基于EPON技術的配電網(wǎng)通信技術

張立華

（自貢供電公司信通公司，四川 自貢 643000）

1 配電網(wǎng)通信業(yè)務需求

1.1 通信系統(tǒng)可靠性需求

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)為配電網(wǎng)提供各種服務，保證配電網(wǎng)的安全可靠運行。但是基于配電網(wǎng)通信系統(tǒng)是長期在戶外運行的，容易受到外界環(huán)境因素的干擾及影響，比如風吹雨淋，太陽的暴曬等，配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的線路很容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象。為了能夠保證配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的可靠運行，要求配電網(wǎng)通信系統(tǒng)必須要具備一定的防護外界干擾因素的能力及自我診斷、隔離及恢復非故障區(qū)域供電通信能力。

1.2 通信系統(tǒng)實時性需求

配電網(wǎng)通信自動化系統(tǒng)要具備對配電網(wǎng)電力信息實時在線監(jiān)測和故障分析的能力。為了能夠快捷地對配電網(wǎng)電力信息搜集及整理分析，尤其是處理通信故障問題等，要求配電網(wǎng)通信系統(tǒng)要具有傳輸數(shù)據(jù)信息實時性的能力。一般而言，配電網(wǎng)通信系統(tǒng)在正常運行時，其配電網(wǎng)主站系統(tǒng)要在極短的時間內(nèi)完成刷新終端數(shù)據(jù)，如RTU、FTU 等終端數(shù)據(jù)；如果配電網(wǎng)通信系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障時，主站系統(tǒng)同終端交互數(shù)據(jù)的量會隨之大幅增加。所以，為了保證配電網(wǎng)通信系統(tǒng)在遇到故障時能夠?qū)崟r地傳輸故障信息，及時隔離進而排除故障，除了要求配電網(wǎng)通信系統(tǒng)主站系統(tǒng)刷新終端數(shù)據(jù)外，還應具備快速傳輸大容量實時數(shù)據(jù)的能力。

1.3 通信通道的抗干擾能力需求

配電自動化主站系統(tǒng)包括以下子系統(tǒng)：配網(wǎng)EMS、GIS、SCADA、電能計量等。各子系統(tǒng)同主站系統(tǒng)設備進行數(shù)據(jù)傳輸交換及傳輸數(shù)據(jù)信息量差異性較大，為了能保證配電網(wǎng)主站系統(tǒng)同各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，要求配電自動化主站系統(tǒng)和各個子系統(tǒng)間的傳輸通道除了暢通無阻外，還應具備較強的抗干擾能力，使信息數(shù)據(jù)在主站系統(tǒng)及子系統(tǒng)間傳輸?shù)恼`碼率控制在相關范圍內(nèi)。

1.4 通信系統(tǒng)的兼容性與擴展性需求

配電網(wǎng)通信系統(tǒng)面對的電力客戶數(shù)量龐大，同時通信網(wǎng)覆蓋面廣，通信網(wǎng)絡運行中涉及的設備種類、型號及數(shù)量繁多。為了能夠確保整個配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的安全可靠運行，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的通信服務，滿足社會生產(chǎn)生活的正常需求，這就要求配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的所有設備都要具備良好的兼容性及通信網(wǎng)絡的可擴展性?；谂潆娋W(wǎng)通信系統(tǒng)比較復雜，通信網(wǎng)覆蓋范圍廣，設備成本投入大的特點，考慮配電網(wǎng)通信系統(tǒng)建設的經(jīng)濟性也是不容忽視的重要環(huán)節(jié)。

2 配電網(wǎng)通信技術分析對比與技術選擇

配電網(wǎng)通信網(wǎng)的主要通信技術包括：光纖通信技術、中壓載波通信技術、無線公網(wǎng)通信技術和無線專網(wǎng)通信技術等。通信技術的特征表現(xiàn)比較多，但在在通信業(yè)務方面比較主要的特征是其時延、通信帶寬、安全性及可靠性。下文筆者將對配電網(wǎng)通信主要技術進行技術比對與技術選擇。

2.1 工業(yè)以太網(wǎng)

工業(yè)以太網(wǎng)具有帶寬大，時延小及可擴展能力強等特點。工業(yè)以太網(wǎng)是以環(huán)形網(wǎng)絡為主的網(wǎng)路結構，網(wǎng)絡抗單點故障能力強，但是抗多點故障能力相對較弱。整體網(wǎng)絡抗毀性能強大。

2.2 EPON

EPON 具有帶寬大、時延小及可擴展能力強特斯按。其網(wǎng)絡結構主要是星型結構。也可以是以雙PON 口備份或手拉手環(huán)形的形式組網(wǎng)。各個節(jié)點及光纜出現(xiàn)故障時其他節(jié)點不會受到影響，整體網(wǎng)絡的抗毀性能強大。

2.3 中壓載波技術

中壓載波技術在配電網(wǎng)通信應用中表現(xiàn)的帶寬低、時延大。且極容易受到電負荷的影響；此外，中壓載波技術在應用過程中其可擴展能力比較弱，不具備抗設備單節(jié)點故障，電力電纜出現(xiàn)故障時整個線纜上的節(jié)點全部中斷，通信系統(tǒng)無法運行，嚴重時整個配電網(wǎng)通信系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。

2.4 無線公網(wǎng)技術

帶寬低，時延大，網(wǎng)絡在運行時容易受到其他網(wǎng)絡通信負荷影響，不能實現(xiàn)在線通信的實時性及永久性，通信質(zhì)量差、不穩(wěn)定。此外，基于無線公網(wǎng)通常是與民用設施混用，比較容易受到外界因素的干擾，抗毀能力弱。

2.5 無線寬帶專網(wǎng)技術

帶寬比較大、時延比較小、網(wǎng)絡受外界因素影響小，通信質(zhì)量比較好。基于業(yè)務終端是與無線寬帶專網(wǎng)基站設備連接組成行星網(wǎng)絡所以無法抗設備單節(jié)點故障。通過以上對配電網(wǎng)通信技術的分析我們不難看出，EPON 技術具有顯著的技術優(yōu)勢，在配電網(wǎng)通信應用中效果良好，建議將EPON 技術引入到配電網(wǎng)通信系統(tǒng)建設中，發(fā)揮其自身的優(yōu)勢特點，確保配電通信網(wǎng)的安全可靠運行，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務。

3 基于EPON 通信技術在配電網(wǎng)中的應用介紹

以EPON 技術為支持的配電通信網(wǎng)系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠性強，經(jīng)濟效益高?，F(xiàn)行基于EPON 技術的配電網(wǎng)通信的應用主要體現(xiàn)在以下方面。

3.1 單電源輻射型

光線路終端設備布放在配電子站，將光線路的一個無源光網(wǎng)絡級聯(lián)多個非均分分光器；分光器設置在各個分段開關位置；比如變壓器桿塔或者線纜分支箱中；將各個ONU 放置在FTU 箱體中或者其他箱體中，ONU 的光纖通信半徑設置為25km 左右，可滿足單電源4-6km范圍的供電。

3.2 手拉手環(huán)網(wǎng)

配電網(wǎng)通信系統(tǒng)中的手拉手環(huán)網(wǎng)同配電網(wǎng)中的手拉手環(huán)網(wǎng)結構形式比較相似。都是在兩個配電子站分別放置一個光線路終端設備，然后向兩個光方向利用非均勻分光器級聯(lián)延伸；光網(wǎng)絡單位及分光器等設備放置位置應根據(jù)電網(wǎng)組網(wǎng)結構特點而定，保證各個環(huán)網(wǎng)上行鏈路都通過雙PON 口實現(xiàn)鏈路冗余保護，使環(huán)網(wǎng)在安全穩(wěn)定的環(huán)境下運行。

3.3 雙電源雙T 網(wǎng)

在相同方向的兩個站點設置光線路終端設備，以雙T 型線纜結構形式組網(wǎng)。該類組網(wǎng)方式同手拉手環(huán)網(wǎng)的最大區(qū)別是光線路的光方向基本是超同一方向的，終端設備的設置位置也基本趨同。從上述的三種組網(wǎng)形式我們可以看出，在配電通信網(wǎng)系統(tǒng)組建時，EPON 技術主要具備以下特點：配電網(wǎng)光纖通信線路分布情況會隨著配電網(wǎng)電纜、線路敷設及架設情況靈活分布設置。配電網(wǎng)光纖通信線路敷設或架設施工工藝簡單；并且網(wǎng)絡多以帶狀或鏈狀結構，便于維護管理；此外，基于EPON 技術的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)同電網(wǎng)高壓等級站下連多個低電壓等級站的結構相似；配電子站到配電終端間的光纖資源分布結構也是一點對多點的結構形式；便于多點低電壓配電信息的統(tǒng)一管理。

4 結語

總之，隨著科技的發(fā)展，EPON 技術將以其自身的強大功能優(yōu)勢為配電網(wǎng)通信系統(tǒng)提供有力的技術支撐，保證配電通信網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，為更多的用戶提供優(yōu)質(zhì)的通信服務，促使社會經(jīng)濟發(fā)展邁上更高臺階。

［1］汪明達.EPON 技術在電力配網(wǎng)自動化中的應用[J].網(wǎng)絡與通信，2010.

［2］陳松.配電網(wǎng)自動化通信方案的對比及應用設計[J].電子技術，2011.

［3］戴新文.配電網(wǎng)自動化通信方式的比較[J].供用電，2013.