【摘要】配網(wǎng)通信是配網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)，如何建設(shè)適合配網(wǎng)自動化的通信系統(tǒng)是通信建設(shè)的最關(guān)鍵問題，而結(jié)合配電網(wǎng)的實(shí)際情況，目前配網(wǎng)自動化通信最終將以EPON技術(shù)為主。它實(shí)現(xiàn)簡單、成本低廉，是適用于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中配電子站到自動化終端這個層面的最佳通信技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】EPON技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)配電網(wǎng)自動化

我國近幾年來大力開展智能電網(wǎng)建設(shè)，發(fā)展思路以構(gòu)建發(fā)電、線路、變電、配電、用電服務(wù)和調(diào)度全部環(huán)節(jié)和全電壓等級的電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展體系為主。而配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)直接關(guān)系著電力消費(fèi)者的利益，其實(shí)用性強(qiáng)、覆蓋面積廣、技術(shù)實(shí)施手段多樣化、系統(tǒng)建設(shè)周期長且難度較大，成為了現(xiàn)階段研究的一個重要課題。

一、現(xiàn)階段配電網(wǎng)自動化通信方式的比較

1.1配網(wǎng)自動化通信要求

配網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動化通信必須根據(jù)通信結(jié)構(gòu)和終端的數(shù)量、分布等特點(diǎn)來建設(shè)適合配網(wǎng)環(huán)境和技術(shù)的通信方式。由于配電終端常暴露在室外，要求通信系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下能可靠地工作，并且對于重要信息點(diǎn)須實(shí)施鏈路冗余保護(hù)。配網(wǎng)通信終端數(shù)量眾多、信息采集點(diǎn)面廣量大。通信線纜應(yīng)該盡可能利用原有配電電纜管道，避免重新開掘，節(jié)省大量成本。通信組網(wǎng)方式應(yīng)該盡可能遵循原有配電線纜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)配變終端與通信設(shè)備的位置趨于一致。進(jìn)線監(jiān)視、10kV開閉所、變電站監(jiān)控和饋線自動化對速率的要求最高，其次是公用配變的巡檢和負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)。而遠(yuǎn)方抄表和計費(fèi)自動化對速率要求最低。并且配網(wǎng)通信網(wǎng)隨著城市的發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，其信息采集點(diǎn)具有不可一次預(yù)測性，因此要求通信網(wǎng)絡(luò)具備高度適應(yīng)性和擴(kuò)展性。針對于這些配網(wǎng)自動化通信的要求，常見的配網(wǎng)自動化通信方式應(yīng)用效果各有利弊，比較如下。

1.2配網(wǎng)自動化通信方式的比較

光貓（Modem）通信是早期的配電自動化通信系統(tǒng)建設(shè)中常用的一種光纖通信技術(shù)，利用配電子站附近的光纖接入，各子站通過光貓和就近的開閉所相連接。光貓通信突破了傳統(tǒng)RS232/485的傳輸距離、支持環(huán)網(wǎng)保護(hù)、施工簡單，但接入速率較低，且不具備抗多點(diǎn)失效性。光貓通信的缺點(diǎn)直接導(dǎo)致它在的配電自動化通信網(wǎng)中的應(yīng)用不具備廣泛性和擴(kuò)容性。

然而SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系）在傳統(tǒng)電力傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用非常廣泛。它的優(yōu)點(diǎn)非常突出，高帶寬、多種環(huán)網(wǎng)保護(hù)協(xié)議、光纖通信方式速率高，為電力通信提供了一個優(yōu)異的平臺。但在配電網(wǎng)中SDH應(yīng)用的要求工作環(huán)境過高，它的高帶寬的同時帶來了很多浪費(fèi)，最關(guān)鍵的實(shí)際問題是SDH應(yīng)用的施工難度大、實(shí)現(xiàn)困難并且成本投入過高。

與SDH相比，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)以高帶寬、環(huán)網(wǎng)保護(hù)、IP化的趨勢等優(yōu)勢在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用也比較廣泛。但是在配電網(wǎng)自動化通信中要求點(diǎn)到多點(diǎn)通信、擴(kuò)容性、抗多點(diǎn)失效，這使得交換組網(wǎng)的通信性能大大折扣，不法應(yīng)對。

PLC（Power Line Communication，電力線通信）、230MHz（微波通訊的一種）和GPRS通信方式的優(yōu)勢均為建設(shè)簡單，投入少，不足為容易受到干擾，并且與其他通信方式兼容性不好。所以這三種通信方式在配電自動化通信中的應(yīng)用均不是很理想，不是最佳。

通過對現(xiàn)有配網(wǎng)通信方式的比較和分析，結(jié)合配電網(wǎng)的要求和實(shí)際情況，目前配網(wǎng)自動化通信最終選擇以光纖加載波的形式應(yīng)用。配網(wǎng)自動化通信為點(diǎn)到多點(diǎn)通信，這是由終端數(shù)量和分布的特點(diǎn)決定，傳統(tǒng)點(diǎn)到點(diǎn)的光纖通信方式在配網(wǎng)中并不適用。其次電力配網(wǎng)的特點(diǎn)決定了它的應(yīng)用環(huán)境在戶外，光纖加載波的形式中分光設(shè)備對環(huán)境因素不敏感，可以適應(yīng)比較惡劣的工作環(huán)境。并且它的帶寬能夠滿足配網(wǎng)自動化需求，擴(kuò)展不影響整網(wǎng)架構(gòu)。

二、EPON技術(shù)在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用

2.1EPON技術(shù)的簡介

EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)始于上世紀(jì)90年代，現(xiàn)在已進(jìn)入到商用階段。EPON系統(tǒng)設(shè)備由三部分組成：線路側(cè)設(shè)備（OLT）、中間分光設(shè)備（POS）、用戶側(cè)設(shè)備（ONU），是一種采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的單纖數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)墓饫w通信技術(shù)。目前各省市電力公司已建成以光纖通信網(wǎng)絡(luò)為主的調(diào)度通信網(wǎng)，所轄電網(wǎng)內(nèi)35kV、110kV及以上變電站基本實(shí)現(xiàn)光纖全覆蓋。

2.2EPON技術(shù)在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用

EPON技術(shù)在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用無論是工程建設(shè)方面還是組網(wǎng)、取電都表現(xiàn)出了優(yōu)越的通信網(wǎng)絡(luò)性能。首先，光纖通信具備傳輸速率高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好、組網(wǎng)方式靈活等優(yōu)勢。光纖通信已成為電力通信的主要通信方式。而在光纜建設(shè)方面，配電網(wǎng)線路所需的資源，如斷路器、配電變壓器、分段開關(guān)、負(fù)荷斷路器、配電變壓器、分段開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、配電網(wǎng)監(jiān)測終端等都是沿著配電電纜分布。這樣在布設(shè)配電電纜時可以一級一級順序敷設(shè)電力特種光纜，使用專用纖芯承載電力配電網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)專網(wǎng)建設(shè)。

其次，EPON系統(tǒng)在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用表現(xiàn)在符合配電網(wǎng)線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，配電網(wǎng)通信光纖線路資源分布特點(diǎn)。配電網(wǎng)電纜組網(wǎng)采用雙變壓器接線，具有T形接線的優(yōu)點(diǎn)，節(jié)省電力電纜的用量，運(yùn)行方式靈活使變壓器和低壓配電系統(tǒng)有備用，接線可靠性高。目前EPON技術(shù)在配網(wǎng)上的使用集中在城區(qū)，城網(wǎng)供電多為雙電源方式，通過主干線路末端之間的直接聯(lián)絡(luò)，實(shí)行環(huán)網(wǎng)接線，開環(huán)運(yùn)行，這樣大大提高了供電可靠性。再次，EPON技術(shù)在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中設(shè)備取電的應(yīng)用通?？梢酝ㄟ^電壓互感器變換電壓、二次側(cè)可輸出220VAC，或就近配電變壓器取電等方式進(jìn)行，工程實(shí)際中，開閉所、負(fù)荷中心、用戶電表處取電相對方便。目前市場上的ONU設(shè)備基本能夠采用寬泛的電壓設(shè)計或者交直流雙備份的方式實(shí)現(xiàn)電源保障。

EPON技術(shù)在配網(wǎng)中的通信網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容性和抗多點(diǎn)失效性的應(yīng)用效果非常好，分析配電網(wǎng)開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等節(jié)點(diǎn)數(shù)量的不可精確預(yù)測性，要求網(wǎng)絡(luò)在擴(kuò)容時具有方便性、經(jīng)濟(jì)性。變電站、開閉所、終端的數(shù)量增加促使配電網(wǎng)通信系統(tǒng)光纖資源的拉放延伸，從而原網(wǎng)絡(luò)向外輻射連接更多的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，這將導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)形成局部的點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。從而配網(wǎng)自動化要求原先放置的設(shè)備性能更高、實(shí)用性更強(qiáng)。EPON抗多點(diǎn)失效反映在當(dāng)ONU檢測到主干主用光纖中斷或多條分支主用光纖失效時能迅速切換到備用光纖上工作。EPON通信系統(tǒng)設(shè)計之初預(yù)留光纖資源及光功率裕量，在主干光纖上采用非均分的無源分光器，保證將主要光功率留給下級擴(kuò)容節(jié)點(diǎn)設(shè)備。對新增監(jiān)測節(jié)點(diǎn)只需添加分光器和ONU，即實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容。配電網(wǎng)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大，采用EPON組建配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)，組建配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)，能最大限度節(jié)省投資成本。

總之，EPON技術(shù)無論從外觀、防護(hù)、散熱、抗惡劣環(huán)境運(yùn)行還是安裝環(huán)境都滿足配電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行。隨著未來的通信需要，EPON技術(shù)優(yōu)質(zhì)的擴(kuò)容性和自適應(yīng)使得它在配網(wǎng)自動化通信中的應(yīng)用越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)

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