探析無源光網絡技術在配網自動化中的應用

楊衛東

摘 ?要：在科學技術和國民經濟的大力推動下，我國的電力行業也迎來了高速發展。在電力生產中，利用配網自動化將管理、生產、計算和監控有機地整合。因此，本文對無光源網絡技術在配網自動化中的應用加以探析，從而為具體的生產工作提供理論支持。

關鍵詞：無源光網絡技術;配網自動化

引言：

在科技和國民經濟的雙層推動下，我國的電力行業走上了發展的快車道，配網自動化在電力系統中有著十分重要的地位。而無光源網在配網自動化中有著強大的優勢。同時配網自動化，還可以為控制成本、提高工作質量提供很大幫助。

一、配網自動化的現狀

在電力企業投入信息化建設的同時，我國的計算機通信技術也在不斷進步，為電力企業的配網自動化提供了技術支持?？梢詫υ谶\轉過程中發生的一系列突發事件進行及時操作。這使電力調度和運轉速度都得到了巨大的提升。但在其高速發展的同時，也會有問題產生。其中有歷史遺留因素，也有人為原因。

首先，我國在改革開放之后，才漸漸地投入電網的工程建設，再加上我國疆域遼闊，基礎設施的配備需要大量的人力、物流、財力做后盾。由于起步晚、任務重我國的配網自動化進程就遠遠落后于西方國家。人們的生活水準因此被降低，國家經濟也備受影響。這些問題也會隨著我國電力企業的發展而日益嚴重，所以應加快對陳舊配電網的改進工程。

其次，電力是國家以商品的形式出售給普通百姓，來提高國家財政收入的。所以在保證價值的同時，使用價值也絕不能打折扣，必須滿足百姓的日常生活需求。這就不僅要保證持續供電，更要嚴格把控電能的質量，將其危險性降到最低。

最后，為扶持我國剛剛起步的配電自動化，要重點關注配電建設的實際進展情況;為保證配電自動化順利開展，要使電網結構合理化。因為，目前電力設備已經走進千家萬戶，對電量的需求也日益增大，配網調度的工作量與日俱增，信息化為此提供了有力支持。

提高自動化與電網改造是必須同時進行的，二者無法分割。也因此配電自動化為電力企業帶來了曙光，合理利用自動化，不僅可以提高電力企業經濟效益，還可以使電網質量產生質的飛躍。

二、無源光網絡在配網自動化的應用

當前，無光源網絡技術分為寬帶網和以太網兩種。兩種技術各有千秋，雖存在競爭關系但也有互補性，下面對二者的具體應用進行分析：

（一）GPON技術的應用

GPON建立在無源光網絡的基礎上，在二十世紀初被首次提出，并在2004年實現的寬帶無光源網絡，后被電力企業應用在配電的組網中。

首先，是關于寬帶無光源網絡的結構信息。在分析數據端反饋的信息得知，通常情況下大數據不會出現在變電端，而是穿梭于上、下級調度中;對光纖網絡運行的穩定性調查得知，無論是高級光纜還是次一級光纜，外力破壞都在逐漸增強。因此，為解決光纖跳接點和可靠性成反比的問題，寬帶無光源網絡使用“中心層至聚集層至接入層”網絡結構，同時為提升中心層和聚集層的安全、穩定性及可維修性，可以在有條件的中心層、聚集層使用環保護[1]。

其次，是關于寬帶無光源網絡的組網模式。在寬帶無光源網絡的系統設計時，通常在運行狀況較好地調配中心和變電站的機房安裝相對較大的光線路終端設備[2]。相對小的光網絡單元設備，被使用在自動化配電通訊控制終端箱內，對通訊終端的數據信號進行整合，并集中輸入到變電機房中，再由無源光纖網絡發送到配電主站及配電自動化系統中。通過優化，組網的范圍增大了，距離加長了。除此之外，利用網狀環等多種保護方式增強了系統的可靠性、減弱了系統的危險系數、降低了系統維修難度。

最后，鄂爾多斯地區的電力公司，采用數據采集與監視控制系統的服務器接入光線路終端的方式，這樣跳過了終端服務器。這樣可以最大程度地降低故障概率，保障系統的傳輸速度和安全指數。

（二）EPON技術的應用

在以太網無源光網絡的基礎上，采用一機控制多機的網絡結構，實現數據相互傳輸的光纖技術。

1.有線通信

有線通信是利用電線作為媒介進行信息傳遞的通訊方式（例如：座機電話、臺式電腦等），現有的電線就能完成對信號的承載以及擴充功能，然后用合成器匯集到直流或交流電線上[3]。有線通訊的好處是使用便捷、維修簡單、造價低廉，但也有電線間斷性噪音、信號弱、線阻波動大、規模受限等問題，只能在對時效性、安全系數要求不高的系統中使用。

2.光通信

電網系統通訊的主流就是光通訊，在電力傳送的中樞系統中被大量使用。但是，它也是優缺點并存的，優點是信息傳輸質量高、速度快，安全性高，不易受到電磁波動的影響;缺點是在使用中有特定的環境需求，基礎建設難度大，花費多，這使光通訊全面配備在電網自動化系統困難重重。

3.工業級以太網無源光網絡

工業級以太網無源光網絡，是通過在配電系統中的各個監控點設置工業級交換機來實現的。工業級以太網無源光網絡雖然具備較高的帶寬、安全的保護系統以及IP趨勢化的優點，但是它對光纖的走向有著極高的要求，根本無法達到對電網的總體控制、擴充等要求。

4.光貓通信

光貓通訊就是利用光貓盒子將網絡信號進行伸展、延長，以此來連接配備自動化的終端。其好處是可以大量串聯自動化終端、系統簡單、造價低廉、使用靈活，但是仍有無法實現母站對子站的統一監管、效率低、信息承載量低、信號不穩定等缺點。

5.移動數據通訊業務

移動數據是指與移動公司合作，通過租借的方式，利用運營商的資源組建電力系統專用網絡，不需要電力企業投入基礎建設，而且使用特別靈活，但是其傳輸速率較低，最高也只能達到114千比特率，無法滿足系統終端的使用需求，時效性和延展性較差，適合信息采集和遙測，但無法滿足主站的傳輸要求。

（三）產品及市場前景對比

目前為止無源光網絡已經被國際市場普遍接受，并投入使用，但是其中大部分都是以太網無源光網絡產品，寬帶無光源網絡的市場占比相對較少。

第一，因為以太網無源光網絡之間的連接更為緊密，故而具有一定優勢。除此之外，以太網無源光網絡的出現要早于寬帶無光源網絡，這就決定了太網無源光網絡產品更加成熟，而寬帶無光源網絡還不能完全按照標準進行生產。

第二，光模塊是兩種產品都不可忽視的一個重大因素。目前，以太網無源光網絡光模塊發送和接收都相對穩定，而且生產量穩定。而寬帶無光源網絡運行結構極其復雜，現如今的生產水平不夠，寬帶無光源網絡的發展也因此受到了制約。

第三，無論是在芯片制作還是光模塊的運行要求上，寬帶無光源網絡都有極高的要求。寬帶無光源網絡的成本價格也因此遠遠高于以太網無源光網絡，制約了其批量生產。

第四，寬帶無光源網絡和以太網無源光網絡都具有自身優勢，寬帶無光源網絡是近幾年提出的技術，在功能上更具多樣性。但是以太網無源光網絡具有造價低、技術成熟的絕對優勢。寬帶無光源網絡正在快速發展，在未來兩種技術可以相輔相成、互補優缺。但是就目前來說，需要控制配電自動化的成本，因此經濟實惠的以太網無源光網絡仍是首選。

結束語：

綜上所述，隨著電力市場需求的不斷提高，供電企業也需要隨之改變。因此，配電企業的服務水平因為市場的需求而持續提高，始終保持著配電企業保持蓬勃發展的態勢，保持這種態勢也需要配網自動化也能得到持續改善和發展。同時在今后的發展中，必須對配網智能化中出現的問題做出合理的分類，并給出相對應的改進對策，唯有如此不斷分析和解決問題，方可最終達到配網智能化的目的。

參考文獻：

[1]配網故障搶修模式中精益管理探究[J].趙健雄.通訊世界.2017（10）

[2]配網故障搶修安全管理難點及解決之法[J].張曉明.農電管理.2017（08）

[3]自動化設備在10 kV配網故障搶修中的應用研究[J].林劍文.企業技術開發.2019（06）

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