駱 亮

（湖南能投售電有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們對電力供應(yīng)的質(zhì)量和可靠性要求越來越高。作為電力系統(tǒng)中直接面向用電客戶的重要環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的信息安全關(guān)系著整個電力系統(tǒng)的安全，而這又離不開通信系統(tǒng)的應(yīng)用。因此，研究和分析光纖通信技術(shù)在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。

1 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)概述

1.1 配電網(wǎng)自動化的體系結(jié)構(gòu)

在配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)建設(shè)過程中，需要結(jié)合不同的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行選擇。常見的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有兩種：

（1）三層結(jié)構(gòu)：主要由控制中心、配電子站以及終端組成，適用于電力系統(tǒng)中的大中型配電網(wǎng)，如圖1所示。

（2）兩層結(jié)構(gòu)：相較于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)，縮減中間層的配電子站，直接由配電網(wǎng)的主站對終端進行遠程實時監(jiān)控，常被應(yīng)用小型配電網(wǎng)絡(luò)[1]。

1.2 常見配電網(wǎng)自動化通信方式

根據(jù)通信方式的不同，常見的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信方式可以分為有線通信和無線通信兩種。前者主要是包括電力線通信、光纖通信等方式，后者主要是借助GPRS、4G、WiMAX、McWill等來實現(xiàn)通信。本文將針對光纖通信技術(shù)在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用展開具體分析。

圖1 配電網(wǎng)自動化三層結(jié)構(gòu)典型示意圖

2 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)實例概況

山西省某供電公司，負責(zé)轄區(qū)內(nèi)14個縣區(qū)的供電規(guī)劃、運行和維護工作，服務(wù)客戶超過1 000萬人，擁有35 kV以上變電站超過100座，輸電線路超過300條。雖然當(dāng)前配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)可以基本滿足該供電公司的業(yè)務(wù)需求，但是仍存在以下影響供電質(zhì)量和可靠性的問題：

（1）在通信網(wǎng)絡(luò)城市光纜鋪設(shè)過程中，受城市破土施工等工程的限制，施工周期較長，存在終端通信入網(wǎng)覆蓋率較低的問題。

（2）當(dāng)前的終端通信入網(wǎng)技術(shù)較為落后，一定程度上限制了配用電業(yè)務(wù)的開展。但是，隨著配電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，對具有較高靈活改造能力、大容量的通信技術(shù)的需求越來越大。

（3）當(dāng)前配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)故障較多，相關(guān)運維工作量很大，網(wǎng)絡(luò)的維護成本高，綜合維護效率低，影響著供電的穩(wěn)定性和企業(yè)的經(jīng)濟效益。但是，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷延伸，配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)需要更可靠的設(shè)備和更合理的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3 光纖通信技術(shù)在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

為了解決當(dāng)前某供電公司存在的配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)問題。本公司在通信系統(tǒng)組網(wǎng)建設(shè)過程中采用了EPON技術(shù)，如圖2所示。EPON技術(shù)作為一種光纖通信技術(shù)，具有無源特性、組網(wǎng)靈活等特點，不僅可以很好地適應(yīng)光纜的走向，而且成本投入較低。下面將結(jié)合EPON不同組網(wǎng)方式在配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用展開分析研究。

3.1 配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)無保護組網(wǎng)方案

以某供電公司轄區(qū)內(nèi)某配電網(wǎng)絡(luò)為例，共有1個110 kV變電站，5個10 kV開閉所，采用鏈型組網(wǎng)部署。在該配電自動化網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)搭建過程中，首先將OLT設(shè)備放置在110 kV變電站中，主要對其轄區(qū)內(nèi)所有監(jiān)控終端的實時數(shù)據(jù)進行采集，并實現(xiàn)終端與子站的通信。其次，在開閉站部署ONU設(shè)備，并借助無源分光器，將其連接在主干光纖上。為了滿足本企業(yè)靈活組網(wǎng)的要求，在ONU部署過程中，應(yīng)確保各設(shè)備之間相互獨立，即便其中任何一個設(shè)備發(fā)生故障無法工作，其他設(shè)備仍可以正常運行。最后，采用24芯的OPPC復(fù)合光纜實現(xiàn)開閉站與變電站之間的網(wǎng)絡(luò)通信。為了減少主光路的損耗，可采用非均勻分光器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的多級分路[2]。

基于該方式，通信網(wǎng)絡(luò)的主干光纖采用的是單鏈路網(wǎng)絡(luò)，不會產(chǎn)生多余光纜路由，因此無法提供網(wǎng)絡(luò)保護功能。

圖2 配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)全線路保護組網(wǎng)方案

基于同樣的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，全線路保護組網(wǎng)方案與無保護組網(wǎng)方案的區(qū)別在于開閉所的位置相對集中，采用星型組網(wǎng)部署。在對該配電自動化網(wǎng)絡(luò)進行通信系統(tǒng)搭建時，首先采用與鏈型結(jié)構(gòu)相同的部署方式，將OLT設(shè)備布置在變電站中。在ONU設(shè)備部署過程中，與配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的鏈型結(jié)構(gòu)不同，采用雙PON口方式，并接入到變電站的OLT中。因此，變電站的OLT設(shè)備也具有了雙PON口功能，可以提供1∶1的主干光纖保護功能。

3.3 配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)手拉手保護組網(wǎng)方案

當(dāng)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中存在2個110 kV變電站、5個10 kV開閉所時，可以采用手拉手保護組網(wǎng)的方式提高通信線路的可靠性。即在2個110 kV變電站中分別布置OLT設(shè)備，并實現(xiàn)所有ONU采集終端的實時工作數(shù)據(jù)的匯聚，完成與終端的通信，并借助以太網(wǎng)接口與主站實現(xiàn)通信。

基于光纖通信技術(shù)的手拉手保護配網(wǎng)方式，其結(jié)構(gòu)基本與配電網(wǎng)的輸電線路結(jié)構(gòu)一致，可以在不改變光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對全光纖網(wǎng)絡(luò)進行保護倒換，實現(xiàn)多個OLT設(shè)備的同時工作，確保當(dāng)任何OLT設(shè)備出現(xiàn)故障時，備用OLT設(shè)備仍然能正常實現(xiàn)與ONU設(shè)備的通信，有效提高配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)運行的可靠性[3]。

4 結(jié) 論

本文結(jié)合實例分析了基于EPON的光纖通信技術(shù)在配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，并對不同的組網(wǎng)方式進行了對比分析。相關(guān)工作者應(yīng)重視光纖通信技術(shù)的研究，并在實際應(yīng)用過程中，根據(jù)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同，選用合適的組網(wǎng)方式，提高配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，進而確保整個電力系統(tǒng)的完全穩(wěn)定運行。