配網自動化中無源光網絡技術的運用研究

吳湛

摘 要：無源光網絡技術作為配電網通信系統發揮的優勢，在配電網通信系統中起著非常重要的作用。文章分析無源光網絡技術用于配網通信的可行性，結合技術特點，研究無源光網絡技術在配網自動化中的具體應用。

關鍵詞：配網自動化；無源光網絡；分析和措施

引言

隨著工業化進程的快速發展，電力運營隨之擴大電網覆蓋范圍，電力行業的建設往往側重發電廠以及輸電設備的建設，忽視配網系統的投入。以致配網饋電線路負擔過重，結構不合理，因此，合理調配配電網，使電力配網的運行穩定性、可靠性迫在眉睫。以往的配電網線路分支錯綜復雜，線路分支的一條饋電線路，往往承擔大約30多臺配電變壓器，要采集信息的點非常多，當前點對點通信方式已經不適應配網的自動化建設的需求，研究無源光網絡技術在電力配網自動化的運用具有的現實意義。

1 分析無源光網絡在配網自動化可行性

作為整個配網系統的關鍵，通信系統的功能至關重要。因此，完善電力應急機制和電力配電自動化需要網絡、計算機的支持，同時離不開配電網的結構、拓撲信息、通信技術集成配電網數據以及地理結構等，形成一種配網自動化系統。目前，配網通信系統的主要方式為串口通信、無線通信和光纖通信。然而串口通信局限于帶寬小的缺點，遠遠不能滿足現代電網的需求。無線通信減少電力架設線路，雖然減少投資成本，但是從經濟角度看，日常的通信技術使用費用高昂，長期的積累也是企業的負擔，而且寬帶小的缺點不適應在范圍廣的區域使用。

2 無源光網絡（PON）技術的應用

2.1 配網自動化通信系統要與無源光網絡（PON）技術結合

配網自動化通信系統設計時，要充分考慮無源光網絡（PON）技術的特點，對配網業務要求能夠以最大限度利用無源光網絡（PON）接入技術能力。配網自動化必須具備以下要求：（1）各種惡劣的環境，能夠保持系統穩定運行，電力應急機制的能力和穩定性。（2）系統的拓撲靈活多變，滿足復雜多變業務種類。（3）靈活組網能力，滿足主站向終端下發控制命令，又能夠使終端上傳數據到主站，以實現分散接入，又能夠雙向收發信息。（4）設備適應性強、可靠性高。比較方便安裝、攜帶和維護。（5）利用無源光網絡（PON）技術的特點，充分利用資金、設備和人力投入，提高通信質量，提供高質量的業務。

2.2 工作原理

而無源光網絡系統（PON）主要由一個局端的光線路終端（OLT）、一組用戶端的光網絡單元（ONU）組成，光分配網絡（ODN）或連接器把一個OLT（主站）連接一組ONU（變電站），連接由光纖和無源分路器共同構成。工作原理如圖1所示。

一般而言單個分路器分路比為2，4或8，實現多級連接。不需要電源、設備簡單，全天候的環境運行工作，主要任務負責為ONU（變電站）網絡提供用戶側的接口，完成OLT（主站）到ONU（變電站）的傳輸（下行方式）ONU（變電站）到OLT（主站）的傳輸（上行方式）的轉換，實現各類業務的接入。

2.3 配網自動化無源光網絡（PON）技術的拓撲結構

配網自動化無源光網絡（PON）技術的應用的結構，一般常見的網絡結構有如下：（1）星形結構：OLT（主站）和光分路器（ODN）之間用一芯光纖連接，OLT放置在主站中心機房，光分路器（ODN）放置在中心機房或集控站、營業廳，由于ONU（變電站）有多個網絡接口，可以靈活設置接口的優先級和帶寬，光分路器（ODN）和ONU（變電站）之間通過芯光纖連接，站點內放置ONU（變電站）通過光分路器（ODN）節省光纜的數量實現與主站設備的互聯互通。同時，可以對立劃分不同的虛網，無源光網絡（PON）系統可以為各種業務提供靈活的網絡接入，對站點的業務接入提供良好的網絡環境，語音網關設備和合波設備，電話和有線電視也可以通過PON系統，在一芯光纜上增加，從而為用戶提供更多的信息接入服務。（2）鏈形結構：光纖呈鏈式分布，采用多級分光，不等分光功率的光分路器方案。OLT（主站）沿著光纜敷設到達第1個站點時，由分路器分光，一路經一芯光纖接人站點ONU（變電站）設備，另一路接著到下一個ONU（變電站）站點，依此類推，直接連接中間不經過其他設備，各個站點雖然經過多級分光實現，保證了扁平化管理。鏈形結構可以節省主干光纖資源，提高光纖資源的利用率。

3 分析配網自動化系統業務隔離和數據安全的應用和解決措施

無源光網絡（PON）在配網自動化通信系統中能夠承載多種業務，為電力企業提供不同類型（集中抄表、配電網SCADA系統以及需方WEB管理等）的業務通道。而分類型的業務對于分別管理至關重要。明確業務之間的分界點，應用業務隔離把不同類型的業務，提供相應的傳輸服務質量。根據不同的要求，有效地確保數據在傳輸的過程中，具有較高的安全性。然而無源光網絡（PON）技術具有解決問題能力，以下是無源光網絡（PON）技術針對問題，提出解決的措施：（1）傳輸上行數據采用TDMA（時分多址復用）的方法，ONU（變電站）可以在自己的時隙內發送數據，避免通道停滯，具有良好的通道邏輯隔離能力。（2）采用標簽技術劃分各個不同類型業務的分類，區分OLT（主站）與ONU（變電站）的業務，由于OLT（主站）使用三層光分路器（ODN），可以將各種數據歸屬到不同類型的業務平臺，有效地實現端到端的數據傳輸，進一步提高管理效率。無源光網絡（PON）在數據通行過程中具有較高的安全性，確保配電網自動化系統的安全運行。

4 結束語

無源光網絡（PON）技術為配電網自動化系統帶來全新的革命，通信接入方案在通信速率、成本、可靠性等方面滿足配電網自動化系統需求，點對多點的拓撲結構配電網自動化系統網絡擴展靈活，PON技術的優勢將為未來網絡接入技術的發展方向提供空間，在市場得到越來越廣泛的應用。

參考文獻

[1]周智偉.無源光網絡技術在配網自動化中的應用[J].科學時代，2013（19）.

[2]陳宏昆.無源光網絡技術應用于配網自動化中的分析[J].科技創業家，2012（22）.

[3]左宇航，汪一波.配網自動化中無源光網絡技術的運用[J].中國電力，2013（04）.