论文部分内容阅读
【摘要】配网通信是配网自动化的基础，如何建设适合配网自动化的通信系统是通信建设的最关键问题，而结合配电网的实际情况，目前配网自动化通信最终将以EPON技术为主。它实现简单、成本低廉，是适用于配电网自动化系统中配电子站到自动化终端这个层面的最佳通信技术。
【关键词】EPON技术通信网络配电网自动化
我国近几年来大力开展智能电网建设，发展思路以构建发电、线路、变电、配电、用电服务和调度全部环节和全电压等级的电网可持续发展体系为主。而配电网自动化系统直接关系着电力消费者的利益，其实用性强、覆盖面积广、技术实施手段多样化、系统建设周期长且难度较大，成为了现阶段研究的一个重要课题。
一、现阶段配电网自动化通信方式的比较
1.1配网自动化通信要求
配网实现自动化通信必须根据通信结构和终端的数量、分布等特点来建设适合配网环境和技术的通信方式。由于配电终端常暴露在室外，要求通信系统在恶劣环境下能可靠地工作，并且对于重要信息点须实施链路冗余保护。配网通信终端数量众多、信息采集点面广量大。通信线缆应该尽可能利用原有配电电缆管道，避免重新开掘，节省大量成本。通信组网方式应该尽可能遵循原有配电线缆的网络结构，实现配变终端与通信设备的位置趋于一致。进线监视、10kV开闭所、变电站监控和馈线自动化对速率的要求最高，其次是公用配变的巡检和负荷监控系统。而远方抄表和计费自动化对速率要求最低。并且配网通信网随着城市的发展规模不断扩大，其信息采集点具有不可一次预测性，因此要求通信网络具备高度适应性和扩展性。针对于这些配网自动化通信的要求，常见的配网自动化通信方式应用效果各有利弊，比较如下。
1.2配网自动化通信方式的比较
光猫（Modem）通信是早期的配电自动化通信系统建设中常用的一种光纤通信技术，利用配电子站附近的光纤接入，各子站通过光猫和就近的开闭所相连接。光猫通信突破了传统RS232/485的传输距离、支持环网保护、施工简单，但接入速率较低，且不具备抗多点失效性。光猫通信的缺点直接导致它在的配电自动化通信网中的应用不具备广泛性和扩容性。
然而SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）在传统电力传输网中的应用非常广泛。它的优点非常突出，高带宽、多种环网保护协议、光纤通信方式速率高，为电力通信提供了一个优异的平台。但在配电网中SDH应用的要求工作环境过高，它的高带宽的同时带来了很多浪费，最关键的实际问题是SDH应用的施工难度大、实现困难并且成本投入过高。
与SDH相比，工业以太网交换机以高带宽、环网保护、IP化的趋势等优势在电力通信网络中的应用也比较广泛。但是在配电网自动化通信中要求点到多点通信、扩容性、抗多点失效，这使得交换组网的通信性能大大折扣，不法应对。
PLC（Power Line Communication，电力线通信）、230MHz（微波通讯的一种）和GPRS通信方式的优势均为建设简单，投入少，不足为容易受到干扰，并且与其他通信方式兼容性不好。所以这三种通信方式在配电自动化通信中的应用均不是很理想，不是最佳。
通过对现有配网通信方式的比较和分析，结合配电网的要求和实际情况，目前配网自动化通信最终选择以光纤加载波的形式应用。配网自动化通信为点到多点通信，这是由终端数量和分布的特点决定，传统点到点的光纤通信方式在配网中并不适用。其次电力配网的特点决定了它的应用环境在户外，光纤加载波的形式中分光设备对环境因素不敏感，可以适应比较恶劣的工作环境。并且它的带宽能够满足配网自动化需求，扩展不影响整网架构。
二、EPON技术在配网自动化中的应用
2.1EPON技术的简介
EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络）技术始于上世纪90年代，现在已进入到商用阶段。EPON系统设备由三部分组成：线路侧设备（OLT）、中间分光设备（POS）、用户侧设备（ONU），是一种采用点到多点结构的单纤数据双向传输的光纤通信技术。目前各省市电力公司已建成以光纤通信网络为主的调度通信网，所辖电网内35kV、110kV及以上变电站基本实现光纤全覆盖。
2.2EPON技术在配网自动化中的应用
EPON技术在配网自动化中的应用无论是工程建设方面还是组网、取电都表现出了优越的通信网络性能。首先，光纤通信具备传输速率高、稳定性好、抗干扰能力强、保密性好、组网方式灵活等优势。光纤通信已成为电力通信的主要通信方式。而在光缆建设方面，配电网线路所需的资源，如断路器、配电变压器、分段开关、负荷断路器、配电变压器、分段开关、负荷开关、配电网监测终端等都是沿着配电电缆分布。这样在布设配电电缆时可以一级一级顺序敷设电力特种光缆，使用专用纤芯承载电力配电网自动化业务实现配电网专网建设。
其次，EPON系统在配网自动化中的应用表现在符合配电网线路网络结构，配电网通信光纤线路资源分布特点。配电网电缆组网采用双变压器接线，具有T形接线的优点，节省电力电缆的用量，运行方式灵活使变压器和低压配电系统有备用，接线可靠性高。目前EPON技术在配网上的使用集中在城区，城网供电多为双电源方式，通过主干线路末端之间的直接联络，实行环网接线，开环运行，这样大大提高了供电可靠性。再次，EPON技术在配电网自动化系统中设备取电的应用通常可以通过电压互感器变换电压、二次侧可输出220VAC，或就近配电变压器取电等方式进行，工程实际中，开闭所、负荷中心、用户电表处取电相对方便。目前市场上的ONU设备基本能够采用宽泛的电压设计或者交直流双备份的方式实现电源保障。
EPON技术在配网中的通信网络的扩容性和抗多点失效性的应用效果非常好，分析配电网开闭所、环网柜、箱变等节点数量的不可精确预测性，要求网络在扩容时具有方便性、经济性。变电站、开闭所、终端的数量增加促使配电网通信系统光纤资源的拉放延伸，从而原网络向外辐射连接更多的监测节点，这将导致部分节点形成局部的点到多点网络形态。从而配网自动化要求原先放置的设备性能更高、实用性更强。EPON抗多点失效反映在当ONU检测到主干主用光纤中断或多条分支主用光纤失效时能迅速切换到备用光纤上工作。EPON通信系统设计之初预留光纤资源及光功率裕量，在主干光纤上采用非均分的无源分光器，保证将主要光功率留给下级扩容节点设备。对新增监测节点只需添加分光器和ONU，即实现网络的扩容。配电网监测节点数量巨大，采用EPON组建配电网自动化通信系统，组建配电网自动化通信系统，能最大限度节省投资成本。
总之，EPON技术无论从外观、防护、散热、抗恶劣环境运行还是安装环境都满足配电网系统的运行。随着未来的通信需要，EPON技术优质的扩容性和自适应使得它在配网自动化通信中的应用越来越广泛。
参考文献
[1]孙凤海.配网自动化通信系统的传统方式[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2011，（1）：25-27
[2]简晓彬. EPON技术[J].以太网的研究. 2009，（2）：12-14
【关键词】EPON技术通信网络配电网自动化
我国近几年来大力开展智能电网建设，发展思路以构建发电、线路、变电、配电、用电服务和调度全部环节和全电压等级的电网可持续发展体系为主。而配电网自动化系统直接关系着电力消费者的利益，其实用性强、覆盖面积广、技术实施手段多样化、系统建设周期长且难度较大，成为了现阶段研究的一个重要课题。
一、现阶段配电网自动化通信方式的比较
1.1配网自动化通信要求
配网实现自动化通信必须根据通信结构和终端的数量、分布等特点来建设适合配网环境和技术的通信方式。由于配电终端常暴露在室外，要求通信系统在恶劣环境下能可靠地工作，并且对于重要信息点须实施链路冗余保护。配网通信终端数量众多、信息采集点面广量大。通信线缆应该尽可能利用原有配电电缆管道，避免重新开掘，节省大量成本。通信组网方式应该尽可能遵循原有配电线缆的网络结构，实现配变终端与通信设备的位置趋于一致。进线监视、10kV开闭所、变电站监控和馈线自动化对速率的要求最高，其次是公用配变的巡检和负荷监控系统。而远方抄表和计费自动化对速率要求最低。并且配网通信网随着城市的发展规模不断扩大，其信息采集点具有不可一次预测性，因此要求通信网络具备高度适应性和扩展性。针对于这些配网自动化通信的要求，常见的配网自动化通信方式应用效果各有利弊，比较如下。
1.2配网自动化通信方式的比较
光猫（Modem）通信是早期的配电自动化通信系统建设中常用的一种光纤通信技术，利用配电子站附近的光纤接入，各子站通过光猫和就近的开闭所相连接。光猫通信突破了传统RS232/485的传输距离、支持环网保护、施工简单，但接入速率较低，且不具备抗多点失效性。光猫通信的缺点直接导致它在的配电自动化通信网中的应用不具备广泛性和扩容性。
然而SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）在传统电力传输网中的应用非常广泛。它的优点非常突出，高带宽、多种环网保护协议、光纤通信方式速率高，为电力通信提供了一个优异的平台。但在配电网中SDH应用的要求工作环境过高，它的高带宽的同时带来了很多浪费，最关键的实际问题是SDH应用的施工难度大、实现困难并且成本投入过高。
与SDH相比，工业以太网交换机以高带宽、环网保护、IP化的趋势等优势在电力通信网络中的应用也比较广泛。但是在配电网自动化通信中要求点到多点通信、扩容性、抗多点失效，这使得交换组网的通信性能大大折扣，不法应对。
PLC（Power Line Communication，电力线通信）、230MHz（微波通讯的一种）和GPRS通信方式的优势均为建设简单，投入少，不足为容易受到干扰，并且与其他通信方式兼容性不好。所以这三种通信方式在配电自动化通信中的应用均不是很理想，不是最佳。
通过对现有配网通信方式的比较和分析，结合配电网的要求和实际情况，目前配网自动化通信最终选择以光纤加载波的形式应用。配网自动化通信为点到多点通信，这是由终端数量和分布的特点决定，传统点到点的光纤通信方式在配网中并不适用。其次电力配网的特点决定了它的应用环境在户外，光纤加载波的形式中分光设备对环境因素不敏感，可以适应比较恶劣的工作环境。并且它的带宽能够满足配网自动化需求，扩展不影响整网架构。
二、EPON技术在配网自动化中的应用
2.1EPON技术的简介
EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络）技术始于上世纪90年代，现在已进入到商用阶段。EPON系统设备由三部分组成：线路侧设备（OLT）、中间分光设备（POS）、用户侧设备（ONU），是一种采用点到多点结构的单纤数据双向传输的光纤通信技术。目前各省市电力公司已建成以光纤通信网络为主的调度通信网，所辖电网内35kV、110kV及以上变电站基本实现光纤全覆盖。
2.2EPON技术在配网自动化中的应用
EPON技术在配网自动化中的应用无论是工程建设方面还是组网、取电都表现出了优越的通信网络性能。首先，光纤通信具备传输速率高、稳定性好、抗干扰能力强、保密性好、组网方式灵活等优势。光纤通信已成为电力通信的主要通信方式。而在光缆建设方面，配电网线路所需的资源，如断路器、配电变压器、分段开关、负荷断路器、配电变压器、分段开关、负荷开关、配电网监测终端等都是沿着配电电缆分布。这样在布设配电电缆时可以一级一级顺序敷设电力特种光缆，使用专用纤芯承载电力配电网自动化业务实现配电网专网建设。
其次，EPON系统在配网自动化中的应用表现在符合配电网线路网络结构，配电网通信光纤线路资源分布特点。配电网电缆组网采用双变压器接线，具有T形接线的优点，节省电力电缆的用量，运行方式灵活使变压器和低压配电系统有备用，接线可靠性高。目前EPON技术在配网上的使用集中在城区，城网供电多为双电源方式，通过主干线路末端之间的直接联络，实行环网接线，开环运行，这样大大提高了供电可靠性。再次，EPON技术在配电网自动化系统中设备取电的应用通常可以通过电压互感器变换电压、二次侧可输出220VAC，或就近配电变压器取电等方式进行，工程实际中，开闭所、负荷中心、用户电表处取电相对方便。目前市场上的ONU设备基本能够采用宽泛的电压设计或者交直流双备份的方式实现电源保障。
EPON技术在配网中的通信网络的扩容性和抗多点失效性的应用效果非常好，分析配电网开闭所、环网柜、箱变等节点数量的不可精确预测性，要求网络在扩容时具有方便性、经济性。变电站、开闭所、终端的数量增加促使配电网通信系统光纤资源的拉放延伸，从而原网络向外辐射连接更多的监测节点，这将导致部分节点形成局部的点到多点网络形态。从而配网自动化要求原先放置的设备性能更高、实用性更强。EPON抗多点失效反映在当ONU检测到主干主用光纤中断或多条分支主用光纤失效时能迅速切换到备用光纤上工作。EPON通信系统设计之初预留光纤资源及光功率裕量，在主干光纤上采用非均分的无源分光器，保证将主要光功率留给下级扩容节点设备。对新增监测节点只需添加分光器和ONU，即实现网络的扩容。配电网监测节点数量巨大，采用EPON组建配电网自动化通信系统，组建配电网自动化通信系统，能最大限度节省投资成本。
总之，EPON技术无论从外观、防护、散热、抗恶劣环境运行还是安装环境都满足配电网系统的运行。随着未来的通信需要，EPON技术优质的扩容性和自适应使得它在配网自动化通信中的应用越来越广泛。
参考文献
[1]孙凤海.配网自动化通信系统的传统方式[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2011，（1）：25-27
[2]简晓彬. EPON技术[J].以太网的研究. 2009，（2）：12-14