电信息采集的数据传输，目前GPRS无线通信技术已经广泛用于电力公司用电信息采集。所以在整个抄表系统中问题较大还在是在于电力线（下转第178页）（上接第173页）载波通信，其电力线载波通信存在以下主要缺点：
（1）配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一台配电变压器所属区域内传送，这就要求集中器安装时，每个台区至少要安装一台集中器设备。但目前已经有较为先进技术，能够克服变压器的阻隔来实现通信，即可以在配电变压器的低压侧安装一个数字中继器，将该变压器一侧所连接范围内的用户数据进行解调集中，再将数据通过载波调制转发到变压器另一侧的中压线路上进行传输，使信号顺利通过变压器。
（2）存在各种噪声和脉冲的干扰。如电力线驻波、谐振产生的窄带噪声，雷电、线路中的电器设备突然开关、线路造成短路而引起的突发性脉冲等。
（3）电力线对载波信号造成衰减。其主要原因有通信距离、载波频率、线路负载等。
电力线载波技术不断改进，国内外的相关载波设备的可靠性及抗干扰能力也不断地提高，为电力线载波通信方式在电力行业的普及建立更好的环境。目前，在辽宁省用电信息采集系统应用的集中器设备共计有24个厂家，上行通讯方式采用GPRS，上行规约为376.1-2009或青岛东软，下行通讯方式采用窄带电力线载波通讯，下行通讯规约主要为青岛东软、福星晓程及少量的上海弥亚威、青岛鼎信、深圳瑞斯康、深圳力合微。在线运行集中器约100，000台，总数超过6，000，000只智能表。
通过对运行过程中的相关采集设备跟踪调查，发现很多问题。在有些小区，载波效果不好的配电台区，对于部分载波噪声大的低压配电台区，下行通讯不易应用载波技术，而选用微功率无线抄表的下行通讯方式，采用400MHz～500MHz小无线通讯模块与集中器之间进行通讯，达到数据采集的目的。在市区楼房密集的小区应用效果比较好，表计小通讯模块之间相互中继，电波可以穿透三层楼板通讯，地理位置临近的几个台区可用一个集中器实现数据抄读，相比载波方式可以节省集中器，支持PDA掌机在小区内抄表，北京电力公司及南方电网有大量的应用，与载波方式可以互补。
2.3采集设备
采集设备在用电信息采集过程中起到非常重要的作用。因电力电子设备的不断更新换代，所以相关设备也不断地升级变换，为采集系统带来更快捷、更方便、更高效的好处，同时也造成了在整个系统平台建设中出现设备型号、厂家、采集方式有所差异。在抄表的过程中因这些差异，带来的问题是有些集中器在读取不同厂家的电能表出现数据错误，大大地降低了抄表的成功率。要求厂家生产的载波模块的相关参数和标准统一化，在设备安装时也尽量采用同一厂家生产的，方便后期的维护和升级。集中软件参数设置不合理，在特殊的地区无法正常的使用，使部分电能表数据漏抄，对此情况通过优化集中软件参数合理设置解决。
3结束语
随着电力电子技术的不断发展，低压电力线载波技术应用于电力行业也在改进，为今后用电信息采集的发展创造更为宽广的舞台。本文介绍了在低压电力线载波通信方式下的抄表系统，对信息的采集具有非常重要的参考意义。
参考文献
[1] 曹敏，李波，毕志周等.低压电力线载波通信性能测试方法研究[J].电测与仪表，2012，49（562）：46-51.
[2] 陈凤，郑文刚，申长军等.低压电力线载波通信技术及应用[J].电力系统保护与控制，2009，37（22）：188-195.
关键词：Internet of Things；RFID；传感网；M2M；智能
中图分类号：G202 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 10-0144-01
一、物联网的基本原理
物联网是在互联网的基础上，利用RFID技术、无线数据通信技术，构造了一个涵盖世界上万事万物的“Internet of Things”结构体系。在这个网络体系中，商品与商品之间进行直接的“交流”，不需要人的干预。其实他的实质是利用RFID技术来实现的。
而RFID，射频自动识别技术，赋予了物品开口说话的权利，使得物品之间能够进行间接的交流和沟通[1]。在物联网的概念下，RFID标签中保存着规范而具有交互性的信息，通过开放新的计算机网络来实现信息的交换与共享，进而实现对物品的透明管理。
二、应用与技术
物联网有许多应用领域，包括：智能家居，智能医疗，智能交通，智能物流，智能电力，智能农业，智能工业等领域。物联网可以以电子标签和EPC码为基础，建立在互联网基础上形成的实物互联网络，宗旨是实现全球性物品之间信息的实时共享。物联网的系统结构由信息采集系统、PML、产品命名服务器(ONS)和应用管理系统四部分组成。
PML是产品生产商根据先前已知的原则，对产品进行管理，并依据XML标准来对产品实施信息管理的一种信息检索服务器。PML服务器在物联网中的主要作用是以方便可行的格式提供对产品原始信息进行有效的描述，以便于其他节点的及时访问。
信息采集系统，信息采集系统主要是由产品的电子标签，读写器，驻留有位信息采集软件组成，其功能主要实现产品识别，以及对EPC码的采集与处理。当存储有EPC码的电子标签经过读写器的感应区域时，产品的EPC码会自动的被读写器识别，从而实现自动化的信息采集，采集到的信息再交由上位机信息系统进行进一步的加工与处理，使得这些被加工处理过的数据能够被上层管理系统加以利用和管理。物联网通过与互联网相连，使得物理世界的任何产品无论何时何地都能进行互联，并且可以识别任何产品，让这些有型的产品都附带上了动态信息，使其成为了智能产品。
三、联网的发展与市场培育
从国际上看，欧洲，美国，日本都十分重视物联网的发展前景，并都做了大量的研究与开发工作。把ICT技术充分用到了各行各业，把感应器嵌入到全球每个角落，例如电网、交通(铁路、公路、市内交通)等相关的物体上。并利用网络和设备收集到的大量数据通过云计算、数据仓库和人工智能技术给出解决的方案。把人类智慧赋予与万物，赋予地球。他们提出“智慧地球、物联网和云计算”就是美国要作为新一轮IT技术革命的领头羊的最好证明。在北京2009年11月全球物联网会议上，他们介绍了《欧盟物联网行动计划》(Internet of things ---An action plan for Europe)其目的也是企图在“物联网”的发展上达到引领世界的目的。作为国家层面成立了《传感器的网络标准工作组》。而中国通信标准化协会也启动了基于互联网的物联网和基于电信网的物联网的相关标准和研究课题的申报工作。中国的几大电信运营商积极投入“物联网”的技术开发和应用的工作：物流信息化、公交视频化、校讯通、农村信息化、渔牧业监控、水文水质等。
感知交通：
1.打的找车不再困难??——“越是着急越是打不到车”是每个打车人都会遇到的难题，但是如今，无锡移动帮全市90%以上的出租车装上了智能定位管理系统，每辆车的位置在中央平台上都能显现出来。市民只需一个电话就能叫道车。系统还有同事防盗报警、定位查车、轨迹回放、广告信息等多项功能。不仅保障了司机的安全，更大大方便了乘客。如果哪天你不小心把随身物品忘在了出租车上，而又不记得具体车牌号码了，别担心，该平台的“查询历史车辆”功能将能帮你立刻查出相关的出租车车牌号。2.智能公交助力市民优先——等公交车从不会像地铁般悠闲，往往是我们“望眼欲穿”后，“拥挤不堪”的公交车才“姗姗来迟”，但是无锡移动助力打造的“智能公交”平台将能“感知”车辆位置，并实现智能调度。它让车辆调度员足不出户就可以知道车辆行驶到什么位置了，车内是否出现过度拥挤，哪条线路需要增派车辆了。
感知健康：
1.预约挂号远程会诊——医疗行业是与人民生活密切相关的行业，无锡移动与我市各大医院积极打造的医患通系统，搭建起医患沟通的感知平台，实现论文手机预约挂号，较好地促进了“看病难、看病贵”等问题的改善和解决。随着TD与物联网的融合，数字健康工程将为人们带来更多意想不到的惊喜，这些应用将推动着未来的医疗信息化向系统网络、信息移动化、服务远程化的方向迈进。2.体检竟然如此便捷——健康是人生最大的资本，但是繁琐的检查程序总是让现代都市人“望而却步”，但是有了物联网的支持，只要在你的手指上套上一个小夹子形状的传感器，你的体温和血糖就可以马上被测出，并且实现24小时跟踪。更让人诧异的是类似的传感器甚至可以植入到人体内部，包括体温，营养物质、有害物质含量等信息均可通过传感网传输至患者随身携带的TD手机上，帮助医生提出更科学、更加有效地治疗方案，这样的智能健康检查，怎能不使我们希冀。
四、结束语
由于物联网是基于现代高新技术，而提供的服务内容应属现代服务业，从发展服务产业角度看，物联网也是我国发展现代服务业的重要组成部分，而它所包涵的微纳制造技术、仪表及测试设备、各种信息通信网的制造和工程，则属先进制造业。
参考文献：
[1]田美花.基于RFID技术的生产执行系统关键技术研究[J].青岛:中国海洋大学,2007:56-57
[2]肖慧彬.物联网中企业信息交互中间件技术开发研究[J].北京:北方工业大学,2009:12-30
国内外普遍公认的物联网的概念是麻省理工Ashton 教授于 1999 年在研究 RFID 时提出来的:All things are connected to the Internet via sensingdevices such as radio frequency identification( RFID) to achieve intelligent identification and man-agement[1],即把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。在 2005 年国际电信联盟 ( ITU) 的报告 《ITU 互联网报告 2005: 物联网》 中,物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于 RFID 技术的物联网[2]。从 “智慧地球”的理念到 “感知中国”的提出,从 “唐芯一号”的研制成功到无锡 “物联网产业基地”的确立,物联网技术与应用在政府、企业得到广泛的认同与重视。在我国物联网已从概念的炒作,上升到产业规划与发展高度,在各行业获得了一定的理论与应用研究。本文在物联网应用研究文献综述的基础上,辨析物联网与物流管理的关系,从而为探讨物联网环境下现代物流发展的思路提供参考。
1 物联网的应用研究现状
1. 1 物联网的应用研究
物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、体育竞赛与体育训练、教育培训、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域[3]。
1) 物联网在社会经济与生活中的应用
杨子江 ( 2010) 提出物联网对环境保护的推动作用,认为借助物联网技术可对生产的节能减排进行全程监控。王粉花等 ( 2010) 研究以物联网中无线通信技术为基础的人体运动状态监测系统的设计方案,以满足老龄人护理需求。朱小妹( 2010) 设计了基于物联网技术的农业生产智能管理系统,通过在各农作物领域应用传感器,实现各种数据的自动采集。李卢一 ( 2010) 基于对物联网研究现状的把握,探讨物联网在构建智能化教学环境、丰富实验教学、辅助教学管理、拓展课外教学活动方面的作用。李胜广 ( 2010) 提出将物联网技术应用于城市应急预警系统中,实现感知城市的功能。王建冬 ( 2010) 提出物联网的出现催生了第四代生产业,提出生产业发展的 4 阶段模型,其技术维度依次为数字计算机、微机、互联网与物联网。物联网在企业方面的应用研究: 贾凯 ( 2005)搭建了物联网在医药流通中的应用框架。刘建生( 2007) 分析了基于物联网的药品流通流程再造措施。温平 ( 2010) 设计了基于物联网技术的新型干法水泥生产设备运行状态监测系统,监测设备的温度、振幅,实现信息的及时上报与报警。梁正平 ( 2010) 提出基于三维编码的全流程食品追溯系统,结合物联网技术,实现信息的采集与查询和追溯。朱帅 ( 2010) 在 “物联网对未来零售业的影响”一文中提出 “技术催生革命”、 “信息分析是增值点”、“机遇和挑战并存”。此外,不少学者也从不同角度就物联网自身发展进行了研究。焦泉 ( 2010) 阐明物联网与知识产权的关系,提出加快我国物联网知识产权保护创新的思路。宁焕生 ( 2010) 提出中国物联网网络管理协议结构 ( RFID - MP) ,为中国物联网的架构、信息服务系统和网络管理协议的发展和研究提供了参考。顾晶晶 ( 2010) 设计了基于无线传感器网络拓扑结构的物联网定位模型。杨斌( 2010) 提出基于面向服务架构 ( SOA) 的物联网企业应用基础框架,该框架利用射频标识构建的物联网对企业产品全流程进行监控,通过 SOA 实现海量数据资源共享和高效利用,为企业资源整合提供一种可行的解决方案。张云霞 ( 2010) 对物联网领域现有商业模式进行分析,指出适合电信运营商的物联网商业模式。这些研究都为我国当前物联网产业的发展提供了探索的思路。
2) 物联网在物流方面的应用
物联网在物流方面的应用主要集中在物联网对物流的影响以及物联网在物流操作、物流信息及供应链物流管理等方面的应用。关于物联网对物流的影响,赵昱 ( 2010) 展望了物联网对物流活动的影响。王继祥 ( 2010) 提出物联网在物流业中的应用,包括: 产品的智能可追溯网络系统、物流过程的可视化智能管理网络系统、智能化的企业物流配送中心、企业的智慧供应链。沈旭明( 2010) 提出物流属于物联网带动产业,提出智能物流的概念。左斌 ( 2010) 提出物联 网时代物流企业的转型升级为供应链网络管理组织的主导企业,物联网催生新的物流运作模式———专业化“物联网服务商”。戴定一 ( 2010) 认为物联网时代的 “智能”是基于网络的,或者说是依托 “基于网络的集中式数据处理和服务中心的”; 物联网促进物流智能化; “数据中心”是网络经济社会的一个创新的经济主体,存在 “商务模式”运作等困惑。关于物联网技术在物流操作中的应用,潘金生 ( 2007) 提出基于物联网的物流信息增值服务。朱文和 ( 2010) 提出基于物联网技术实现供应链全过程的智能化物流配送服务。李霞 ( 2010) 分析了物流信息技术与物联网的关系。薛飞 ( 2010)提出把物联网融入物流园区的建设中,利用物联网在不同物流园区间搭建一个互通互利的网络结构。王晓亮 ( 2010) 提出物联网可用于我国铁路运输的客票防伪与识别、站车信息共享、集装箱追踪管理与监控及仓库管理。物联网在物流信息系统中的应用,一方面表现为 RFID 技术在物流中的应用,另一方面为基于物联网的物流信息系统的设计。罗秋科 ( 2007)提出 EPC ( Electronic Product Code,产品电子代码) 系统及其在现代物流中的应用。余雷 ( 2006)提出基于 RFID 电子标签的物联网物流管理系统。王德玉 ( 2007) 提出 RFID 技术在军事物流领域的应用研究。Christian Decker ( 2008) 设计了 SmartItems ( 智能物料项目) 应用于供应链管理。Vin-cent ( 2009) 研究了 RFID 与物联网的关系,提出二者有助于救市。金鑫 ( 2010) 提出 RFID 发挥优势物联网助力春运,实现车票实名制管理。王烨( 2010) 提出基于 RFID 技术的物联网在物流安全领域的应用。荆心 ( 2010) 研究基于物联网的物流信息系统体系结构。俞灵 ( 2010) 提出港口口岸物联网体系结构规划设想。Antonio J 设计了基于物联网的医院智能信息系统,用于检测过敏及副作用。Reiner Jedermann 提出基于智能嵌入式标签物流中泛在计算的应用。在供应链物流管理方面,樊世清 ( 2010) 讨论物联网对供应链管理的影响。李旸 ( 2010) 提出物联网对商业银行供应链金融产品的影响。毕明光 ( 2010) 提出基于物联网技术的物流供应链研究。张佶 ( 2010) 提出物联网提升纺织供应链管理水平。周受钦 ( 2010) 提出 “物流装备物联网”的概念,即物流装备智能化加上传输网络及管理系统与运营系统。
1. 2 我国物联网应用研究现状评述
我国对物联网的发展与应用的研究非常多,这些研究丰富了物联网的理论研究领域,对我国物联网的理论体系完善起到添砖加瓦的作用,满足了当前我国物联网发展的特定需求。
1) 上述文献中提出的主要观点
本文仅对物联网应用方面的文献作梳理,未涉及大量关于物联网技术的文章。上述文献从物联网应用的各个角度展开,形成一些明确的、共识性的观点: ①物联网的广泛应用将是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息革命,或称为信息产业革命的第三次浪潮; ②互联网与物联网的整合,改变了人类的生产和生活,实现全球 “智慧”状态; ③物联网带来了新的产业革命,可利用物联网信息通信技术改变未来产业发展模式和结构; ④作为信息技术与网络技术,物联网可广泛应用于各行各业,实现信息的共享、反馈;⑤物联网将是一个新兴产业,物联网产业是具有万亿元级规模的产业; ⑥当前我国物联网发展的障碍集中于安全、成本、效率、标准化、整体规划等方面。总体而言,文献较客观地描述了我国当前物联网的发展现状,阐述了发展物联网的益处,对我国未来物联网产业的发展前景进行预测,同时探讨了物联网在各行业、各领域的应用方向。此外,关于物联网的应用研究角度非常丰富,研究人员众多,不仅限于高校、企业,还包括政府人员; 同时研究视角奇特,既包括新兴低碳经济与物联网的关联,也包括传统的科学发展观、与物联网的关系分析。
2) 研究可能存在的不足
物联网毕竟是新兴事物,因此,不可否认当前物联网理论与应用研究的作用与贡献。但是也应看到上述研究的不足,总体表现为研究内容较空、雷同,学术界对此的讨论非常热烈,但是多浮于表面,实践应用不足。部分研究仍然仅着眼于物联网的基本概念和细微的应用点,研究内容也不够深入,仅是对物联网技术的套用。部分文章文不对题,对物联网的分析、应用有些牵强附会。应用研究性的文章“为应用而应用”,缺乏应用的基础分析,提出的措施空泛。物联网应用性文章研究从点着手,但是也仅限于点,而非线、面。例如研究主题为“物联网应用于物流管理”的多数论文仅是对采购、生产、配送、销售、回收 ( 召回) 等供应链过程各个环节的监测,缺少全过程的协作,同时侧重于信息的共享,缺失物联网产业链各主题对实物智能管理的协作。研究物联网技术应用于监测,而无后续支持: 仅是安全防范,未能做到控制处理。多数论文均将物联网作为信息技术和网络技术进行分析,对物联网商业模式与产业运营的研究较少、较浅。关于物联网产业链中物流配套支持的理论研究较少。
2 对物联网的认识
关于物联网的现实存在性、必要存在性和物联网的重要性,学术界和企业界依然存在不同看法。借鉴互联网的发展,本文认同物联网存在的必要性,认为其发展大有前途。物联网的信息技术、政府关注都不再是问题或者障碍,同时随着突发事件、消费者便利性、企业的合作、智能化控制等方面的需求,物联网由此应运而生,满足基于智能物体处理与互联的网络需求。当前关注的不应该是物联网的机遇,而是如何引导、创造物联网市场需求。在一些高端领域,如军事、医药、应急体系中率先开展物联网的理论和实践研究,在技术、经济、管理等方面先行先试,从而为未来物联网的普遍实施奠定理论基础和实践经验。关于物联网的本质 ( 或者特征) ,从以下几方面进行探讨。
2. 1 物联网技术的综合性
物联网技术包括信息、网络以及 IC 技术,这些是业界公认的,同时物联网还是一项经济技术与管理技术的交叉学科。要成为真正“物物相连”的网络,前期投资非常大,在关键领域的物联网实践可能要面对高 投入低产出。此时物联网的应用研究应更多关注其适用性与实用性,而弱化其经济学效用分析。随着未来物联网呈现为 “泛在网”,物联网将涉及各行各业和千家万户,而控制区域物联网的经济运营就成为经济学者亟待解决的难题[4]。物联网 “泛在网”的万物智能管理也存在同样的问题。
2. 2 物联网是未来经济发展的外部环境
物联网的性质和运作类似电子商务,都是提供了一个经济发展的平台和商务环境。物联网具有服务 ( 应用) 功能,因此可将物联网划分为第 4 代生产业[5]。物联网开创了一种新的商业模式,主要反映为新的产业链,其实用性和盈利性必须得到关注和体现。物联网作为一种新的商业模式,其研究应侧重经济学角度,即引导、扩大规模性的需求。在当前物联网商业模式的确立与发展中,政府发挥着引导作用,可促进在国家公共领域 ( 交通控制、应急管理等) 物联网技术和管理对程序性的事务实践的应用,为未来民用、市场化的物联网实践积累经验。
2. 3 物联网表现为一种网络集合
物联网是万物相连的网络,是信息网络和实体网络的集合。其中信息网络是万物信息流的载体,物体实体网络是万物发生关联时的实物移动网络,其部分与现有物流网络重合。物联网运营的目的是万物智能处理,智能信息是手段,物体控制是过程,物体处理是结果。物联网的实质是一个网络,其信息网络和实物网络都是物联网运营的经济网络。在物联网运营中网络应发挥实物信息沟通与实务移动功能,规模经济是物联网物流的经济学原理,在未来物联网规划上应加强物联网基础设施的建设。
3 辨析物联网与物流的关系
基于上述分析,将物联网看成一种社会经济发展模式和独立的产业来看,物联网与物流的关系就较明确了。物联网与物流的关系如同电子商务与物流的关系,主要表现为物流支持物联网各种物的移动 ( 处理) 活动,同时物联网产业扩大物流的服务市场以及物联网对智能物流发展的推动。物联网对智能物流发展的推动表现为当前物联网技术在物流中的应用。
3. 1 物流管理支持物联网的运作
物流是最早接触物联网理念的行业之一,RFID、EPC 技术也都在物流领域有实践应用。在物联网这种新的信息环境、产业结构和商务模式下,物流发挥着实物流通的基础设施、派生需求与支持服务的作用。物联网借助信息技术和网络技术,将万物相连,实现对物的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网中对物的智能处理要求物是移动的、流通的,而不是固定不动的,这就需要物流节点、运输线路等支持物的转移与暂存之间的协调,甚至会需要物流中心这样的大型物流节点实现区域内物联网物的智能处理的全部活动。因此由物流节点与运输线路构成的物流网络是物联网运作的基础设施。物联网的价值不是表现为可传感的网络,而是各个行业的参与和应用。物联网应用需根据行业的特点,进行深入的研究和有价值的开发,提供满足不同行业的需求,诸如平安家居、智能消防、环境监测、老人护理、食品溯源等。物的智能管理是各个行业物联网运作的本源性需求,这些智能管理相应地产生物的操作,例如转移、加工、回收或召回等活动,并继续派生出运输、储存、配送、流通加工等物流活动。物联网任务的完成派生出大量的物流活动,物流表现为物联网运作的派生需求。物流的本质是一种服务,实现物的迅速流转,物流管理在物联网运作中亦发挥服务支持的作用。随着制造业的全球化,产品的生产制造、流通扩大到了全球范围,因而基于制造产业的物联网不可避免地涉及到零部件及成品的全球化供应链物流管理。物联网与企业供应链管理的融合将成为企业信息发展的趋势,物联网的应用将进一步推动供应链各个环节间的无缝集成和产业间的整合。物流作为供应链管理的主要内容之一,其在物联网的服务支持表现为: 一是在具体节点、区域内以及区域间物流活动,支持物联网的具体物的操作,二是通过物流外包实现物流服务的专业化,三是跨区域物流的物流企业协作,以降低服务成本。
3. 2 物联网产业扩大物流的服务市场
物联网是 “物物相连的互联网”,可以理解为: 物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络; 物联网的用户端延伸和扩展到任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。物联网是基于互联网的应用,其所到之处皆有可能成为物流服务的市场或者潜在市场。物联网产业扩大物流服务市场表现在 3 个方面: 1) 物联网产业本身的发展需要物流服务。物联网将成为全球信息通信行业的万亿元级新兴产业,目前物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业在发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别一系列产业的同步发展。随着物联网产业的芯片制造、工程实施、平台建设与系统运维的逐步推进,将形成完善的物联网产业链。物联网产业链涉及大量的物资采购、安装,随之将产生巨大的物联网工业物流服务需求。2) 物联网应用带来的物流服务需求。物联网不是孤立的网络或平台,应用是其根本,物联网的应用范围几乎覆盖了各行各业。当前物联网行业的应用需求和领域非常广泛,潜在市场规模巨大。物联网的这些应用领域都涉及物的智能处理,因此可以看成是物流服务的需求方。3) 基于物联网应用带来的新的物流服务需求。物联网的发展给人们的生活带来方便,降低了生产成本。从价值工程的角度看,物联网的 “价值”是 “对象所具有的功能与获得该功能的全部费用之比”。只有不断提高其功能,降低成本,物联网的 “价值”才能提高,该产业才能够得到更好的发展[6]。当前与未来物联网的应用主要侧重关乎国计民生的领域,例如国防军事、环境监测、智能电网等。物联网的应用需要高服务质量的物流支持。一方面需要物流附加增值活动满足特定领域的智能管理,另一方面需要跨地域的物流协作来降低物联网的运作成本。
3. 3 物联网与物流网络结合,实现物的智能化管理
物联网的目的是追求物的智能化处理,是通过标识物体属性、识别属性、转化为信息、采集信息、信息传输、信息处理以及发出指令等动作实现的,最终达到对物体的实时在线监测、定位追溯、信息联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、决策支持等管理和服务功能[2]。物联网实现对万物的 “高效、节能、安全、环保”的 “管、控、营”一体化,因此,物联网运作是具有经济性的管理活动。虽然物联网管理的媒介是信息,但是管理的对象是实物。物联网的信息共享与处理是借助互联网络实现的,而具体到实物的智能化管理则需要借助物流网络的支持。物流网络作为基础设施,保障物品流通过程中的集中存储、集并运输与共同配送的组织与操作,实现物流管理的规模优化目标。对于物联网应用企业而言,适宜的物流管理外包与物流网络的完善,可以实现物流的专业化分工和规模化运作,从而降低整个物联网应用企业的运营成本。与其说物联网是网络,不如说物联网是业务或应用,物联网是基于互联网应用的拓展[7]。物联网通过信息网络将需要的物品相连,并将智能化的操作指令反馈于物品,其运作与物流网络密切相关。物流网络包括 3 个层面[8],即物流基础设施网络、物流信息网络和物流组织网络,它们与物联网有着千丝万缕的关联。从技术架构上来看,物联网可分为 3 层: 感知层、网络层和应用层[2]。感知层是物联网的神经末梢,负责物品的识别和信息采集。而物流基础设施网络由物流节点和运输线路构成,其是物品流通活动与物流活动的载体。物联网感知层需涵盖物流基础设施网络的各个节点与线路,从而同时获得物品在流通过程和物流过程的初始信息和过程信息。物流信息网络不仅传输物流信息,同时与供应链其他企业进行信息交互,其与物联网中的网络层相吻合。应用层是物联网和用户的接口,实现物联网的智能应用。而物流组织网络是物流企业与其他企业实现协调与统一的平台。物联网应用层为物品提供智能化的管理方案,必然需要物流组织网络中各方的参与与支持。简而言之,物联网通过互联网信息平台实现物物相连,物流网络构成物联网运作中实物操作的基础设施和组织管理网络,物联网、互联网、物流网络 “三网合一”,三者协作共同实现物体智能管理的目的。
论文关键词:电信产业民营化效率
论文摘要:本文提出通过民营化改革以破除行政性垄断进而提高电信产业效率这一电信产业改革路径,并提出基于电信业务的合理划分,通过组合运用民营化改革实现途径,循序渐进地对电信产业实行民营化改革。
一、引言
萨瓦斯教授认为:“民营化指一种政策,即引进市场激励以取代对经济主体的随意的政治干预,从而改进一个国家的国民经济”[1]。虽然对民营化的概念界定不一,但核心都是更多依靠民间机构,更少依赖政府来满足公众的需求。自1984年英国电信产业民营化改革取得巨大成功以来,许多国家开始了民营化进程。在亚洲,1987年日本政府将日本电报电话公司民营化,大约筹集了800亿美元,成果十分显著[2]。步入20世纪90年代,拉美地区、中东、东欧、澳大利亚和中国的民营化也活跃了起来。就我国电信产业而言,其行政性垄断的严重弊端日益凸现,因此,面对入世初的机遇与挑战,探索科学的改革思路并有效运用民营化改革实现途径对其实行民营化,对于充分挖掘民间力量发展电信产业,促进我国电信产业的可持续发展,有着十分重要的现实意义。
二、电信产业的行政性垄断与低效率
传统经济理论认为,自然垄断产业存在着资源稀缺性、规模经济性、范围经济性及成本的弱增性,因而某种产品由一家企业生产比多家企业共同生产有效率。传统经济理论还认为,私人垄断企业会通过制定垄断高价侵害消费者的利益造成市场失灵,这就要求自然垄断产业由国有企业垄断经营。基于上述理论指导,而且考虑到财政收入、就业状况及国家安全等因素,具有自然垄断特性的我国电信产业在20世纪90年代以前一直由邮电部独家垄断经营。邮电部既是国家电信政策的制订与监督者,又是具体业务的经营者。具体表现为:在投资建设上,主要依靠国家投资,通过行政法规力量排斥了外资与民营资本的介入;经营机制上,沿用计划经济思路,运用行政权力决定企业的人事、分配等诸环节;价格形成上,不考虑业务特性,而由政府按成本加成定价法统一定价;企业目标上,不是以利润最大化为主要目标,而更多地考虑行政性目标;等等。这就决定了这种垄断是一种以政企合一为特征的行政性垄断,有别于基于技术原因或特定的经济原因而形成的自然垄断。因此我国的电信产业实质上是具有自然垄断特性的行政性垄断,这种具有超经济的强制性和排斥竞争的封闭性等特点的行政性垄断不仅导致了生产的低效率,而且还引发了分配的低效率,使得电信产业的民营化改革迫在眉睫。
三、民营化改革改善电信产业效率的内在机理分析
由于行政性垄断的存在,造成了社会效率的损失及我国电信产业国际竞争力的低劣,而且随着我国加入WTO,外资将逐步介入,开放的国际市场是不允许行政性垄断继续存在的,因而必须通过民营化改革破除电信产业的行政性垄断,以达到消除电信产业低效率的目的。
通过民营化改革,引入外资与民间资本,从而实现投资主体的多元化、公司治理结构的创新和现代企业制度的建立,使得以往管理国有电信企业的旧体制不再适用于对各种经营主体的管理,因而必须进行管制体制改革,将政企合一的政府管制体制改革成为政企分离的政府管制体制,使政府从以往直接干涉电信企业经营活动过渡到通过完善的法规间接控制企业市场行为上来,即通过倒逼的方法,迫使政府进行管制体制改革[3],实现电信产业内以政企分离为特征的新型政府管制体制的建立,达到破除行政性垄断的结果。行政性垄断的破除有利于形成有效竞争的市场格局,使竞争机制充分发挥作用。优胜劣汰的竞争机制将会促使企业自觉进行技术和管理的创新,努力降低成本,提高生产效率;而且,竞争这只“看不见的手”在不完全的信息世界中发挥一种信息发现机制,打破信息的垄断,使企业按照边际成本或平均成本定价,实现分配效率。最终实现消除我国电信产业低效率,提高国际竞争力的目的。即通过民营化改革,形成多种所有制并存的企业经营主体,进而引发政府管制体制改革以破除行政性垄断,从而形成有效竞争的市场格局,达到消除电信产业低效率的目的。
四、电信产业民营化改革的实现途径
借鉴国外电信产业民营化改革的成功经验,并结合本国电信产业的技术经济特征,笔者认为,电信产业民营化改革的有效实现途径应包括上市融资、成立合资企业、国有民营、转让部分竞争性领域的国有资产及鼓励民营企业进入等。
(一)民营化改革的实现途径比较
不同的民营化实现途径具有不同的优势和劣势,如表1所示:
由于优劣势上的差异,因而,不同的民营化实现途径,在电信产业的民营化改革过程中的重要性是不同的。上市融资是电信企业做大做强的必然选择,发展民族经济要求鼓励更多的民营企业及早地进入电信产业,对外资进入的限制使得合资成为外资进入的主要形式,而国有民营只能是一种过渡性形式,转让部分竞争性领域的国有资产只能作为一种辅形式。
(二)多种民营化途径的组合运用
尽管各种民营化途径的重要程度不同,但我们也不可能指望选择一种途径,而应该通过将多种途径加以组合运用,来实现民营化改革的各种目标。原因在于:(1)正如前面分析的,不同的实现途径具有不同的优缺点,只有通过组合运用,才能实现各种途径的优势互补。如让外商和员工同时持股,可同时享有提高员工工作积极性与引入国外先进生产管理技术的双重好处。(2)不同业务存在技术经济特征的差异,单一的民营化实现途径难以确保各领域的民营化改革成功,如采用鼓励民营企业进入的方式,虽然小型民营企业经营机制灵活,有利于增值业务领域的繁荣,但由于其投资能力相对不足,难以在基础电信领域发挥有效作用。(3)只有组合运用各种民营化实现途径,才能使公众、民营企业、外商等各种产权主体进入电信产业,真正实现电信产业产权主体多元化,进而促进政府管制体制改革的实现。
笔者认为,多种民营化实现途径的组合运用可以从两个角度加以分析:从静态的角度来看,对于电信产业的各个层次,均可以采用各种途径的组合运用以实现民营化改革。对于整个电信产业而言,我们可以针对不同的业务领域采用不同的实现途径,如基础电信运营企业通过上市融资方式实现其民营化,而增值业务可以通过鼓励新的民营企业进入的方式实现其民营化目标;对于同一电信业务,也可以采用多种实现途径,如增值业务领域,可以通过同时采用鼓励新的民营企业进入、成立合资企业、将部分国有企业承包或出售给民营企业经营等途径来实现民营化改革目标。从动态的角度来看,实现途径可以随着时间的推移而发生变化,如对于基础电信领域,开始可以通过使原国有垄断电信企业上市融资实现其民营化改革,但随着技术、需求等因素的发展变化使得多网竞争成为可能及民营企业实力的增强,可以适当鼓励民营企业进入基础电信领域参与竞争。
(三)按电信业务特性实行民营化改革
要确保我国电信产业民营化改革的顺利进行,促进电信产业的健康成长,需借鉴国际通行做法,对电信业务进行分类,进而改变以往大一统的管理方式。对《电信条例》附录进行第二次调整后的《电信业务分类目录》对全部业务进行了重新归类,分为第一类、第二类基础电信和第一类、第二类增值业务,将有助于我国电信产业与国际现行做法相接轨。
笔者认为可以通过借鉴上述分类法,依照自然垄断程度将电信业务进行归类,分为强自然垄断、弱自然垄断和竞争性业务。对于强自然垄断业务,由于其规模经济性显著,也为了避免重复建设引发的巨大浪费,应该由中国电信和中国网通进行双寡头垄断经营,并可考虑电信和广电相互进入,运用已有的广电网开展本地电话业务的竞争,投资需求的巨大性决定了通过国内外资本市场上市融资实现此类业务的民营化改革目标是最佳方式,因为民营企业还不具备进入的实力。对于弱自然垄断业务,如移动通信业务,可在原有中国移动和中国联通经营的基础上,再引入数家运营企业,实现多寡头有效竞争格局,而且部分民营企业也已具备进入的实力,因而可通过电信企业上市及允许民营企业进入的方式,实现此类业务领域的民营化改革目标。而对于竞争性业务,应该对其放松管制,以市场为导向,实现完全竞争的市场格局,使市场机制充分发挥作用,除上述途径外,还可通过成立合资企业、国有民营及转让部分国有资产等方式实现该业务领域的民营化改革目标。但为了避免过度竞争带来的严重后果,应对进入企业的最小规模加以限制。
五、结语
通过上述分析,我们发现行政性垄断导致了我国电信产业生产与分配的低效率,使得民营化成为其改革的必然方向。由于不同的民营化改革途径有不同的优、劣势,不同的电信业务领域有不同的技术经济特征,并处于动态的发展过程中,因而通过对电信业务的合理划分,通过多种民营化改革实现途径的组合运用,更有助于民营化改革目标的实现。
民营化改革必须进行相应的政府管制体制的改革,以实现有效竞争的市场格局,如何进行有效管制,确保民营化改革目标的顺利实现,将是笔者下一步研究的工作。此外,由于我国正处于由计划经济向市场经济过渡的特殊历史阶段,电信产业民营化改革必将受到较多因素的制约,比如:电信管制法规体系不够完善;阻碍改革的力量存在;市场发育并不成熟;民营化改革实现途径有待进一步探索等等。如何突破上述因素的制约,循序渐进地实行民营化改革也是有待进一步深入研究的问题。
参考文献
〔1〕E·S·萨瓦斯.民营化与公私部门的伙伴关系[M].北京:中国人民大学出版社,2002.
〔2〕国务院体改办国际体改中心.全球民营化发展趋势[J].经济工作导刊,2002(7).
