光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用

屈植偉 屈新文

【摘 ?要】隨著人們生活水平的提高，對(duì)電力資源的需求也越來越大。電力供應(yīng)的穩(wěn)定性已經(jīng)成為人們和社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。為了滿足各行各業(yè)電力資源的需求，需要較高的電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化水平。相比較傳統(tǒng)的通信技術(shù)，光纖通信技術(shù)的傳輸效率更好，可以有效的滿足電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的要求。本文將簡(jiǎn)單介紹光纖通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行分析，為相關(guān)工作者提供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】光纖通信技術(shù);電力系統(tǒng);調(diào)度自動(dòng)化;應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電力資源的需求量也越來越大。為了確保人們的用電需求，在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中需要引入傳輸速率和質(zhì)量較高的通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)相比較傳統(tǒng)的通訊技術(shù)，傳輸?shù)念l道較寬，單位時(shí)間內(nèi)通信量較大，在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用日漸廣泛。它不僅確保了電力系統(tǒng)調(diào)度的穩(wěn)定性和完全性，而且提升了電力系統(tǒng)調(diào)度的工作效率。因此，研究分析光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 光纖通信技術(shù)的概念

光纖通信技術(shù)是一種信息傳輸技術(shù)。信息傳輸?shù)妮d體主要是光纖和光波。與一般通信系統(tǒng)相比，光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在載頻方面具有非常明顯的特點(diǎn)，光波的載頻比微波高得多。例如，微波的載波頻率在1GHz到10GHz之間，而光波的載波頻率高達(dá)100THz。光纖通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的通信，其流程為：圖像、文件、待傳輸?shù)穆曇粼诎l(fā)送器上經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)的輸入方式不固定，有類似于視頻信號(hào)，有類似于PCM信號(hào)的數(shù)字信號(hào)模式。完成電信號(hào)輸入后，通過調(diào)制器將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。相應(yīng)的電流信號(hào)被注入光源。一般來說，光源是半導(dǎo)體激光器（LD）和發(fā)光二極管（LED）。在某種程度上，這也是一個(gè)強(qiáng)度調(diào)制過程，即重復(fù)的光/電轉(zhuǎn)換。階躍多模光纖、單模光纖和梯度（梯度）多模光纖是三種最常用的光纖類型。由于單模光纖的信號(hào)傳輸衰減很小，其它方面的傳輸性能也很好，因此單模光纖在這三種類型中的應(yīng)用率較高。光電探測(cè)器，通常是APD雪崩二極管和PIN光電二極管，位于接收端，它們負(fù)責(zé)直接檢測(cè)輸入光信號(hào)。檢測(cè)后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流信號(hào)。這一階段的電流信號(hào)會(huì)被反復(fù)放大和再生，因?yàn)樵趥鬏斶^程中，所有的信號(hào)都會(huì)有不同程度的波形失真。由于能量損失的原因，需要對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行重復(fù)處理和補(bǔ)償。在確保輸出信號(hào)與原始信號(hào)一致后，表示完成了完整的通信。

2 光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 通信容量大

相比較傳統(tǒng)的通信技術(shù)，光纖通信技術(shù)的通信容量較大，其主要原因是在傳輸過程中，光纖的傳輸頻道比金屬的傳輸頻道要寬。光纖可以分為密波和粗波兩種，當(dāng)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中應(yīng)用光纖粗波傳輸時(shí)，可以利用同一個(gè)光纖，實(shí)現(xiàn)16 條不同線路的輸電業(yè)務(wù)。當(dāng)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中應(yīng)用密集波時(shí)，雖然傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)較多，但是傳輸速率大大提升，甚至高于粗波傳輸速度的幾十倍。

2.2 抗干擾能力強(qiáng)

在光纖的組成原材料中，金屬物質(zhì)含量較低，因此光纖具有較好的絕緣性能，很難受到一些外接因素的影響，例如雷電、電磁干擾、太陽黑子等;除此之外，電力系統(tǒng)周圍的高壓設(shè)備、電氣化的鐵路旁的饋電線等電器，在產(chǎn)生異常波動(dòng)時(shí)，也不會(huì)影響光纖的正常通信工作。在光纖通信技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，技術(shù)人員還可以通過增加電力導(dǎo)體或者高壓輸電線對(duì)光纖進(jìn)行合成，進(jìn)一步加強(qiáng)光纖的抗干擾能力。

2.3 損耗小

相比較其他的傳輸介質(zhì)，石英光纖在傳輸過程中，損耗率不高于 20dB/km，即便是在進(jìn)行長(zhǎng)距離的傳輸過程中，也無需建設(shè)大量的中繼站，有效的降低了電力調(diào)度系統(tǒng)的成本費(fèi)用支出，并且簡(jiǎn)化了電力調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了其運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.4 安全性高

在進(jìn)行信息傳輸過程中，電磁波泄漏問題很容易導(dǎo)致信息在傳輸過程中被不法分子竊取，嚴(yán)重影響信息傳遞的安全性。當(dāng)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中應(yīng)用光纖傳輸時(shí)，光波產(chǎn)生泄漏的可能性較低，即便是在轉(zhuǎn)彎半徑較小的轉(zhuǎn)彎處，滲漏出的光波也極小，而且可以通過涂刷消光劑來有效的避免信息的泄漏。

2.5 原材料豐富

傳統(tǒng)的通信技術(shù)需要大量的電纜線，會(huì)消耗大量的金屬資源，不符合當(dāng)前綠色節(jié)能環(huán)保的社會(huì)理念。而采用光纖通信技術(shù)，所需的石英材料不僅儲(chǔ)存量豐富，而且成本降低。

3 光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用

3.1 有效維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度

為了確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要有效的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)信息的采集和傳輸。因此，在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中，應(yīng)用光纖通信是技術(shù)可以有效的確保其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。現(xiàn)階段，由于大多數(shù)的電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化都已經(jīng)步入智能化的階段，因此光纖網(wǎng)絡(luò)大多采用樹型和環(huán)型相結(jié)合的方式，再利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行有效的連接，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效傳輸和共享。為了有效的避免光纜設(shè)備出現(xiàn)故障或者通訊異常時(shí)，影響電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，電力企業(yè)一般采用雙光纖環(huán)路自愈網(wǎng)設(shè)計(jì)。當(dāng)光纜出現(xiàn)故障時(shí)，利用收發(fā)器的自愈功能，來實(shí)現(xiàn)光纖路徑的重新生成，不僅保障了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而且起到了機(jī)電保護(hù)的作用。

3.2 輸電線路的有效保護(hù)

隨著人們對(duì)電力資源需求量的越來越大，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性的要求也越來越高。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，必須第一時(shí)間采取有效的智能化操作，進(jìn)行問題的解決，避免引起電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，在這其中繼電保護(hù)的重要性尤為突出。此外，縱聯(lián)保護(hù)作為電網(wǎng)保護(hù)的另外一種保護(hù)措施，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，位于高壓線路兩端的保護(hù)設(shè)備，可以快速的對(duì)故障信息進(jìn)行交換，從而判斷故障發(fā)生的區(qū)域是在線路上還是在區(qū)外，與此同時(shí)，根據(jù)判斷的結(jié)果自動(dòng)化的采取有效的措施進(jìn)行問題的排除。

如果判斷產(chǎn)生故障的區(qū)域?qū)儆趨^(qū)外，則系統(tǒng)不執(zhí)行任何操作。而如果判斷產(chǎn)生故障的區(qū)域在線路上，則聯(lián)動(dòng)采取保護(hù)措施，對(duì)故障進(jìn)行切除。在這個(gè)運(yùn)行過程當(dāng)中，利用光纖通信技術(shù)的高傳輸性能和良好的抗干擾性能，可以更好的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的電流差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用。

3.3合理配置光纖通道

隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)電力通信的需求不斷增加。在這種情況下，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定也提出了更高的要求。在此背景下，我國(guó)光纖通信技術(shù)不斷得到改進(jìn)和升級(jí)，以滿足社會(huì)的廣泛需求。目前，我國(guó)部分電力企業(yè)采用光纖環(huán)自愈網(wǎng)絡(luò)模式。在使用過程中，電力企業(yè)經(jīng)常在環(huán)網(wǎng)各站安裝光纖收發(fā)器，使光纖能夠自動(dòng)自愈，靈活切換。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著電力資源需求量的越來越大，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的重要性越來越突出。光纖通信技術(shù)具有高安全、高穩(wěn)定性、高傳輸量的優(yōu)勢(shì)，在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用日漸廣泛。相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，積極學(xué)些先進(jìn)的光纖通信技術(shù)，結(jié)合電力系統(tǒng)實(shí)際情況，提升電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的運(yùn)行效率，保障各行各業(yè)的電力需求供應(yīng)，推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：巴彥淖爾電業(yè)局）