光纖通信技術在現代電網自動化中的應用研究

何小俊

摘要：社會進步迅速，我國的電力行業的發展也日新月異。電力通信網以光纜網為基礎，通過采用光纖通信技術、數據通信技術、程控交換技術承載電網的絕大部分業務。同時，通過載波通信技術、無線通信技術等作為業務承載的補充。電力通信技術的發展和應用為智能電網的建設提供了重要的技術支持。

關鍵詞：光纖通信技術;現代電網自動化;應用研究

隨著科技的不斷發展，可視化技術逐漸普及到參數的可視化，與增強現實技術相輔相成。增強現實技術是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，這種技術的目標就是在屏幕上把虛擬世界套在現實社會中，予以互動。電力通信網絡是為了保證電力系統的安全穩定運行而應運而生的一項網絡，其中各項處理參數稱之為電力通信網絡參數。

一、光纖通信技術概述

光纖通信是一種以光纖為媒介、以光波為信號載體、以光電轉換為技術基礎的新型通信技術，它的出現使全球有線通信的發展掀開了新篇章。隨著通信技術的發展，光纖傳輸的需求也逐漸呈現出多元化的特征，不同類型的光纖和信號處理方法層出不窮。光纖傳輸的核心原理是將待傳輸的電信號轉換為光信號，使光信號在光纖中以全反射的形式向前傳輸，然后再把光信號還原為電信號，實現信號的可靠傳輸。光纖通信的重要指標是傳輸損耗，但目前的光纖傳輸損耗已經可控制在很低的水平，可以滿足電力通信的遠距離傳輸的需求。由于信號在傳輸過程中是光波形式，因此抗干擾性好、保密性極強，可以廣泛應用于軍用和民用的通信領域。

二、優化措施分析

（一）電力通信數據網的故障排查技術

電力通信數據網在運行的過程中出現故障，主要存在通信傳輸層、設備層、通信協議等方面的問題。（1）傳輸層方面的問題，主要包括：①光纜被挖斷。應將故障范圍縮小并實現故障定位，及時恢復光纜通信。工地挖土方、雨后挖排水溝等是造成挖斷的主要原因，處理此類施工挖斷的故障，到達現場后應用OTDR對光纜進行雙向測試，故障點兩端1km范圍內的引上處、過桿處、管道內、拐點應重點排查，防止有其他斷點。光纜挖斷后一旦被施工方回填，將對故障搶修造成極大困難。②光纜掛斷。處理光纜掛斷故障時，應首先對故障點光纜用OTDR進行雙方向測試，對斷點兩端3～5棵桿范圍內過桿處、接頭盒、預留等處進行查看，檢查有無光纜饋折損傷，有無其他受損點，然后再有針對性地處理。③電桿受損。交通施工車輛可能撞斷電桿，造成光纜中斷。到達現場后應先設立警示標志，劃定搶修安全區，安排專人對來往行人進行指揮。搶修時先對光纜進行雙向測試，看還有沒有其他斷點，搶修完成后應盡快對斷裂電桿進行更換，并涂刷警示漆。（2）網絡通信協議的問題。電力通信中遠動裝置一般采用101或104通信規約，電量采集通信采用102通信規約。遠動通信所采用的TCP端口號為2404。電力通信中出現報文收發超時，意味著通信出現故障。

（二）程控交換

就技術結構而言，程控交換有空分和數字兩種用戶交換機。程控空分用戶交換機主要是交換模擬話音信號，現已經很少使用;而程控數字用戶交換機則是一種數字交換機，可實現電話、傳真、數據、圖像通信等交換，已經在世界普及使用。南方電網程控交換技術主要是用于構建行政語音交換網和調度語音交換網，其網絡結構如下：①行政語音交換網：為三級匯接（即三個等級交換中心）、四級交換（包括終端交換站）的網絡組成;②調度語音交換網：同樣采用三級匯接四級交換的網絡架構，以南方中調、南網備調作為中心，并覆蓋各級電力調度中心及區域控制中心、各級直調電廠和各電壓等級變電站。

（三）骨干網應用分析

配電通信網絡根據各環節的功能可以分為骨干網和接入網。所謂骨干網是指主站與子站兩個層級之間的光纖傳輸網絡，接入網處于子站與終端兩個層級之間。由于配電網承擔著地區供電的安全和穩定等重大責任，因而通信網需求對主站、子站和終端進行全覆蓋。骨干網作為協調主站與子站的環節，在設計上允許存在多種不同的通信方式，這些通信方式進入骨干網后將得到統一的管理，使子站之間有序地運行。將分散在不同地理位置的變電站通過光線網絡相連，同時將信號通過OLT、SDH、MSTP等設備傳輸到主站。MSTP設備在信號傳輸方面有著較高的效率，因此新的骨干網應以MSTP設備為主，舊網改造也可以優先考慮以MSTP設備為升級目標。骨干網對可靠性有著非常苛刻的要求，因此采用了雙環網設計，任意一個節點故障不會對網絡整體功能造成影響，一方面可以提高傳輸的成功率，另一方面也避免占用過多的網絡帶寬和主站接口。

（四）接入網絡應用分析

接入網位于子站和采集終端設備之間，負責將終端的數據傳輸到子站上，接入網可以滿足雙工通信的需求。盡管單個采集終端上傳的數據量很小，然而接入層中接入了大量的其它采集終端，無論是在形式上還是邏輯上都比較復雜，且數據匯集后也會給傳輸設備造成嚴重的壓力。在智能電網中，接入網既可采用全光纖接入，也可以采用部分光纖接入，其中全光纖接入是未來的方向。配電網接入層采用EPON架構，與現場的開閉所和各型光纖相連，并且終端與終端之間也建立數據通信，通過以太網的無源光網絡實現數據共享。

三、結語

隨著電力系統可視化的發展，電力通信網絡參數的可視化也成為了發展的重點。本文基于增強現實技術的電力通信網絡參數全息可視化所研究的可視化電力通信網絡，可以直觀的表現參數值，幫助電力部門實時分析參數變化，讓電力運行部門掌控全局電力運行狀態，增強了操作人員對網絡參數的網絡運行狀態的掌控能力，減小了電力事故發生的可能性，在大電網監控上有著重大的發展意義。

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