林宇峰

摘要：針對我國配電網(wǎng)電力自動化系統(tǒng)中，接入網(wǎng)絡(luò)通信組網(wǎng)方式主要采用單一的光纖專用組網(wǎng)方式或單一的EPON通信技術(shù)的現(xiàn)狀，為實現(xiàn)原有通信網(wǎng)絡(luò)與新建網(wǎng)絡(luò)兼容運行，并為單一通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容提供更多選擇，介紹了配電體系網(wǎng)絡(luò)，分析配電通信網(wǎng)的特點，并對配網(wǎng)通信組網(wǎng)方案進(jìn)行了探討，提出把無線專網(wǎng)與光通信組網(wǎng)靈活結(jié)合，實現(xiàn)資源最優(yōu)化利用。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);通信網(wǎng)絡(luò);混合組網(wǎng)

引言

在現(xiàn)代電力需求背景下，配電網(wǎng)自動化是必然的發(fā)展趨勢。通過配電網(wǎng)自動化的應(yīng)用，可以實時對配電網(wǎng)的運行情況進(jìn)行分析，以此確認(rèn)配電網(wǎng)的狀態(tài)，此時當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時，會產(chǎn)生相應(yīng)的異常數(shù)據(jù)，此時管理人員可以通過數(shù)據(jù)波動，第一時間得知異常點、異常范圍，甚至是異常類型，同時配電網(wǎng)還會自動啟用保護(hù)機(jī)制，例如隔離異常點，避免異?，F(xiàn)象擴(kuò)張，有利于電力供配質(zhì)量。

1配電通信網(wǎng)概述

電力通信接入網(wǎng)主要隨配電自動化及營銷系統(tǒng)配套建設(shè)，承載配電自動化、配變監(jiān)測、用電信息采集等業(yè)務(wù)。目前電力骨干通信網(wǎng)已建設(shè)的有線光纖傳輸網(wǎng)，傳輸穩(wěn)定，基本解決了電網(wǎng)的信息化管理問題。配電通信網(wǎng)主要采用EPON通信技術(shù)、光纖專用組網(wǎng)方式并依靠電力骨干通信網(wǎng)作為上聯(lián)通道。配網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有接線復(fù)雜、分布分散、通信點多、單個通信點信息量少但基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的信息量非常龐大的特征。同時在配網(wǎng)應(yīng)用中，光纖設(shè)備成本高、維護(hù)復(fù)雜，覆蓋到各級配網(wǎng)自動化終端施工難度較大。配用電通信網(wǎng)具有以下特點：

（1）通信節(jié)點數(shù)量多

配電系統(tǒng)中分布柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、分支箱、配電室以及保護(hù)自動化設(shè)備等設(shè)備裝置，這些設(shè)備主要用來采集用戶用電數(shù)據(jù)，例如，一個小區(qū)內(nèi)每棟大樓中的每個單元都安裝ONU終端，普通小區(qū)的ONU數(shù)量可達(dá)上百個。

（2）通信節(jié)點分布廣

配用電通信系統(tǒng)設(shè)備一般隨配電設(shè)備安裝，覆蓋整個城市和郊區(qū)，比如線路上配電設(shè)備之間相隔較遠(yuǎn)，在一些邊緣空曠的地域，節(jié)點的分布就更加分散。

（3）通信數(shù)據(jù)量小

配用電通信網(wǎng)中的設(shè)備主要有環(huán)網(wǎng)柜、分支箱、柱上開關(guān)等設(shè)備，通信終端采集的數(shù)據(jù)多為監(jiān)控設(shè)備信息和用戶用電信息，即每個節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)量很?。ㄗ止?jié)級別）。

（4）通信方式多樣化

由于配電通信網(wǎng)設(shè)備分布廣，不同區(qū)域、不同條件下的通信接入技術(shù)各不同，現(xiàn)有的通信接入技術(shù)主要分為無線和有線兩種方式，選擇單一或者混合接入技術(shù)要根據(jù)設(shè)備實際分布情況判定。

（5）通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜

通信設(shè)備一般沿配電線路分布，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呈樹形、星形或者環(huán)形分布，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜。

2配網(wǎng)中電力通信技術(shù)混合組網(wǎng)

2.1SDH骨干網(wǎng)+EPON接入網(wǎng)

EPON系統(tǒng)對于分光器級數(shù)沒有理論限制，但每個終端設(shè)備ONU的光通道衰減應(yīng)小于24dB。由于光纜布放隨著電纜走向?qū)嵤虼怂犽娋W(wǎng)內(nèi)變電站基本實現(xiàn)光纖全覆蓋，光纖網(wǎng)絡(luò)具備向配電線路延伸的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，具備了EPON組網(wǎng)的通信介質(zhì)條件。然而此方案實施過程中會遇到一系列問題：

（1）光纜敷設(shè)難度大，成本高。導(dǎo)致這一情況的原因主要是：在部分地市變電站之間橫跨江河，跨江敷設(shè)光纜對技術(shù)和成本要求都高;另一方面，位于密集老城區(qū)的地埋電纜線其走線槽并沒有給光纜預(yù)留足夠的空間，遇此情況則必須掘開地面重新增設(shè)光纜走線槽。

（2）施工難度大。無論采用架空線纜還是地埋線纜，敷設(shè)電纜需與用戶側(cè)等各方面協(xié)調(diào)，征得其同意才能走線。

（3）設(shè)備安裝困難。新增設(shè)備體積較大且數(shù)量多，而部分通信機(jī)房空間有限。

（4）存在不穩(wěn)定因素。目前地市城區(qū)建設(shè)或者拆遷較多，光纜很極易被破壞從而通信中斷;同時，冰雪等自然災(zāi)害導(dǎo)致光纜中斷導(dǎo)致采集信息全面中斷。因此在配用電網(wǎng)建設(shè)中僅依靠有線網(wǎng)建設(shè)成本高，施工難度大，自然災(zāi)害影響嚴(yán)重。

2.2配置管理

配置管理主要負(fù)責(zé)對EPON系統(tǒng)內(nèi)所有運行所需的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行組織整合，以此對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置進(jìn)行維護(hù)，同時在基礎(chǔ)配置條件下，根據(jù)運行狀況的變化自動對配置進(jìn)行調(diào)節(jié)。在EPON系統(tǒng)配置管理啟動時，用戶可以自行選擇其運行模式，即自動運行、手動運行，運行之后會形成光線路終端、光網(wǎng)絡(luò)單元的拓?fù)鋱D，此時用戶根據(jù)拓?fù)鋱D上的變化，可以直觀判斷當(dāng)前光線路終端、光網(wǎng)絡(luò)單元是否正常，另外當(dāng)拓?fù)鋱D生成之后，EPON系統(tǒng)中的SNMP管理進(jìn)程會依照順序?qū)ο聦哟磉M(jìn)程進(jìn)行查詢，并不斷收集其中的設(shè)備信息，之后將收集到的信息存放進(jìn)自帶數(shù)據(jù)庫，以此完成數(shù)據(jù)庫更新，確保系統(tǒng)運行的實時性。

2.3SDH骨干網(wǎng)+LTE無線專網(wǎng)

2011年3月，首個基于LTE230無線寬帶的用電信息采集通信系統(tǒng)在浙江海鹽成功建成，首次將LTE技術(shù)引入電力系統(tǒng)。配電通信中的無線專網(wǎng)數(shù)據(jù)采集方式可設(shè)計為星型、環(huán)型、鏈型等。這些組網(wǎng)方式的特點是基帶單元（BaseBandUnit，BBU）與不同遠(yuǎn)端射頻單元（RemoteRadioUnit，RRU）之間通過多條光纖直連，組網(wǎng)簡單，擴(kuò)容方便，信號經(jīng)過的環(huán)節(jié)少，線路可靠性較高。但是該系統(tǒng)仍然存在以下問題：（1）基于射頻的無線信號受無線覆蓋范圍受地域、建筑影響而不同程度的衰減，對于密集建筑群存在盲區(qū)，無法形成全覆蓋。（2）星型組網(wǎng)方式耗費的纖芯數(shù)較多;鏈型使用纖芯少，但是分光器逐級分光連接，隨著分光的級數(shù)增加，線路可靠性逐級降低?？梢钥闯觯鲜鰺o線組網(wǎng)方式與EPON光纖組網(wǎng)結(jié)。

2.4故障管理

EPON系統(tǒng)在運行當(dāng)中難免會出現(xiàn)相應(yīng)的故障，所以為了及時了解并處理故障，需要通過故障管理來實現(xiàn)目的。故障管理主要具備兩項功能，即故障檢測以及故障定位，其中故障檢測就是通過光線路終端、光網(wǎng)絡(luò)單元的數(shù)據(jù)曲線，判斷兩者是否存在異常，如果存在異常，那么就會得到相應(yīng)的異常數(shù)據(jù)，這就是檢測異常的根據(jù)。之后針對異?，F(xiàn)象，故障管理會直接鎖定異常點，同時根據(jù)數(shù)據(jù)段的分布，不斷擴(kuò)張鎖定范圍，直至鎖定范圍外部沒有異常數(shù)據(jù)為止，此時就能夠確認(rèn)異常的具體位置，完成故障定位功能。另外，在故障定位的同時，故障管理還會根據(jù)故障的范圍、影響程度發(fā)出不同級別的警報，以此提醒用戶。

2.5SDH骨干網(wǎng)+EPON接入網(wǎng)+LTE無線專網(wǎng)

考慮到不同環(huán)境下的干擾和衰落等影響，在不同密集型區(qū)域使用不同的接入方式。在建筑過于密集的片區(qū)，變電站之間距離相對較近，則可以采用EPON接入網(wǎng)，不僅充分利用了光纖通信資源，而且有效避免了射頻信號多徑衰落嚴(yán)重造成的信息失真。而在采集點比較稀疏、變電站距離過遠(yuǎn)，或敷設(shè)電纜環(huán)境較惡劣地區(qū)，則采用LTE無線專網(wǎng)，從而降低施工難度并有效控制成本?？紤]到無線專網(wǎng)的射頻傳輸方式存在被非法竊取的可能性，而EPON有線光通信方式高效可靠，因此對于不同安全等級的業(yè)務(wù)可采用不同的采集方式。

結(jié)語

EPON具有速率高、性能穩(wěn)定、安全可靠的特點，LTE系統(tǒng)具有廣覆蓋、低成本以及對電力業(yè)務(wù)的適用性的優(yōu)勢，兩者都適用用于電力配用電網(wǎng)。隨著多種電力業(yè)務(wù)的開展和終端數(shù)量的增加，多樣化、智能化、規(guī)?；闹悄茈娋W(wǎng)建設(shè)將逐步深入。本文提出結(jié)合EPON技術(shù)與LTE系統(tǒng)，形成優(yōu)勢互補(bǔ)，實現(xiàn)最大化利用現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)資源，從而使電力通信網(wǎng)更加完善、可靠，為整個電力系統(tǒng)的通信安全奠定堅實的基礎(chǔ)。

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