無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的運(yùn)用

黃嶸彪

國網(wǎng)福建安溪縣供電有限公司，福建泉州 362400

摘 要 配電網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)在配電自動(dòng)化建設(shè)中極為關(guān)鍵，與整個(gè)配電自動(dòng)化建設(shè)具有直接相關(guān)性。當(dāng)前，無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被越來越多應(yīng)用到配網(wǎng)自動(dòng)化中，效果極佳。本文依據(jù)實(shí)際情況，重點(diǎn)分析配網(wǎng)自動(dòng)化及無源光網(wǎng)絡(luò)工作原理，并對(duì)其在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用加以論述。

關(guān)鍵詞 無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；配網(wǎng)自動(dòng)化；運(yùn)用

中圖分類號(hào) TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）13-0045-02

現(xiàn)階段，配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模很大，并具備自動(dòng)化要求。其能夠保障配電網(wǎng)供電的安全性及可靠性，達(dá)到良好運(yùn)行效果。電力工作人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)重要性，使其覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。因配電網(wǎng)線路分支情況復(fù)雜，單條饋電線路須連接多臺(tái)配電變壓器，需在多個(gè)點(diǎn)中對(duì)相關(guān)信息予以收集。該過程中，無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)極具適用性。

1 分析配網(wǎng)自動(dòng)化

配網(wǎng)自動(dòng)化專業(yè)性很強(qiáng)，需要依托于計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)集成電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、拓?fù)湫畔⒑碗娋W(wǎng)數(shù)據(jù)等相關(guān)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施方法是依據(jù)實(shí)際工作原理及背景，進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)造。以該種方式，確保當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代化管理及配網(wǎng)的正常運(yùn)行。

通常情況下，構(gòu)成配網(wǎng)自動(dòng)化的相關(guān)設(shè)備有配網(wǎng)終端、配網(wǎng)主站和配網(wǎng)子站等。其在配網(wǎng)監(jiān)控和管理過程中，發(fā)揮重要作用。監(jiān)控及配網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)中，都離不開主站。配網(wǎng)子系統(tǒng)主要作用是負(fù)責(zé)柱上開關(guān)、轄區(qū)開閉所及配電終端監(jiān)控設(shè)備。該過程中，應(yīng)集中整理數(shù)據(jù)，在配網(wǎng)主站中，實(shí)施信息反饋。其位于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)最底層。配網(wǎng)終端的作用是對(duì)配電所運(yùn)行情況實(shí)施監(jiān)控或作為饋線監(jiān)控終端。

配網(wǎng)通信系統(tǒng)是該自動(dòng)化系統(tǒng)中的重點(diǎn)內(nèi)容，以此為依托能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)配網(wǎng)。而配網(wǎng)自動(dòng)化由上行和下行數(shù)據(jù)共同構(gòu)成。主要作用是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)主站與其終端和子站的連接，并進(jìn)行信息傳送[1]。

2 無源光網(wǎng)絡(luò)工作原理

光網(wǎng)絡(luò)單元和光線路終端是無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要構(gòu)成要素。二者以分配器為載體進(jìn)行連接。而無源分光器和光纖又是該裝置主要組成部分。如圖1所示，無源光網(wǎng)絡(luò)工作原理。

除卻分發(fā)下行數(shù)據(jù)之外，光分配器還能對(duì)上行數(shù)據(jù)進(jìn)行集中控制。同時(shí)，實(shí)施光信號(hào)功率分配，并復(fù)用波長。光纖路終端與交換機(jī)作用等同，該平臺(tái)可同時(shí)提供多種業(yè)務(wù)。其與無源光網(wǎng)絡(luò)光纖接口相通，依據(jù)用戶要求，配置網(wǎng)絡(luò)管理，實(shí)施帶寬分配。通常情況下，在2/4或8之間進(jìn)行分路控制，進(jìn)行多級(jí)連接。光網(wǎng)絡(luò)單元還能提供用戶側(cè)對(duì)應(yīng)接口，轉(zhuǎn)換上下行操作，進(jìn)行各類型業(yè)務(wù)接入。

該系統(tǒng)背景下，光網(wǎng)絡(luò)單元和光線路終端間數(shù)據(jù)以時(shí)分多址/時(shí)分復(fù)用、波分多址/波分復(fù)用、碼分復(fù)用/碼分多址等方式傳輸。其中，尤以時(shí)分多址/時(shí)分復(fù)用應(yīng)用最為普遍。傳輸無源光網(wǎng)絡(luò)上行和下行數(shù)據(jù)時(shí)，其均具備適用性。

無源光網(wǎng)絡(luò)下行數(shù)據(jù)傳輸過程中，應(yīng)用的是時(shí)分復(fù)用方式。借助光纖路終端，以廣播方式，向外發(fā)放下行信號(hào)。其受光分配器驅(qū)動(dòng)，向各個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元中分配，繼而篩選信號(hào)，予以選擇。上行數(shù)據(jù)傳播多采用時(shí)分多址方式，特定期限內(nèi)，會(huì)對(duì)各光單元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行突然發(fā)射。這些信號(hào)受光分配器影響，發(fā)生變化，以不同光源信號(hào)形式存在，在時(shí)分復(fù)合作用下，實(shí)現(xiàn)合成，繼而形成發(fā)光信號(hào)[2]。

光纖路終端接收所有信號(hào)之后，會(huì)依據(jù)相關(guān)協(xié)議進(jìn)行出處理。無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成了多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無需在各分支點(diǎn)處安裝相關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，其運(yùn)行和工作借助光路器便可實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，也能夠降低光纜資源占用率，實(shí)現(xiàn)帶寬資源共享，具備安全性方面的優(yōu)勢(shì)，而且建網(wǎng)速度快。

3 無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的運(yùn)用

選擇小型配電網(wǎng)進(jìn)行案例分析，其有1座開關(guān)站和7座10kV分接箱構(gòu)成。通信系統(tǒng)主要由主站層、變電所層和饋線層構(gòu)成。主站層通信借助總線型雙以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，其不僅具備很高的可靠性，而且安裝簡(jiǎn)便，易于擴(kuò)充。主站層和變電所層通信方式是華為同步數(shù)字體系傳輸設(shè)備百兆口接入光傳輸環(huán)網(wǎng)，而無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是變電所層和饋線層通信過程中的最佳選擇。

3.1 饋線層通信

如圖2所示，鏈接型網(wǎng)絡(luò)被應(yīng)用到饋線層通信中。具體實(shí)施方法是將變電所作為起點(diǎn)，將光線路終端安裝到變電所中，選用多個(gè)光分路器，分路比為1分2。并在饋線終端機(jī)箱中，對(duì)各光網(wǎng)絡(luò)單元和1分2的光分路器進(jìn)行安裝。在10kV分接箱內(nèi)安對(duì)饋線終端進(jìn)行安裝，并由饋線終端為光網(wǎng)絡(luò)單元提供24V直流電源，光網(wǎng)絡(luò)單元?jiǎng)t通過RS232接口提供，與饋線終端互相交換數(shù)據(jù)。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)明顯，能夠抵抗多點(diǎn)光網(wǎng)絡(luò)單元失效問題。其失效位置及數(shù)量，都不會(huì)對(duì)其他光網(wǎng)絡(luò)單元通信產(chǎn)生干擾或影響。

3.2 變電層通信

通過光線路終端的RS232接口，在終端服務(wù)器中，對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)進(jìn)行接入。以終端服務(wù)器為載體，在變電所站內(nèi)局域網(wǎng)上，對(duì)其進(jìn)行接入。繼而實(shí)施廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度，與主站數(shù)據(jù)采集服務(wù)器進(jìn)行通信。在華為同步數(shù)字體系光傳輸環(huán)網(wǎng)中，接入變電所通信設(shè)備，經(jīng)由光纖自愈環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)冗余。架設(shè)變電所之間的光纜線路時(shí)，需依托于10kV線路，其鋪設(shè)也可通過電纜通道實(shí)現(xiàn)[3]。

3.3 主站層通信

主站通信系統(tǒng)比較特殊，其具備實(shí)時(shí)監(jiān)控和離線管理特征。該工作過程中，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備、用戶、歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等進(jìn)行綜合，并對(duì)電網(wǎng)接線圖形和地理圖形等進(jìn)行考量，以具備較高的安全性，并提高集成度。選擇主站端，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，分別遙控拉合分段開關(guān)，將拉合數(shù)量控制為3次，均成功，信息響應(yīng)時(shí)間很短，為0.8s。

4 結(jié)論

綜上所述，配電網(wǎng)設(shè)備特性決定了其數(shù)量很多，而且日常應(yīng)用過程中處于分散狀態(tài)。然而，各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳遞數(shù)量很少。在配電網(wǎng)自動(dòng)化中，對(duì)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，極為有效。不僅在通信成本、速率、可靠性方面極具優(yōu)勢(shì)，而且與配網(wǎng)自動(dòng)化通信要求相吻合，能夠靈活進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。近年來，光電器件非常先進(jìn)，價(jià)格比較低，無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)越性逐漸被突顯出來，在實(shí)際配電網(wǎng)自動(dòng)化界面內(nèi)應(yīng)用越來越廣。

參考文獻(xiàn)

[1]陳宏昆.無源光網(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（22）：25.

[2]王德運(yùn).無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)自動(dòng)化中應(yīng)用[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2016（6）：57-58.

[3]左宇航，汪一波.配網(wǎng)自動(dòng)化中無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用[J].中國電業(yè)（技術(shù)版），2013（4）：39-41.