白玉東

（徐州供電公司，江蘇 徐州 221005）

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中直接與用戶相連并向用戶分配電能的環(huán)節(jié)，智能配電網(wǎng)是屬于智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中的一部分?！爸悄茈娋W(wǎng)”（SmartGrid），最早出自美國“未來能源聯(lián)盟智能電網(wǎng)工作組”在2003年6月份發(fā)表的報告。報告將智能電網(wǎng)定義為“集成了傳統(tǒng)的現(xiàn)代電力工程技術(shù)、高級傳感和監(jiān)視技術(shù)、信息與通信技術(shù)的輸配電系統(tǒng)，具有更加完善的性能并且能夠為用戶提供一系列增值服務(wù)”。在此之后，陸續(xù)有一些文章[1—4]、研究報告[5]提出智能電網(wǎng)的定義。

隨著現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展，智能電網(wǎng)成為未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，其中智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的一個非常重要的組成部分，是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的一個重要途徑，而配電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是配電網(wǎng)實現(xiàn)智能化的物質(zhì)基礎(chǔ)。智能配電網(wǎng)[6]所需實現(xiàn)的配電自動化、安全可靠高質(zhì)量的供電、分布式電源的接入、支持與用戶互動、配電網(wǎng)及其設(shè)備的可視化管理、配電和用電管理的信息化等功能，都離不開通信網(wǎng)絡(luò)，通信網(wǎng)絡(luò)就是配電網(wǎng)的“神經(jīng)系統(tǒng)”，擔(dān)負(fù)著配電網(wǎng)的“感知”、“調(diào)整”、“控制”、“保護(hù)”任務(wù)。所以要實現(xiàn)電網(wǎng)智能化，通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)即光纖入戶是基礎(chǔ)，而中心城區(qū)是現(xiàn)代城市發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物，具有配電網(wǎng)堅強(qiáng)、電纜化率高、自動化程度高等特點，具有建設(shè)智能配電網(wǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。本文以中心城區(qū)用戶側(cè)通信光纖入戶實施方案為切入點，給出了典型供電區(qū)中商貿(mào)區(qū)、住宅區(qū)以及工業(yè)區(qū)的光纖入戶建設(shè)改造方案，解決了中低壓配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸、存儲問題，為建設(shè)靈活可靠、全面自愈的智能配電網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)支持。

1 智能配電網(wǎng)簡介

智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中的一部分，又由于其直接與用戶相連并向用戶分配電能，因此智能化配電網(wǎng)必須支持各種分布式發(fā)電與儲能設(shè)備的即插即用，支持與用戶之間的互動智能。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，智能配電網(wǎng)具有實時、在線連續(xù)的運行評價和預(yù)測分析能力，以及自我預(yù)防、自我診斷、自我恢復(fù)的能力，減少擾動對電網(wǎng)的影響和停電對用戶的影響。通過配電網(wǎng)及其設(shè)備，智能配電網(wǎng)可以進(jìn)行可視化管理，實現(xiàn)各級電網(wǎng)數(shù)據(jù)實時共享。

2 智能配電網(wǎng)模式下的FTTx組網(wǎng)方案探討

在光纖接入網(wǎng)建設(shè)和改造中需要針對不同的用戶群體采用不同的FTTx組網(wǎng)方案[7—8]，以便最大程度地降低光纖接入網(wǎng)的建設(shè)成本。光纖到戶顯然是接入網(wǎng)發(fā)展的最終目標(biāo)，但是基于成本和需求的考慮，在一段時間內(nèi)將還是呈現(xiàn)光纖到路邊、光纖到樓和光纖到戶等多種接入方式并存的情況。

2.1 EPON接入+FTTH（光纖到戶）組網(wǎng)方案

該方案采用EPON[9]進(jìn)行接入，EPON的OLT設(shè)備放置于10 kV配電站（K型站、P型站、W型站），ODN主要采用樹形結(jié)構(gòu)，以一級分光方式為主，一級分光點置于小區(qū)的主配電房中，也可以采用二級分光方式，需要根據(jù)用戶分布密度、應(yīng)用環(huán)境等進(jìn)行考慮。這種組網(wǎng)方式一般采用從局端OLT引出光纜到目標(biāo)小區(qū)，在小區(qū)內(nèi)的一個相對中心的位置布放分光器，然后通過小芯數(shù)管道光纜或者新型的小芯直埋光纜連至用戶家中的ONU(Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)。ONU設(shè)備安裝在用戶家中，光纖直接進(jìn)入用戶家庭，ONU設(shè)備獨享，為用戶提供語音、視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，一個PON口可以接入32個用戶，其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 EPON接入+FTTH組網(wǎng)方案

該方案能夠一步到位真正實現(xiàn)光纖到戶，但是初期建設(shè)成本較高，適用于新建小區(qū)的新建工程以及用戶業(yè)務(wù)要求標(biāo)準(zhǔn)較高、通信業(yè)務(wù)需求量大的用戶群的改造工程，如：高檔住宅小區(qū)、別墅區(qū)、工貿(mào)商住區(qū)的改造工程。

2.2 EPON接入+FTTB/FTTF（光纖到樓/樓層）組網(wǎng)方案

EPON接入+FTTB組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

FTTF和FTTB的區(qū)別是前者在一棟大樓內(nèi)分層布置多臺ONU設(shè)備，后者整棟大樓中布置一臺ONU設(shè)備。EPON的OLT設(shè)備放置于10 kV開關(guān)站，小區(qū)配電房為一級分光點。采用MDU型ONU安裝在樓道，光纖到大樓或樓層，最后的100m用五類線或雙絞線，ONU共享，一個PON口可覆蓋128至196戶。

圖2 EPON接入+FTTB組網(wǎng)方案

FTTB寬帶接入是采用單模光纖高速網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)千兆到社區(qū)、局域網(wǎng)百兆到樓宇、10M到用戶。由于FTTB完全仿佛是互聯(lián)網(wǎng)里面的一個局域網(wǎng)，所以使用FTTB不需要撥號，并且FTTB專線接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶只要開機(jī)即可接入。FTTB接入ISP（互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商），當(dāng)然也不會像普通撥號上網(wǎng)那樣遇忙，F(xiàn)TTB上網(wǎng)只有快或慢的區(qū)別，不會產(chǎn)生接入遇忙的情況，并且因為通過FTTB上網(wǎng)并沒有經(jīng)過電話交換網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)，只占用寬帶網(wǎng)絡(luò)資源，用FTTB瀏覽互聯(lián)網(wǎng)時，不產(chǎn)生電話費。

FTTB對硬件要求和普通局域網(wǎng)的要求一樣（計算機(jī)和10M以太網(wǎng)卡），所以對用戶來說硬件投資非常少。FTTB高速專線上網(wǎng)用戶不但可享用互聯(lián)網(wǎng)所有業(yè)務(wù)，通過互聯(lián)網(wǎng)查詢信息、尋求幫助、郵件通信、電子商務(wù)、股票證券操作，而且還可享用ISP另外提供的諸多寬帶增值業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、交互視頻（VOD、NVOD）、交互游戲、廣播視頻等，并且FTTB和HFC（混合光纖同軸電纜網(wǎng)）相比可以充分保證每個用戶的帶寬，因為每個用戶最終的10M帶寬是獨享的。

該方案適用于改造工程，采取“光進(jìn)銅退”的策略逐步用光纖取代銅纜通信網(wǎng)，可以充分利用現(xiàn)有的銅纜資源，做到物盡其用，減少初期的投資成本。因為是采用一級分光方式，可以平滑地進(jìn)行“樓到戶”的光纖改造，最終實現(xiàn)FTTH。該方案適用于中低端用戶住宅小區(qū)的改造。

3 基于FTTx組網(wǎng)模式的中心城區(qū)光纖入戶建設(shè)方案

3.1 商貿(mào)區(qū)的光纖入戶建設(shè)和改造方案

中心商貿(mào)區(qū)是各類商業(yè)、金融、辦公、娛樂、賓館等機(jī)構(gòu)高度集聚之地，而且這些地區(qū)發(fā)展成熟，除了部分老建筑存在拆遷的可能，大部分建筑的生命周期長，而且地區(qū)格局變動不會大，改造方案中需要考慮未來變動的因素比較小，是通過在電纜通道中單獨敷設(shè)光纖實現(xiàn)光纖到戶改造的首選地區(qū)?？紤]到用戶需求和支付能力等因素，新建工程和改造工程均采用FTTB方案較為合適。

由于中心商貿(mào)區(qū)用地稀缺、地價昂貴，使得中心商貿(mào)區(qū)建筑向高層發(fā)展，樓宇總用戶向大客戶群發(fā)展。對于大客戶的接入，往往需要一臺或數(shù)臺OLT進(jìn)行用戶的接入和匯聚，所以應(yīng)選擇FTTB模式。OLT可以放置于與樓宇配電間，而ONU則采用MTU（多商戶單元）型ONU，可以具備寬帶接入終端功能，如圖3所示。

圖3 大型客戶（樓棟集中）FTTB接入方案

對于樓棟分散的大客戶，可采用如圖4所示的方案。

圖4 大型客戶（樓棟分散）FTTB接入方案

3.2 住宅區(qū)的光纖入戶建設(shè)和改造方案

隨著無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備以及建設(shè)成本的下降，“四網(wǎng)合一”的光纖入戶成為國家未來的發(fā)展戰(zhàn)略，同時由于新建小區(qū)可以從規(guī)劃、設(shè)計、施工一步到位地利用OPLC實現(xiàn)光纖到戶，避免重復(fù)的通道建設(shè)和改造，所以對于新建小區(qū)而言，采用“四網(wǎng)合一”的FTTH方案是必然的選擇。而對于舊的小區(qū)改造方案，在FTTx光接入網(wǎng)發(fā)展的初級階段，用戶數(shù)量和業(yè)務(wù)量均較小，為了節(jié)省建設(shè)成本，避免一次性投資過大，可以采用FTTB、FTTH混合運用模式，分階段性實施。充分發(fā)揮接入網(wǎng)主干段的富余光纜資源，采用FTTC/FTTB實現(xiàn)光纖到小區(qū)機(jī)房或光纖到居民住宅的路邊，根據(jù)用戶分布情況布置一個或多個ONU。在根據(jù)用戶接入資源狀況選擇xDSL或LAN實現(xiàn)用戶接入。對于光纖入戶FTTH，需要根據(jù)實際需求敷設(shè)入戶光纜。所以根據(jù)不同用戶的需求和消費水平，總體而言，對于業(yè)務(wù)需求較高、消費能力較強(qiáng)的高檔小區(qū)（分為別墅小區(qū)、高層住宅小區(qū)和多層住宅小區(qū)）均采用FTTH改造方案，而對于業(yè)務(wù)需求和消費能力相對低一些的中低檔小區(qū)（分為高層住宅小區(qū)和多層住宅小區(qū)），宜采用FTTB改造方案。

3.3 工業(yè)區(qū)的光纖入戶建設(shè)和改造方案

一般中心城區(qū)規(guī)劃主要以住宅區(qū)、商貿(mào)區(qū)為主，工業(yè)區(qū)將會逐漸減少，現(xiàn)有的工業(yè)區(qū)屬于城市工業(yè)區(qū)。園區(qū)內(nèi)的用戶一般均為企業(yè)用戶，用戶對網(wǎng)絡(luò)的帶寬等需求比較高，一般每個用戶都會需要一個大容量的端口來建立企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，同時由于單個企業(yè)用戶的廠區(qū)面積都會比較大，所以整個工業(yè)區(qū)的用戶比較分散，用戶密度比較小，所以工業(yè)區(qū)的光纖入戶改造宜采用FTTB方案。同時企業(yè)用戶的用電量都比較大，園區(qū)的配電開關(guān)站分布較廣，用戶有專門的配電房，通過用戶專變進(jìn)行供電，而且單個用戶都建有通信網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，所以對于工業(yè)區(qū)的光纖到戶改造工程，ONU設(shè)備可以放置于用戶機(jī)房，而OLT設(shè)備則放置于給相應(yīng)供電塊供電的配電開關(guān)站中，光纖網(wǎng)絡(luò)分布可以根據(jù)開關(guān)站出線通道進(jìn)行分布，因為用戶密度較低，需要根據(jù)用戶的地理排列方式選擇合適的分光比，可以采用不等功率的二級分光模式，如圖5所示。同時有的企業(yè)用戶的廠區(qū)建有員工宿舍，需要在改造過程中預(yù)留一定數(shù)量的用戶接入點。由于用戶對網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求較高，主干網(wǎng)需要考慮采用雙路保護(hù)。

4 結(jié)束語

結(jié)合智能配電網(wǎng)概念，本文論證了中心城區(qū)建設(shè)智能配電網(wǎng)的可行性，并以中心城區(qū)用戶側(cè)通信光纖入戶實施方案為切入點，提出了光纖到樓和光纖到戶的組網(wǎng)接入方案，并進(jìn)一步結(jié)合中心城區(qū)的特點，給出了典型供電區(qū)中商貿(mào)區(qū)、住宅區(qū)以及工業(yè)區(qū)的光纖入戶建設(shè)改造方案，解決了中低壓配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸、存儲問題，為建設(shè)靈活可靠、全面自愈的智能配電網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)支持，具有一定的技術(shù)指導(dǎo)價值。

圖5 工業(yè)區(qū)的FTTB改造方案

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