株洲市天元區(qū)配電自動(dòng)化通信方案研究

石 凡，于惠鈞

（湖南工業(yè)大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，湖南 株洲 412007）

株洲市天元區(qū)配電自動(dòng)化通信方案研究

石 凡，于惠鈞

（湖南工業(yè)大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，湖南 株洲 412007）

通過(guò)對(duì)各種主流通信方式的比較，結(jié)合株洲地區(qū)用電網(wǎng)的特點(diǎn)，選定了適合株洲地區(qū)配電自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的通信方式，分析了建設(shè)區(qū)通信主干網(wǎng)、通信接入網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路，提出了對(duì)通信骨干網(wǎng)絡(luò)的改造方案以及基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)施方案。

配電自動(dòng)化；通信系統(tǒng)；無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

0 引言

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（passive optical network，PON）技術(shù)是目前最前沿的點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入技術(shù)。它由光線路終端（optical line terminal，OLT）、光網(wǎng)絡(luò)單元（optical network unit，ONU）和光分配網(wǎng)絡(luò)（optical distribution network，ODN）組成[1-2]。一般其下行采用（time division multiplexing，TDM）廣播方式，上行采用時(shí)分多址接入（time division multiple access，TDMA）方式，而且可以靈活地組成樹型、星型、總線型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（典型結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)）。PON的本質(zhì)特征就是ODN全部由無(wú)源光器件組成，不包含任何有源電子器件。這樣就有效地避免了外部設(shè)備的雷電及電磁干擾的影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，大大簡(jiǎn)化了供電配置和網(wǎng)管復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)可靠性，同時(shí)節(jié)省了維護(hù)成本，是電信維護(hù)部門長(zhǎng)期期待的技術(shù)，越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注和重視，發(fā)展非常迅猛。與點(diǎn)到點(diǎn)的有源光網(wǎng)絡(luò)相比，PON技術(shù)的主要特點(diǎn)在于維護(hù)簡(jiǎn)單，成本較低（節(jié)省光纖和光接口）和較高的傳輸帶寬，其高性能價(jià)格比的特點(diǎn)會(huì)使其在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，PON一直被視為接入網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展方向。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)分為主站、通信網(wǎng)絡(luò)、配電終端和業(yè)務(wù)信息集成等4部分。通信網(wǎng)絡(luò)是維系配網(wǎng)自動(dòng)化主站、配電終端和業(yè)務(wù)信息的紐帶，是配電自動(dòng)化系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分和技術(shù)手段。

在配電自動(dòng)化建設(shè)中，通信是基礎(chǔ)。為此，國(guó)家電網(wǎng)公司在2011年確立了以無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)為主選的系列技術(shù)、測(cè)試、施工標(biāo)準(zhǔn)，為配網(wǎng)通信大規(guī)模建設(shè)鋪平了道路，各地相繼展開配電自動(dòng)化建設(shè)。之所以選擇PON技術(shù)，是因?yàn)镻ON的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)與配電一次網(wǎng)架的匹配度較高，一次網(wǎng)架往往有單射線形、樹形、環(huán)形等形式，而PON組網(wǎng)天然地適配了這幾種組網(wǎng)形式[3-4]。下面本文將從通信主干網(wǎng)、通信接入網(wǎng)、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面對(duì)株洲天元區(qū)配電自動(dòng)化通信方案進(jìn)行研究。

1 建設(shè)區(qū)總體概況

本次配電自動(dòng)化建設(shè)區(qū)（以下簡(jiǎn)稱建設(shè)區(qū)）位于株洲市天元區(qū)，范圍東至湘江，南至黃山路，西至神龍大道，北至湘江，占地面積約為10.5 km2，總供電人口約14萬(wàn)人（詳見圖1中區(qū)域1）。

圖1 株洲核心城區(qū)2014年配電自動(dòng)化建設(shè)區(qū)域（區(qū)域1）Fig.1 The distribution automation construction area in urban core of Zhuzhou city in 2014 (block 1)

建設(shè)區(qū)域內(nèi)包含了株洲市人民政府、廣播電視中心、華天酒店、湖南工業(yè)大學(xué)、市中心醫(yī)院、神龍城等重要用戶或機(jī)構(gòu)，是株洲市的政治、文化、經(jīng)濟(jì)與商業(yè)中心，同時(shí)也是株洲市城市的核心區(qū)域。該區(qū)域人口集中，供電潛力巨大，對(duì)供電可靠性要求較高，且屬于新建城區(qū)，也易于配網(wǎng)自動(dòng)化工程的施工建設(shè)。

自2009年以來(lái)，建設(shè)區(qū)年最大負(fù)荷增長(zhǎng)率達(dá)20%，目前該區(qū)域負(fù)荷已達(dá)到120 MW，平均負(fù)荷密度為11.43 MW/km2。

該區(qū)域內(nèi)的電力線路走廊已基本穩(wěn)定成型，大部分線路經(jīng)過(guò)桿線下地或遷移工程，投運(yùn)時(shí)間不超過(guò)10 a，具備改造的前提條件。

目前向建設(shè)區(qū)供電的變電站共計(jì)5座，分別為王家坪220 kV變電站、張家園110 kV變電站、蓮花110 kV變電站、窯塘沖110 kV變電站、松樹110 kV變電站，所供10 kV線路35條，其中張家園變13條、蓮花變13條、窯塘沖變6條、王家坪變2條、松樹變1條。2014年城網(wǎng)將在建設(shè)區(qū)內(nèi)新建2條10 kV線路，分別為蓮濱Ⅳ回、張濱Ⅳ回；延伸2回10 kV線路，分別為蓮德線、蓮保線，預(yù)計(jì)在2015年10月份可竣工送電。至2015年7月，還將新增七區(qū)110 kV變電站。

2 配電通信技術(shù)選擇

用于配電網(wǎng)的通信技術(shù)按傳輸介質(zhì)分為2大類：有線通信和無(wú)線通信。有線通信主要有光纖通信（以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)/工業(yè)以太網(wǎng)）和電力線載波通信（中壓載波）；無(wú)線通信主要通過(guò)組建無(wú)線專網(wǎng)（Mobitex/230 M）和無(wú)線公網(wǎng)（GPRS/CDMA/3G）實(shí)現(xiàn)。各類主流通信方式比較[5-7]，如表1所示。

表1 各類主流通信方式比較Table 1 Comparison of various communication modes

由表1可知，針對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷變化快、通信可靠性要求高，結(jié)合本期試點(diǎn)區(qū)域管孔資源豐富，光纜可覆蓋大部分配電設(shè)備的特點(diǎn)，選擇光纖通信為配電通信網(wǎng)的主要通信方式，根據(jù)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（ethernet passive optical network，EPON）通信方式。對(duì)于少部分光纖無(wú)法覆蓋的配電設(shè)備，可利用運(yùn)營(yíng)商已建成的無(wú)線資源，在投資省、見效快的同時(shí)方便運(yùn)行維護(hù)。

3 通信方案設(shè)計(jì)

3.1 總體通信方案

電力通信網(wǎng)就其層次上可以分成電力通信主干網(wǎng)和電力通信接入網(wǎng)[8-9]。電力通信接入網(wǎng)采用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，傳輸網(wǎng)采用SDH網(wǎng)絡(luò)，光纖接入網(wǎng)通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入SDH骨干網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)該區(qū)域36條10 kV主干配電線路光纖通（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)EPON）全覆蓋。此外，改擴(kuò)建市中心主站及220 kV王家坪變、110 kV蓮花變、110 kV張家園變、110 kV窯塘沖變、110 kV松樹變，在城區(qū)骨干光環(huán)網(wǎng)上建成配電通信專用網(wǎng)絡(luò)。配電通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 配電通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Fig.2 The network structure of distribution communication

光纖專網(wǎng)通信方式主要接口如下。

OLT與骨干（synchronous digital hierarchy，SDH）光傳輸設(shè)備之間的接口：GE接口。

ONU與配電終端之間的接口：FE接口。

無(wú)線公網(wǎng)通信方式主要接口如下：

無(wú)線公網(wǎng)與自動(dòng)化主站安全隔離裝置之間的接口：FE或2M。

無(wú)線終端與配電終端之間的接口：FE接口。

3.2 通信主干網(wǎng)設(shè)計(jì)思路

第一層為電力通信主干網(wǎng)——覆蓋所有110 kV及以上變電站、調(diào)度中心、電力企業(yè)各級(jí)組織，負(fù)責(zé)變電站的所有業(yè)務(wù)。本層在整個(gè)通信網(wǎng)中處于核心地位，可靠性、實(shí)時(shí)性要求極高，具備雙路由，自愈時(shí)間小于50 ms。本工程的王家坪變現(xiàn)有的（multiservice transfer platform，MSTP)傳輸設(shè)備容量為2.5 G，蓮花變、張家園、窯塘沖變變現(xiàn)有MSTP設(shè)備傳輸容量為622 M，基本滿足本次工程業(yè)務(wù)的帶寬需求。本工程相關(guān)的站點(diǎn)光纖傳輸設(shè)備現(xiàn)狀如表2所示，由表可見，各站設(shè)備均滿足以太網(wǎng)板擴(kuò)容要求。為便于業(yè)務(wù)管理，建議將承載配網(wǎng)自動(dòng)化及信息內(nèi)網(wǎng)業(yè)務(wù)的以太網(wǎng)板分開配置，因此各通信站只需要增加以太網(wǎng)板即可滿足配網(wǎng)自動(dòng)化的接入需求。新建配網(wǎng)通信主站一個(gè)，在現(xiàn)有光纖通信平臺(tái)的基礎(chǔ)上建立虛擬專用IP網(wǎng)絡(luò)，專門用于傳送配電自動(dòng)化信息。本層業(yè)務(wù)接入方式為純IP接入。

表2 SDH光纖傳輸設(shè)備現(xiàn)狀Table 2 SDH optical fiber transmission equipment situation

株洲天元區(qū)配電自動(dòng)化建設(shè)區(qū)現(xiàn)有通信骨干網(wǎng)通過(guò)環(huán)網(wǎng)升級(jí)后主干網(wǎng)容量已基本滿足各類業(yè)務(wù)需求，但該區(qū)域內(nèi)622 M匯聚層的4個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)中有3個(gè)（張家園變、松樹變、窯塘沖變）未在環(huán)上，根據(jù)對(duì)業(yè)務(wù)傳輸可靠性要求，需對(duì)該區(qū)域部分站點(diǎn)及光路進(jìn)行調(diào)整、升級(jí)、優(yōu)化。建設(shè)方案如下：

1）升級(jí)張家園變—蓮花變155 M光路為622 M，構(gòu)建葉子沖變—銅塘灣變—蓮花變—張家園變—慶云山變—東湖變—株洲中心站1—鵝頸洲變—葉子沖變的622 M光環(huán)網(wǎng)；

2）退出張家園變—松樹變155 M光路，新增松樹變—王家坪變622 M光路，構(gòu)建松樹變—窯塘沖變—城西園區(qū)變—王家坪變—松樹變的622 M光環(huán)網(wǎng)。

改造后的通信骨干網(wǎng)拓?fù)湟妶D3。

圖3 改造后的通信骨干網(wǎng)拓?fù)鋱DFig.3 The topology of communication backbone network after reconstruction

通過(guò)上述網(wǎng)絡(luò)改造后，該片區(qū)將形成結(jié)構(gòu)清晰、滿足通信業(yè)務(wù)傳輸需求的2個(gè)匯聚層622 M光環(huán)網(wǎng)，配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)的可靠性將得到大幅度提升。

3.3 接入網(wǎng)通信設(shè)計(jì)思路

第二層為電力通信接入網(wǎng)：包括10 kV配電通信網(wǎng)，即主網(wǎng)變電站低壓出線側(cè)各條10 kV主干線路及其分段互聯(lián)開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜等。該層是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的主要通信支撐。業(yè)務(wù)對(duì)可靠性、實(shí)時(shí)性有較高要求，而且站點(diǎn)數(shù)量多，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，因此對(duì)成本、設(shè)備適應(yīng)性也有較高要求，是本次工程的重點(diǎn)。根據(jù)株洲供電公司電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體原則和具體情況，本次配電通信接入網(wǎng)的建設(shè)以實(shí)現(xiàn)100%光纖通信為建設(shè)原則。具體技術(shù)策略是： 10 kV主干線路及分支線上采用光纖通信，采用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)EPON解決方案，組建光纖專用網(wǎng)絡(luò)，各采集點(diǎn)（環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)等）數(shù)據(jù)通過(guò)EPON系統(tǒng)匯聚到變電站。各信息點(diǎn)通信終端提供的業(yè)務(wù)接入方式為RJ45, RS232和RS485（可根據(jù)配電終端需求確定）。

最后，對(duì)農(nóng)村文化消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，和城市相比，農(nóng)村文化消費(fèi)結(jié)構(gòu)相對(duì)單一，對(duì)幾個(gè)經(jīng)常性消費(fèi)領(lǐng)域進(jìn)行集中，促使農(nóng)村文化消費(fèi)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，能夠有效提升農(nóng)村文化產(chǎn)品以及服務(wù)質(zhì)量，大力倡導(dǎo)先進(jìn)文化產(chǎn)品的消費(fèi)。將發(fā)展重點(diǎn)放在農(nóng)村居民提升自我文化素養(yǎng)上。例如，開展農(nóng)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，在鄉(xiāng)村開展農(nóng)業(yè)知識(shí)競(jìng)賽和體育競(jìng)技等，豐富農(nóng)村居民文化生活，促使農(nóng)村文化消費(fèi)結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步優(yōu)化。

3.4 骨干通信網(wǎng)絡(luò)改造方案

結(jié)合太原南城區(qū)配網(wǎng)通信方案[10-14]，通過(guò)對(duì)建設(shè)區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)的改造，可構(gòu)建該區(qū)域2個(gè)匯聚層622 M光環(huán)網(wǎng)，為配電自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸提供保障。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀的分析，采用升級(jí)光模塊的方式對(duì)該區(qū)域的部分光鏈路進(jìn)行改造。退出張家園變—蓮花變、張家園變—松樹變的2條155 M光鏈路，在張家園變新增622 M光板（P8S1-4E）1塊，在張家園變、蓮花變、松樹變、王家坪變分別增加622M光模塊1個(gè)，構(gòu)建張家園變—蓮花變、松樹變—王家坪變的2條622 M光路。

為滿足各站配電自動(dòng)化通信以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入需求，在王家坪變、張家園變、蓮花變、松樹變、窯塘沖變、株洲中心站1地網(wǎng)阿爾卡特傳輸設(shè)備上分別增加以太網(wǎng)板1塊（帶GE接口）。

4 EPON通信網(wǎng)實(shí)施方案

結(jié)合本次配電自動(dòng)化項(xiàng)目建設(shè)，EPON配電通信系統(tǒng)共涉及株洲供電公司主站、王家坪、張家園、松樹、窯塘沖、蓮花等5個(gè)變電站子站共計(jì)37條線路。針對(duì)各條線路根據(jù)10 kV配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，綜合考慮線路長(zhǎng)度、信息點(diǎn)數(shù)量、衰耗等因素，通信組網(wǎng)盡量采用手拉手鏈路拓?fù)?，并?duì)典型線路進(jìn)行分析計(jì)算，給出以下建設(shè)實(shí)施方案。

4.1 EPON各網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備選擇及配置

光線路終端（OLT）：分別在王家坪變、張家園變、松樹變、窯塘沖變、蓮花變等5個(gè)站點(diǎn)各設(shè)置1臺(tái)OLT設(shè)備；上行可以接入目前株洲電力已有的MSTP傳輸網(wǎng)中，同時(shí)OLT也可以獨(dú)立具備支持環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)的能力（支持RSTP/MSTP）；OLT上行需要提供GE接口，考慮后續(xù)業(yè)務(wù)帶寬的發(fā)展，OLT還需要能提供上行10 GE接口；本期規(guī)劃OLT設(shè)備的每個(gè)PON口所帶ONU數(shù)量為4～16個(gè)。

分光器（ODN）：根據(jù)各條10 kV配網(wǎng)終端地理位置情況，考慮在變電站集中設(shè)置一級(jí)分光器，分光比按1:4均勻分光考慮。當(dāng)一級(jí)分光所接入的環(huán)網(wǎng)柜有分支線時(shí)，考慮在該環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)設(shè)置1:4均勻分光器作為二級(jí)分光。

4.2 EPON網(wǎng)絡(luò)典型線路分析

綜合各線路情況，選擇線路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、終端接入較多具有代表性的濱江路上的8條10 kV線路進(jìn)行分析。8條線路中有4條為互聯(lián)線路，分別是蓮濱I回-張濱I回、蓮濱Ⅱ回-張濱Ⅱ回、蓮濱Ⅲ回-張濱Ⅲ回、蓮濱Ⅳ回-張濱Ⅳ回，8條線路的主干部分從110 kV蓮花變和張家園變10 kV出線開始共管敷設(shè)并沿濱江路直達(dá)對(duì)側(cè)變電站，是典型的手拉手互聯(lián)結(jié)構(gòu)，8條線路上的主干環(huán)網(wǎng)柜和二級(jí)環(huán)網(wǎng)柜共計(jì)30個(gè)（主干20個(gè)、二級(jí)10個(gè)）。結(jié)合上述章節(jié)中的光纜布放、設(shè)備配置等原則，對(duì)濱江路的EPON系統(tǒng)進(jìn)行如下配置方案：

1）在110 kV張家園和蓮花變電站通信機(jī)房各設(shè)OLT設(shè)備1套，為滿足該路段的組網(wǎng)需求，各站OLT設(shè)備PON口初步配置8個(gè)（按每個(gè)PON口帶4個(gè)環(huán)網(wǎng)柜計(jì)算）；

2）在110 kV張家園和蓮花變電站通信機(jī)房各設(shè)1: 4均分分光器8個(gè)，分別對(duì)應(yīng)接入OLT的8個(gè)PON口；

3）光纜芯數(shù)配置按8個(gè)分光器共分出32芯光纖并按1:1備用配置，則共需配置光纖64芯，即布放48芯的光纜2根。

上述配置方案僅從環(huán)網(wǎng)柜數(shù)量上進(jìn)行了較粗略的規(guī)劃，如果需要進(jìn)一步細(xì)化組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，則需從配網(wǎng)地理接線圖、環(huán)網(wǎng)柜地理距離等進(jìn)一步進(jìn)行分析。

結(jié)合濱江路各線路的地理接線圖（圖略）可以看出，8條10 kV線路沿由廬山路旁蓮花變電站出線—濱江北路—濱江南路—黃山路—張家園變電站出線，將該路徑作為主干光纜布放路由，并由圖得到該路由上的環(huán)網(wǎng)柜有16個(gè)（視為干線環(huán)網(wǎng)柜），其余14個(gè)環(huán)網(wǎng)柜掛接在該路由上（視為分支環(huán)網(wǎng)柜），且掛接在同一干線環(huán)網(wǎng)柜分支環(huán)網(wǎng)柜不超過(guò)2個(gè)。結(jié)合上述章節(jié)中的光纜布放、設(shè)備配置等原則，對(duì)濱江路的EPON系統(tǒng)重新進(jìn)行如下配置。

1）OLT設(shè)備配置：在110 kV張家園和蓮花變電站通信機(jī)房各設(shè)OLT設(shè)備1套，為滿足該路段的組網(wǎng)需求，各站OLT設(shè)備PON口配置4個(gè)（按每個(gè)PON口帶1組環(huán)網(wǎng)柜計(jì)算）。

2）分光器配置：在110 kV張家園和蓮花變電站通信機(jī)房各設(shè)置1:4均分分光器4個(gè)，分別對(duì)應(yīng)接入OLT的4個(gè)PON口；在連有分支環(huán)網(wǎng)柜的干線環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)設(shè)置1:4均分分光器2個(gè)（分手拉手線路的2個(gè)光方向?qū)χ鞲衫w芯進(jìn)行二級(jí)分光）。

3）干線光纜芯數(shù)配置：按4個(gè)分光器共分出16芯光纖并按1:1備用配置，共需配置光纖32芯，按40%的纖芯預(yù)留考慮，則需配置光纜纖芯45芯，即布放48芯的光纜1根。

4）分支光纜芯數(shù)配置：由于主干環(huán)網(wǎng)柜所接分支環(huán)網(wǎng)柜不超過(guò)3個(gè)，按3個(gè)考慮則分支線光纜需用6芯（主備各1芯），按40%的纖芯預(yù)留考慮，則需配置光纜纖芯9芯，即布放12芯的光纜1根（考慮到光纜布放施工難度、成本和未來(lái)業(yè)務(wù)開通需求，可選擇布放24芯的分支光纜）。

按照上述配置方案，對(duì)其中的1組環(huán)網(wǎng)柜（蓮濱Ⅰ回交通局環(huán)網(wǎng)柜、蓮濱Ⅱ回蓮花臺(tái)區(qū)環(huán)網(wǎng)柜、蓮濱Ⅲ回濱江路01#環(huán)網(wǎng)柜、蓮濱Ⅱ回風(fēng)光帶環(huán)網(wǎng)柜、蓮濱Ⅰ回五橋環(huán)網(wǎng)柜、張濱Ⅰ回濱江路05#環(huán)網(wǎng)柜）EPON系統(tǒng)組成進(jìn)行詳細(xì)配置。

1）確定干線環(huán)網(wǎng)柜和分支環(huán)網(wǎng)柜：從地理接線圖可以看出，蓮濱Ⅰ回交通局環(huán)網(wǎng)柜、蓮濱Ⅱ回蓮花臺(tái)區(qū)環(huán)網(wǎng)柜、蓮濱Ⅲ回濱江路01#環(huán)網(wǎng)柜、張濱Ⅰ回濱江路05#環(huán)網(wǎng)柜等4個(gè)環(huán)網(wǎng)柜位于干線光纜路徑上，故選擇這4個(gè)環(huán)網(wǎng)柜為改組環(huán)網(wǎng)柜的干線環(huán)網(wǎng)柜；蓮濱Ⅱ回風(fēng)光帶環(huán)網(wǎng)柜、蓮濱Ⅰ回五橋環(huán)網(wǎng)柜接于干線光纜以外，定義為分支環(huán)網(wǎng)柜，且作為蓮濱Ⅲ回濱江路01#環(huán)網(wǎng)柜的分支接入。

2）確定EPON設(shè)備光口和分光器：按照上述配置方案，兩個(gè)變電站各選擇EPON設(shè)備的1個(gè)PON口分配給該組環(huán)網(wǎng)柜使用，為簡(jiǎn)明起見，兩站均選擇1號(hào)PON口；兩站的1號(hào)PON口各接1個(gè)1:4均分分光器，分出的4芯纖芯考慮備用后分別對(duì)應(yīng)到干線光纜的1～8芯。

3）干線環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)設(shè)備連接：在第一個(gè)干線環(huán)網(wǎng)柜處，將干線光纜的1, 2芯（注：因是手拉手結(jié)構(gòu)，有來(lái)自2個(gè)方向的干線光纜，均取1, 2芯）在融纖盤上成端，利用光跳纖接上ONU后完成該環(huán)網(wǎng)柜的設(shè)備接入，2個(gè)方向的其余46芯光纜在直融盤中直融后入第2個(gè)干線環(huán)網(wǎng)柜，按上述步驟將接入纖芯改為3, 4纖將第2個(gè)環(huán)網(wǎng)柜接入系統(tǒng)， 在此不再贅述。

4）干線環(huán)網(wǎng)柜下掛分支線或擴(kuò)容：第三個(gè)干線環(huán)網(wǎng)柜（蓮濱Ⅲ回濱江路01#環(huán)網(wǎng)柜）下掛了2個(gè)分支環(huán)網(wǎng)柜，對(duì)于該類環(huán)網(wǎng)柜需在柜內(nèi)設(shè)置二級(jí)分光器，結(jié)合近期需求和遠(yuǎn)期發(fā)展該類環(huán)網(wǎng)柜均設(shè)置分光比為1:4的二級(jí)均分分光器，分支環(huán)網(wǎng)柜或擴(kuò)容環(huán)網(wǎng)柜通過(guò)24芯分支線光纜接入管線環(huán)網(wǎng)柜后接入EPON系統(tǒng)。

5）光功率衰耗和預(yù)留情況：由前述的最壞情況計(jì)算結(jié)果，該組環(huán)網(wǎng)柜均應(yīng)能滿足光功率衰耗要求，并且各干線環(huán)網(wǎng)柜按二級(jí)分光比考慮均留有光裕量，適合配網(wǎng)線路的變化、擴(kuò)容、改造等的需求。

5 結(jié)論

通過(guò)以上對(duì)實(shí)際典型線路的分析得到以下結(jié)論：各終端均能滿足光衰要求，且各干線環(huán)網(wǎng)柜按二級(jí)分光的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算后仍均有光功率預(yù)留，滿足網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容或改造需求。本文對(duì)于所有環(huán)網(wǎng)柜的EPON系統(tǒng)盡量考慮手拉手互聯(lián)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，以保障系統(tǒng)的安全可靠性，如在地理接線上無(wú)法組成互聯(lián)的則以單鏈組網(wǎng)方式考慮，但ONU設(shè)備必須考慮為雙PON口，方便未來(lái)?xiàng)l件成熟時(shí)成環(huán)的可能性。

[1]馬 波. 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)中的應(yīng)用分析[J]. 中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2011(14) ：160-163. Ma Bo. Application Analysis of Passive Optical Network Technology in Power Distribution Network[J]. China Urban Economy，2011(14)：160-163.

[2]陳 亮. 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)技術(shù)在電力光纖入戶與配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J]. 河北電力技術(shù)，2014，33(4)：38-40. Chen Liang. Application of Passive Optical Network (EPON) Technology in Power FTTH and Residential Distribution Automation[J]. Hebei Electric Power，2014，33(4)：38-40.

[3]汪明達(dá). EPON技術(shù)在電力配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J]. 網(wǎng)絡(luò)與信息，2010(9)：39-40. Wang Mingda. The Application of EPON Technology in Power Distribution Automation[J]. Network &Information，2010(9)：39-40.

[4]國(guó) 海，陳 松，權(quán) 悅. 配電網(wǎng)自動(dòng)化通信方案的對(duì)比及應(yīng)用設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)，2008，45(9)：25-27. Guo Hai，Chen Song，Quan Yue. The Application Design and Contrast of the Communications Scheme in Distribution Automation[J]. Electronic Technology，2008，45(9)：25-27.

[5]郭濱釗. 配電自動(dòng)化及其通道模式研究[D]. 鄭州：鄭州大學(xué)，2007. Guo Binzhao. Distribution Automation and Channel Model [D]. Zhengzhou：Zhengzhou University，2007.

[6]黃振洲. 電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)分析[J]. 廣東科技，2008(8)：105-106. Huang Zhenzhou. Technical Analysis of Electricity Distribution Network Automation Systems[J]. Guangdong Science and Technology，2008(8)：105-106.

[7]丘 剛，高沁翔. 載波通信在配網(wǎng)自動(dòng)化工程中的應(yīng)用[J]. 浙江電力，2007(6)：58-60. Qiu Gang，Gao Qinxiang. Application of Carrier Communication in Distribution Automation[J]. Zhejiang Electric Power，2007(6)：58-60.

[8]Mcgarry M P，Reisslein M，Mailer M，et al. WDM Ethernet Passive Optical Networks[J]. IEEE Commun. Magazine，2006，44(2)：18-25.

[9]Kramer G. Passive Optical Network Update E-PON[J]. IEEE Communications Magazine，2007，45(3)：6-8.

[10]孫 茜. 太原南城區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)方案及實(shí)施[D]. 北京：華北電力大學(xué)，2012. Sun Qian. Distribution Automation Technology Solutions and Implementation of South City Zone in Taiyuan[D] . Beijing：North China Electric Power University, 2012.

[11]蘭 海. 配電自動(dòng)化在博興電網(wǎng)的應(yīng)用[D]. 濟(jì)南：山東大學(xué)，2012. Lan Hai. Application of Distribution Automation in Boxing Power Grid[D]. Ji’nan：Shandong University，2012.

[12]張大偉. 白銀城區(qū)配電自動(dòng)化建設(shè)方案研究[D]. 北京：華北電力大學(xué)，2013. Zhang Dawei. Research on Construction Scheme of Distribution Automation BaiYin City[D]. Beijing：North China Electric Power University，2013.

[13]陳 雷，劉 偉. 鐵東變電站配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 煤礦現(xiàn)代化，2011，100(1)：119-121. Chen Lei，Liu Wei. Design and Implementation on Automatic Monitoring System of Distribution Automation in Tiedong [J]. Coal Mine Modernization，2011，100(1)：119-121.

[14]牛全保，邢 軍，陳 磊. 陜西電網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化有關(guān)問(wèn)題探討[J]. 陜西電力，2009，37(7)：69-72. Niu Quanbao，Xing Jun，Chen Lei. Probe into Distribution Automation in Shaanxi Power Grid[J]. Shaanxi Electric Power，2009，37(7)：69-72.

（責(zé)任編輯：申 劍）

Study on the Distribution Automation Communication Scheme in Tianyuan District of Zhuzhou City

Shi Fan，Yu Huijun
（School of Electrical and Information Engineering，Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan 412007，China）

By comparing various communication modes and combining with the characteristics of the grid in Zhuzhou, the communication mode is selected suitable for the development of distribution automation system of Zhuzhou. The design ideas of communication backbone network and communication access network are analyzed, and the reconstruction program for the backbone network and the implementation program based on passive optical network (EPON) technology are put forward.

distribution automation；communication system；passive optical network technology

TM76

A

1673-9833(2015)03-0057-06

10.3969/j.issn.1673-9833.2015.03.011

2015-04-05

石 凡（1990-），男，湖南株洲人，湖南工業(yè)大學(xué)碩士生，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化及其應(yīng)用，E-mail：597865447@qq.com