光纖通信技術在配電網自動化系統中的實踐

劉懷遠

（海南電網有限責任公司 三亞供電局配電管理中心，海南 三亞 572000）

0 引 言

配電網通信系統包含著不同的組成部分，復雜程度較高，在利用光纖通信技術時需要根據不同的情況及不同條件和環境來進行有效利用，發揮其應有的價值和效果，建立可靠且完善的通信方式。對于光纖通信來說，需要考慮技術和成本方面的因素，避免在應用時存在較為嚴重的成本浪費問題，提高實際的通信效果和水平。

1 光纖通信技術的概述

1.1 原 理

為了使光纖通信技術能夠在配電網自動化系統中發揮其應有的價值和效果，在實際實施時需要了解光纖通信技術本身的特點，為后續工作指明正確的方向。光纖通信技術實質上是利用光波來完成信息的有效傳遞。完整性的光纖包含內部和外層兩部分，共同組成光纖通信系統，由較多數量的光纖線路形成完整性的光纜。玻璃物料是生產光纜中最為基本的材料，并且具備較高的絕緣性，能避免對其他的線路造成一定的影響。光纖通信技術要保證信息傳遞速度是非常快的，并且也要承擔不同的通信信息數量，避免出現能源消耗的問題[1]。此外，光纖通信技術在實際實施時表現出較高的抗外界干擾能力，已經成為社會上廣泛關注的問題。特別是隨著配電網自動化系統的廣泛利用，融入光纖通信技術能夠保證系統傳輸的穩定性，避免在后續工作中存在嚴重的干擾問題，從而使得光纖通信技術應用效果能夠得到全面提高。

1.2 特 點

光纖通信技術屬于高速率的數據通信網絡，不僅具備高效率的性能，而且還可以防止出現較為嚴重的干擾問題，是其他通信方式很難達到的優勢。光纖通信不會受到電磁波或者是電磁場的影響，整個系統的穩定性非常明顯。通信網絡具備較強的自愈功能，能夠在環形結構光纖通信網絡中形成不同的測量點，為了使光纖通信可靠性能夠得以充分保證，需要采取雙環通信網進行合理利用。這主要是由于如果通信出現故障的話，那么可以進行自動切換，保證主站到各子站之間的暢通性，使得通信能夠具備較為完善的可靠性[2]。另外光纖通信技術配置非常靈活，擴展非常方便，如果在配電網中需要增加新的特點的話，那么可以在就近的光纖通信環網內直接打開相對應的鏈接。在實際優化時需要考慮連接的速度以及通信節點的特征，可以根據光纖通信技術本身可擴展性的功能滿足配電網自動化系統本身的擴展需要，靈活應對在實際工作中所存在的問題。此外，光纖通信技術具備完善的通信接口，如果用戶采用擴展性的通信口的話，那么要融入接口轉換器，轉換成實際工作中所需要的通信接口工作電源。

在靜態工作電流下需要優化工作電流傳輸數據時的最大值，通過低功耗的設備防止在配電網中出現較為嚴重的能源消耗問題。由于整個光纜傳輸的是光信號，所以強電和磁場的干擾力較小。值得注意的是，在實際鋪設時需要考慮周邊的環境加強對其他電纜和管線的有效分析，避免對線路運行造成一定的影響，從而保證系統可以更加平穩地運行，在地面上要和加工電壓線同桿架設，保證系統的平穩利用[3]。

2 光纖通信技術在配電網自動化系統中的應用優勢

當前通信網絡中，光纖、衛星以及無線通信這3個部分共同組成了光纖通信網絡，從實際情況可以看到如果通信信息傳輸量比較大的話，那么能源使用量會根據寬度變化等情況進行有效節約，能夠完成遠距離的能源輸送。由于光纖能夠進行遠距離的信息傳遞，所以在實際工作中需要進行合理性的劃分，從而節省通信系統中的能源消耗，保證系統的平穩性運行。外界因素干擾很容易會導致通信質量降低，其對于配電網的主要表現形式為干擾信號頻率，這會對通信系統內部造成非常嚴重的影響，所以在實際光信號生產中需要完善頻率范圍的設置，防止在外界出現較嚴重的干擾問題[4]。另外還需要增加系統本身的絕緣性，以此來有效應對在實際傳輸時所遇到的問題。此外還可以在電網自動化高壓輸電線路中設置平行的支架結構，或者是可以設置電導體負荷物料的電纜結構，在配電網自動化通信系統中達到保密性和規范性的要求。如果在信號傳輸時出現泄漏，那么很容易會導致系統出現癱瘓。

在系統優化時，可以在光纖上涂抹消光劑，達到良好的預防效果。在利用較多光線線纜時需要進行干擾因素的有效協調，避免對后續運行造成一定影響。以往的配電自動化模式中，主要是根據變電站和核心控制中心進行信息的傳輸，但是很容易存在嚴重的干擾問題，使得通信效果無法滿足相關的標準。因此，在實際工作中要利用光纖通信技術來解決以往工作中所存在的不足，將數字變為音頻，利用專門的線路完成信息的傳輸任務，從而提高后續的應用效果。

3 光纖通信技術在配電網自動化系統中的具體應用

3.1 系統的設計

3.1.1 點對點的配置

對于不同工作站之間要以光的方式進行互聯，完成點和點之間的通信在這一方面應用時比較適用于距離較長（幾十千米以上）或者是不同的站點。這些站點距離中心站距離較遠，所以在實際實施時需要將不同的設備連接到環形網絡中，采取點對點的方式滿足實際工作需要[5]。在這一設計方案中需要將光端設備轉發開關放置的位置中，具體結構如圖1所示。

圖1 點對點結構形式

在系統設置時需要支持多點通信，在環形通信系統中有一個主站來負責信息的傳輸，對于連接在環路上的子站來說需要進行地址的查詢，每一個子站接收來自于不同的查詢命令。只有確定最終查詢報文中的地址，才可以進行信號的響應，具體方式如圖2所示。

圖2 環形配置方式

這一方案比較適合配電系統多點、分散通信的特點，能夠多方位滿足實際的通信要求。光端設備的轉發開關裝置需要放置在斷開的位置，子站要放置在轉發的位置，這樣可以使主站能快速地接收到有關環路方面的信息。之后再以光的方式沿著環路進行，返回之后再轉發相對應的數據，使得不同的子站就會處于半雙工通信的狀態中，有效提高了實際的應用效果[6]。

3.1.2 環網通信的對等配置

在環網通信對等配置時，環路中的各個點都可以作為主站，但是每次數據傳輸時需要經過一個主站，主站和子站之間要轉發開關的設置。當環路沒有任何信息傳輸時，轉發開關要放置在轉發的位置，如果某一個子站劃分到了主站，那么要處于斷開的位置以保證信息的有效傳輸。各個站點在轉發開關時要由控制中心軟件進行合理控制，從而使得轉換開關能夠處于正常的工作狀態中，避免在信息傳輸時存在著嚴重的干擾問題，具體系統結構如圖3所示。

圖3 對等環路配置方式

3.1.3 光纖單環網和雙環網的設計

在應用光纖通信網絡節點時，如果節點比較多，為了防止出現較為嚴重的通信故障而中斷，需要采取光纖雙環路通信的方式。在雙環路通信裝置設置時，需要在光端設備中融入自愈功能，即使是某一階段的光纜故障，而故障兩端的光端設備也可以自動愈合。兩端各部位要生成環路，從而使整個線路能夠具備通暢性的特征。對于雙環路光纖通信來說，每個配置要融入不同的光端設備具備自動切換和自愈的功能。光端設備自愈功能需要由雙環控制器而進一步的實現，從而提高實現運用效果。

在正常情況下，無論是查詢命令還是相應的報文來說，需要沿著各自的環路進行信息的傳授[7]。子站在接收不同信息的同時需要轉換到雙環切換控制器，選擇一個環路進行信號的傳輸，主站由一個串行口發送信息，之后在不同的環路中進行信號的傳輸，兩個串行口分別接收來自不同環路中的信息。當光線通信環路出現較為嚴重故障的時候，需要馬上進行信號的切斷，防止對后續運行造成一定的影響。左側光端設備只能夠接收某個環路中的信息，斷點右側光端設備要接收其他環路的信息，當雙環切換控制時，需要接收一個環路信息，那么很容易會出現一定的延遲，所以需要馬上將接收到的信號切換到另一個環路的發送端中，滿足信息傳輸的需要。在這一過程中需要生成新的通信環路，兩側的光端設備需要經過新型的信息傳輸路徑，多方位符合光纖環路本身的自愈功能[8]。

另外在進行光纖通信系統設計時，需要明確各個布局方式，進行統一規劃，既要考慮當前線路特點，還需要考慮未來的使用方向。根據電纜溝的走向或者架空線路的走向，以最小路徑的原則防止出現資源浪費的問題，構成完善的通信網絡，滿足實際工作需要及標準[9]。

3.2 ADSL技術

這一技術是近年來迅速發展的寬帶通信技術，具備高速上網和遠程監控的功能，可有效提高實際的工作效率和工作水平。其在數據傳輸方面優勢的非常突出，使用過程中需要融入回波抑制和均衡等不同的工作模式，具備非對稱性，防止信息的不斷增加而導致系統運行效率的降低。在傳輸速率自適應性方面，要根據傳輸距離和電話線的信號車輛進行有效調整，可以選擇最高的運行速度或者根據當前的速率完成信號的傳輸，為用戶提供更加高質量的服務[10]。在調度自動化中需要根據整個通信網絡給予不同的申報路徑，如果變電站和工作站之間距離非常遠，那么要設置不同的過濾結構，完成信息和音頻的過濾，將最終信息傳送到變電站內部的網絡交換中。在自動化配電系統運行時，要根據通信服務站將光纖設置在新的調動中心后，再利用系統功能完成信號的傳輸，通過多個回路滿足信號傳輸的要求。

4 結 論

在當前配電網自動化系統中融入光纖通信技術非常重要，實際工作中要根據實際工作要求來優化整個系統的結構，從而使得配電網穩定性能夠得到全面提高。另外還需要推進光纖通信技術在配電網中的應用范圍，使得我國電網服務質量得到有效完善，促進行業的發展和進步。