無源光網絡技術在配網自動化中應用

摘 要：本文從無源光網絡技術概念和特點入手，分析無源光網絡技術在配網自動化中應用的優勢。

關鍵詞：無源光網絡技術 配網自動化

隨著我國經濟的不斷發展，電力運營部門增大了配電自動化的投入，電網配網自動化逐漸提上日程，將無源光網絡技術應用于配網自動化實現了電力配網自動化的穩定性、可靠性，滿足當前電力發展的需求。

1、配網自動化概述

配網自動化是利用網絡、計算機和通信技術集成配電網數據、電網結構、拓撲信息以及地理結構等，形成一種自動化系統，從而實現配電網正常及事故狀態下的現代化管理[1]。

通常情況下，配網自動化系統由配網主站、配網子站和配網終端組成。配網主站作為配網管理、監控的中心層，其是整個配網自動化管理系統和監控的核心部分；配網子站負責管轄區配電終端監控設備、柱上開關以及轄區開閉所等，集中整理數據，并將所有信息反饋給配網主站；配網終端作為配網自動化系統中的底層，其主要完成饋線監控終端、站所監控終端以及配電變壓器監控終端等信息的監控、采集和處理。

配網通信系統是配網自動化系統中極為重要的一部分，是實現配網自動化功能的基礎，其分為上行數據和下行數據，主要實現配網子站、配網終端與配網主站間的信息傳輸，實現配網自動化系統三個物理層之間的信息交換，最終實現配電網的實時監控。采取成熟的信息交換技術對提高配網自動化運行效率有著極為重要的意義。

2、無源光網絡技術的概念及特點

無源光網絡技術興起于20世紀90年代，是一種點到多點的光纖通信技術。無源光網絡系統由光線路終端、光網絡單元以及光配線網絡組成。

其中，光線路終端提供基于無源光網絡的光纖接口，同時為下游終端提供路由的功能，為下游分配帶寬，并管理網絡安全。光網絡單元具有中間節點功能，可以匯總上行數據并送至光線路終端，或分配下行數據至各個光配線網絡。光配線網絡作為無源光網絡和用戶之間的接口，其能夠實現光電信號的轉換，最終完成兩個系統之間信息的傳遞。無源光網絡系統中信號傳播方式不同，上行信號采用TDMA傳播方式，下行采用TDM廣播方式[3]。下行TDM廣播方式工作原理如下：光線路終端傳播下行信號，通過光配線網絡分配到各個光網絡單元，每個光網絡單元接收到信號后，只接受自己所需的信號。上行TDMA傳播方式工作原理如下：所有的光網絡單元使用相同時鐘標準，每個光網絡單元又被分派了特定時隙，并規定只有在該時隙才能發送信號。光配線網絡匯合所有的光網絡單元，并按照TDM協議合成，最終轉送至光線路終端。

無源光網絡系統具有強大的網絡安全保護機制，如下：①單節點保護，即網絡某一節點設備發生故障不影響其他節點的正常工作，同時還具有抵抗多個節點同時失效的能力；②全網保護，無源光網絡系統采用相同的雙光平面保護機制，提供1+1電路保護和1+1通道保護，能夠自動切換光平面，從而確保網絡的安全性。

無源光網絡多點結構、無源光纖傳輸，具有傳輸速度快、技術成熟及運行可靠等特點，采用無源光網絡技術即接入網時不使用有源設備，這樣相對來說，其設備造價低廉、維護相對方便，較好地滿足了當前配網自動化終端接入的需求。

3、無源光網絡技術在配網自動化中的應用

配電自動化中運用的配網通信系統是基于一定通信網絡的通信平臺系統，以我市一小型配電網為例，其配網通信系統做為縣域通信網建設試點項目，系統結構分為主站層、變電所層和饋線層。

主站層內部采取易擴充、安裝簡便、可靠性高的總線型雙以太網進行通信；主站層和變電所層則采用華為同步數字體系傳輸設備百兆口接入SDH光傳輸環網進行通信；變電所層和饋線層則采用無源光網絡技術進行通信。

主站層通信系統將用戶數據、歷史數據、電網設備數據、實時數據、地理圖形以及電網接線圖形和數據結合起來，進行實時監控與離線管理的系統，其有較高的集成度和安全性。在主站層進行通信測試，最終顯示成功率為100%。

變電所層自動化的主要組成部分是配變終端檢測單元TTU，其可以實現自動監控配電變壓器，TTU可實時采集電流、電壓、有功功率、無功功率以及分時電量，能夠為經濟運算提供參考，同時也可實現對系統安全的監控，在變電所層，配網自動化數據由光線路終端RS232接入終端服務器，經終端服務器連通變電所站內局域網，最終通過主站數據采集服務器和廣域數據網絡數據的交換實現信息調度。

饋線層通信為鏈型網絡，如圖1，其以變電所為起點，并安裝光線路終端（OLT），采用多個分路比為1分2光分路器，每個光網絡單元（ONU）和1分16光分路器都裝在FTU機箱中，光網絡單元通過RS232與FTU實現數據交換。饋線層的通信方式和結構能夠抗多點光網絡單元的失效，也就是說，任意數量和位置的光網絡單元失效均不會影響其他光網絡單元的通信。饋線層的這種通信方式較好地實現了網絡重構、故障操作以及饋電線路監控，能監測系統運行狀態，實現故障隔離、負荷轉移、恢復供電、遠方控制、就地自主控制、調壓以及無功補償等，這種基于無源光網絡的饋線層自動化構成了高性能的配網自動化系統。

4、結語

隨著我國電力設備的增加，現存的電網管理弊端逐漸顯露，因此電網配網自動化提上日程，將無源光網絡技術應用于配網自動化，發揮無源光網絡技術高可靠、強抗干擾、高帶寬、小巧便捷及低衰減等優點，讓無源光網絡技術為配網自動化所用有助于極大地提升了電力網絡的可靠性和穩定性。

參考文獻：

[1]徐藝，李武杭，侯雅林.無源光網絡技術在配網自動化中的應用[J].電網技術.2008，32（8）：95-96

[2]喬雁平.基于無源光網絡技術的配網自動化終端[J].中國科技博覽.2009，3（29）：380-381