周 琦

（無錫供電公司，江蘇無錫214061）

2009年5月，國家電網(wǎng)公司在特高壓輸電技術(shù)國際會議上提出了建設(shè)以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的“堅強智能電網(wǎng)”，它的核心是在保護(hù)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的前提下，建設(shè)新的輸電電網(wǎng)，實現(xiàn)可再生能源的優(yōu)化輸配，提高電網(wǎng)的可靠性和清潔性，實現(xiàn)全網(wǎng)內(nèi)的電力優(yōu)化調(diào)度、監(jiān)測和控制。作為智能電網(wǎng)中的重要組成部分智能配電網(wǎng)，它不但要實現(xiàn)提高供電可靠性縮短停電時間功能，同時要完成智能配電網(wǎng)中多個信息及功能模塊的有機集成。而智能配電網(wǎng)信息化、數(shù)字化、自動化、互動化功能實現(xiàn)將取決于信息通信網(wǎng)的智能化程度，即通過跨平臺的信息通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更多、更高級的應(yīng)用。為此研究智能配電網(wǎng)中信息智能化傳輸成為通信技術(shù)人員研究的重點課題。

圖1電力信息通信傳輸平臺模式

1構(gòu)架模型

電力通信作為電網(wǎng)的三大支柱之一，支撐了電力系統(tǒng)管理信息化、電網(wǎng)控制自動化。依據(jù)“十二五”電力通信規(guī)劃，電力通信電網(wǎng)構(gòu)架可分為電力信息通信網(wǎng)和配電信息通信網(wǎng)。

2007年，江蘇電力對電力信息通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃提出了總體思路，明確了以光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)（SDH）為主要方式，構(gòu)建傳輸、業(yè)務(wù)、支撐3個網(wǎng)絡(luò)平臺。在傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺中以35 kV及以上變電站為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，以光纖復(fù)合架空地線（OPGW）、全介質(zhì)自承式（ADSS）和普通光纜作為傳輸介質(zhì)，以2.5 G，622 M SDH為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳輸設(shè)備，為調(diào)度專業(yè)、保護(hù)專業(yè)、自動化專業(yè)和信息專業(yè)提供傳輸服務(wù)和交換業(yè)務(wù)，為電網(wǎng)系統(tǒng)提供統(tǒng)一、清晰、完整的通信信息網(wǎng)絡(luò)平臺，如圖1所示。

由于目前配電網(wǎng)設(shè)備智能化程度不夠，在電力通信網(wǎng)規(guī)劃中涉及的內(nèi)容不多，發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)不明晰，2009年智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)的提出，明確了配電網(wǎng)信息需求和智能化發(fā)展目標(biāo)。如何將新的通信技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)，如何科學(xué)規(guī)劃配電信息通信網(wǎng)、滿足配電裝置的實時互動和在線控制成為廣大電力通信技術(shù)人員研究的新課題。依據(jù)智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，結(jié)合江蘇電力通信網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)經(jīng)驗和對通信新技術(shù)多年的跟蹤研究，在智能電網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)建立以配電網(wǎng)中的配電所、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、分支箱和公用配變?yōu)閭鬏斁W(wǎng)絡(luò)平臺中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，以復(fù)合相線光纜（OPPC）為傳輸介質(zhì)，以無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳輸設(shè)備，以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版（IPv6）為業(yè)務(wù)接口互聯(lián)協(xié)議的配電信息通信網(wǎng)。

在變電站實現(xiàn)電力信息通信網(wǎng)和配電信息通信網(wǎng)互聯(lián)，完成智能配網(wǎng)信息的數(shù)據(jù)上傳和設(shè)備遠(yuǎn)程控制，其基本網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖2所示。

圖2配電信息通信傳輸平臺模式

2通信技術(shù)實現(xiàn)

在通信信息網(wǎng)以O(shè)PPC為傳輸介質(zhì)，以PON為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳輸設(shè)備，以IPv6為業(yè)務(wù)接口互聯(lián)協(xié)議，構(gòu)建智能化的配電通信信息網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)智能配電網(wǎng)中配電所、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)和配電變壓器的數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)控制，實現(xiàn)智能配電網(wǎng)的快速判斷、自行恢復(fù)功能，為用戶提供用電智能決策。

2.1 PON技術(shù)

PON是一種點對多點的光纖傳輸和接入技術(shù)，下行采用廣播方式、上行采用時分多址方式，可靈活組成樹形、星形、總線型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。目前主要有基于異步傳輸模式（ATM）的無源光網(wǎng)絡(luò)（APON）、基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）和基于通信成幀協(xié)議（GFP）的無源光網(wǎng)絡(luò)（GPON）。由于APON采用ATM技術(shù)封裝和傳送數(shù)據(jù)，存在帶寬不足，技術(shù)復(fù)雜、承載IP業(yè)務(wù)能力低等問題，未取得市場廣泛認(rèn)可。而EPON、GPON采用以太網(wǎng)、GFP技術(shù)封裝和傳送數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的高速傳送，服務(wù)質(zhì)量（QoS），成為通信網(wǎng)成熟技術(shù)且廣泛應(yīng)用于公網(wǎng)中。

EPON標(biāo)準(zhǔn)的線路速率為對稱1.25 Gb/s，采用8 B/10 B編碼，有效業(yè)務(wù)承載速率為1 Gb/s。EPON主要由網(wǎng)絡(luò)側(cè)中心機房（CO）、局端系統(tǒng)的光線路終端（OLT）、饋線光纖、無源光分路器（POS）、用戶線光纖、用戶側(cè)終端光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）組成。在配網(wǎng)通信信息網(wǎng)中，在電力公司中心站設(shè)立CO，在110 kV變電站中設(shè)立OLT，在配電所、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜中設(shè)立POS和ONU，在柱上開關(guān)、配電變壓器上設(shè)立ONU，利用10 kV（或20 kV）OPPC建設(shè)PON傳輸平臺（見圖2）。網(wǎng)絡(luò)依據(jù)10 kV（或20 kV）配電線路網(wǎng)架，采用樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.2 OPPC技術(shù)

OPPC是將光纖單元復(fù)合在架空相線中的光纜，具有電力架空相線和光通信雙重功能。OPPC光纜技術(shù)是OPGW，ADSS技術(shù)的應(yīng)用延伸和有益補充，可以填補不能適用OPGW，ADSS的應(yīng)用空白，它作為普通相線架設(shè)在輸變電線路中，既可以避免OPGW遭雷擊而發(fā)生的斷股、斷纖等致命問題，同時又可以避免ADSS外護(hù)套發(fā)生的電化學(xué)腐蝕。特別是在10 kV（或20 kV）架空線路上避免了附掛的普通光纜遭受外力破壞的安全隱患。

在配網(wǎng)通信信息網(wǎng)中，在10 kV（或20 kV）電力線路上采用OPPC，一方面為配電信息通信網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)提供傳輸介質(zhì)，另一方面可以借助光時域反射儀（OTDR），測試儀器對復(fù)合光纜的配電線路短路事故情況下的故障點精確定位，輔助配電運行維護(hù)單位故障的快速處理。

2.3 IPv6技術(shù)

IPv6是由IETF設(shè)計的下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，主要有端到端IP連接，目的是取代現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第4版（IPv4）。隨著新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的IPv4協(xié)議已經(jīng)難以支持互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步擴張和新業(yè)務(wù)特性，比如實時應(yīng)用和服務(wù)質(zhì)量保證。特點是IPv4提供的IP地址位數(shù)是32位，也即全球1億個左右的地址。隨著連接到Internet上設(shè)備數(shù)目的迅速增加，有預(yù)測表明，所有IPv4地址將在2005～2010年間分配完畢。

QoS、安全性、多播、移動性、即插即用功能。與IPv4相比，IPv6有如下一些優(yōu)勢。第一，明顯地擴大了地址空間。IPv6采用128位地址長度，幾乎可以不受限制地提供IP地址，從而確保了端到端連接的可能性。第二，報頭中的業(yè)務(wù)級別和流標(biāo)記通過路由器的配置可以實現(xiàn)優(yōu)先級控制和QoS保障，從而極大改善了IPv6的服務(wù)質(zhì)量。第三，安全性有了更好的保證。采用Internet協(xié)議安全性（IPSec）可以為上層協(xié)議和應(yīng)用提供有效的端到端安全保證，能提高在路由器水平上的安全性。第四，支持即插即用和移動性。設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)時通過自動配置可自動獲取IP地址和必要的參數(shù)，實現(xiàn)即插即用，簡化了網(wǎng)絡(luò)管理，易于支持移動節(jié)點。第五，增加了無線上網(wǎng)手段。

在配網(wǎng)通信信息網(wǎng)中，考慮配電設(shè)備數(shù)量非常龐大以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，對于配電設(shè)備的數(shù)據(jù)互聯(lián)應(yīng)采用IPv6作為設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)協(xié)議，統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)配電設(shè)備與傳輸網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，滿足配網(wǎng)通信信息網(wǎng)的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

3結(jié)束語

采用PON，OPPC和IPv6新技術(shù)構(gòu)建智能化的信息通信網(wǎng)具有“即插即聯(lián)”、“即插即控”功能，滿足配電網(wǎng)中信息的數(shù)字化傳輸和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的互動化交換，為配電網(wǎng)實現(xiàn)智能化管理創(chuàng)造條件。同時，要積極研究無線傳輸新技術(shù)，為電網(wǎng)中的智能電表構(gòu)建高速、安全的傳輸網(wǎng)絡(luò)。

[1]KRAMER G(美).Ethernet Passive Optical Networks[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2007.

[2]江蘇電網(wǎng)無錫地區(qū)“十一五”通信系統(tǒng)規(guī)劃[S].2007.