基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

章愷

【摘 要】隨著我國(guó)電力設(shè)備的不斷增加，電網(wǎng)管理的問(wèn)題也隨之越來(lái)越多。基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)就是針對(duì)這種問(wèn)題而提出的，它可以更好地滿足人們對(duì)通信的需求，并且其抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、方便快捷等優(yōu)點(diǎn)都提高了整個(gè)配網(wǎng)的水平。本文重點(diǎn)分析了基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以供廣大讀者參考。

【關(guān)鍵詞】無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 配網(wǎng)自動(dòng)化 通信系統(tǒng)

對(duì)于我國(guó)而言，近年來(lái)電力行業(yè)通信技術(shù)的發(fā)展可以說(shuō)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。目前，光纖傳輸網(wǎng)已經(jīng)基本完成建設(shè)任務(wù)，能夠支持對(duì)各個(gè)部門與機(jī)構(gòu)的聯(lián)系。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的搭建也為通信部門提供了信息傳輸?shù)耐ǖ琅c途徑，能夠滿足工作人員對(duì)辦公自動(dòng)化以及其他自動(dòng)化業(yè)務(wù)的需求。但，宏觀來(lái)看，當(dāng)前我國(guó)所形成的通信配電網(wǎng)還存在一定局限性，不夠完善，因此，展開(kāi)對(duì)基于無(wú)線光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作有著非常重大的實(shí)踐意義與價(jià)值。具體分析如下：

1 通信技術(shù)與光纖通信接入技術(shù)分析

自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很大程度上會(huì)受到所使用通信技術(shù)的影響，通信技術(shù)的運(yùn)行是否暢通與穩(wěn)定，將直接反應(yīng)在所構(gòu)建自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)劣程度之上。在通信技術(shù)快速發(fā)展的背景之下，通信方式有多元化的轉(zhuǎn)型趨勢(shì)，主要包括有線、無(wú)線兩種類型，其中也涵蓋了大量的通信種類。而對(duì)于光線通信接入技術(shù)而言，本技術(shù)是建立在光線通道傳輸基礎(chǔ)之上的接入技術(shù)，主要構(gòu)成包括兩個(gè)部分，其一是有源光網(wǎng)絡(luò)，其二是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。而在這兩種當(dāng)中，又以無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)在配電通信中的應(yīng)用更加成熟。根據(jù)已有的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在能夠突破客戶端與局域端在網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)連接，進(jìn)而能夠有效避免配電通信中出現(xiàn)故障，使通信設(shè)備不受外界因素的干擾，加強(qiáng)整個(gè)通信系統(tǒng)的性能，以更好的滿足大眾的實(shí)際需求。

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括兩個(gè)部分，其一是光網(wǎng)絡(luò)單元，其二是光線路終端。兩者的主要構(gòu)成單位均為光分配器。光分配器的主要工作任務(wù)是：針對(duì)上行數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，同時(shí)對(duì)下行數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)。同時(shí)，需要負(fù)責(zé)對(duì)光信號(hào)的分配，以達(dá)到波長(zhǎng)復(fù)用的目的。而交換機(jī)作為整個(gè)光線鏈路終端的最主要組成部分，能夠面向整個(gè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供多種業(yè)務(wù)功能，支持大量的光纖接口，并根據(jù)用戶需求對(duì)接口進(jìn)行設(shè)置。分路器則能夠在不帶電的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)連續(xù)二十四小時(shí)的穩(wěn)定運(yùn)行，通過(guò)多線方式進(jìn)行連接，以針對(duì)上下行數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，確保由交換機(jī)所提供的各種業(yè)務(wù)功能能夠被無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)順利接入并使用。其基本原理如下圖1所示。

整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸通過(guò)復(fù)用廣播形式實(shí)現(xiàn)。這種廣播形式特點(diǎn)是，其一能夠支持對(duì)所有下行信號(hào)的傳輸，其二是能夠在光分配器作用下對(duì)網(wǎng)絡(luò)單元中的覆蓋信號(hào)進(jìn)行篩選。系統(tǒng)內(nèi)部往往僅需要配備一個(gè)分光路器，就能夠滿足整個(gè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)帶寬資源的共享，提高建網(wǎng)速度與水平，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)性價(jià)比的優(yōu)化。

2 電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)

對(duì)于電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)而言，其最大的特點(diǎn)是能夠在出現(xiàn)事故的狀態(tài)下仍然保持穩(wěn)定運(yùn)行。這一特點(diǎn)主要是依托于電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)所應(yīng)用的一系列高科技網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其技術(shù)拪主要由配電網(wǎng)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、地理結(jié)構(gòu)、以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這幾個(gè)部分所構(gòu)成。而系統(tǒng)硬件構(gòu)成方面則包括三個(gè)部分，其一為配網(wǎng)主站，其二為配網(wǎng)子站，其三為配網(wǎng)終端。具體來(lái)說(shuō)，配網(wǎng)主站在整個(gè)電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中占據(jù)核心地位，配網(wǎng)子站的主要功能是為配網(wǎng)主站的運(yùn)行保駕護(hù)航，負(fù)責(zé)對(duì)外部運(yùn)行情況的管理，同時(shí)對(duì)所轄區(qū)域范圍內(nèi)配電終端運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)督與控制，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)反饋至配電主站。配電終端的主要職能則是對(duì)信息進(jìn)行操作，以支持信息采集以及信息監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況的統(tǒng)籌安排。

3 基于無(wú)線光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

筆者根據(jù)參與的某小型配電網(wǎng)為例進(jìn)行分析基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該配電網(wǎng)主要由1座開(kāi)關(guān)站、7座lOkV分接箱組成，整個(gè)通信系統(tǒng)分為主站層、變電所層和饋線層三個(gè)部分，主站層主要采用總線型雙以太網(wǎng)，主要優(yōu)點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)有效擴(kuò)展、安裝比較快捷、增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

3.1 饋線層通信網(wǎng)絡(luò)

饋線層主要通過(guò)鏈型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信功能，作為整個(gè)系統(tǒng)中最關(guān)鍵性的構(gòu)成部分，整個(gè)系統(tǒng)的起點(diǎn)安排設(shè)置在變電所位置。其基本結(jié)構(gòu)如下圖2所示，饋線層的主要構(gòu)成部分包括：其一是光線路終端，其二是1分2路光路器，其三的光網(wǎng)絡(luò)單元，其四是機(jī)箱。首先，需要對(duì)光線路終端進(jìn)行安裝，然后將光網(wǎng)絡(luò)單元安裝于饋線終端機(jī)箱內(nèi)部，最后再將饋線終端安裝至分箱內(nèi)。通過(guò)這種方式，能夠方便整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，同時(shí)可及時(shí)排出故障，并起到對(duì)整個(gè)線路進(jìn)行全面監(jiān)督控制的目的（除此以外，還具有恢復(fù)供電，負(fù)荷轉(zhuǎn)移等輔助性功能），在提高配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)整體運(yùn)行水平方面有重要意義。

3.2 變電所層通信網(wǎng)絡(luò)

在配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)當(dāng)中，配網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)可以通過(guò)多種方式進(jìn)行連接，例如，在光線路終端的支持下，實(shí)現(xiàn)與終端服務(wù)器的可靠連接，或也可以通過(guò)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與變電所的連接，以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器所提供的通信功能。在配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)當(dāng)中，變電所通信設(shè)備的連接不存在多余的浪費(fèi)，但在連接中可以自行判斷是否存在冗余，并對(duì)冗余連接進(jìn)行自動(dòng)取消，從而發(fā)揮節(jié)能的目的。

3.3 主站層通信網(wǎng)絡(luò)

本部分的主要構(gòu)成包括兩個(gè)方面，其一是離線管理系統(tǒng)，其二是實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。其中，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的功能在于對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)與控制，離線管理系統(tǒng)的主要價(jià)值則是確保在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生中斷時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)與控制得以繼續(xù)。兩者相互結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)與用戶數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合。

4 結(jié)語(yǔ)

基于上述分析我們認(rèn)為，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于高度可靠，使用便捷，以及抗干擾能力強(qiáng)。因此，未來(lái)在配網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)將研究實(shí)踐的重點(diǎn)放在基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)之上，通過(guò)構(gòu)建配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的方式，為重點(diǎn)用于提供可靠性高的電力網(wǎng)絡(luò)支持。當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，還需要技術(shù)人員加大研究力度，著眼于優(yōu)化技術(shù)性能，同時(shí)控制建設(shè)成本的方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] 左宇航，王一波.配網(wǎng)自動(dòng)化中無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用[J].中國(guó)電業(yè)，2013（30）：20-21.

[2] 陳宏昆.無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)自動(dòng)化中的分析[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012（16）：93-94.

[3] 劉峰.無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新通信，2013（16）：20-21.

[4] 徐藝，李武杭，侯雅林.無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008（18）：95-96.