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    配網(wǎng)自動化中無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運用研究

    2014-08-30 22:22:55吳湛
    科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年27期
    關(guān)鍵詞:配網(wǎng)自動化

    吳湛

    摘 要:無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為配電網(wǎng)通信系統(tǒng)發(fā)揮的優(yōu)勢,在配電網(wǎng)通信系統(tǒng)中起著非常重要的作用。文章分析無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于配網(wǎng)通信的可行性,結(jié)合技術(shù)特點,研究無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)自動化中的具體應(yīng)用。

    關(guān)鍵詞:配網(wǎng)自動化;無源光網(wǎng)絡(luò);分析和措施

    引言

    隨著工業(yè)化進程的快速發(fā)展,電力運營隨之?dāng)U大電網(wǎng)覆蓋范圍,電力行業(yè)的建設(shè)往往側(cè)重發(fā)電廠以及輸電設(shè)備的建設(shè),忽視配網(wǎng)系統(tǒng)的投入。以致配網(wǎng)饋電線路負擔(dān)過重,結(jié)構(gòu)不合理,因此,合理調(diào)配配電網(wǎng),使電力配網(wǎng)的運行穩(wěn)定性、可靠性迫在眉睫。以往的配電網(wǎng)線路分支錯綜復(fù)雜,線路分支的一條饋電線路,往往承擔(dān)大約30多臺配電變壓器,要采集信息的點非常多,當(dāng)前點對點通信方式已經(jīng)不適應(yīng)配網(wǎng)的自動化建設(shè)的需求,研究無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力配網(wǎng)自動化的運用具有的現(xiàn)實意義。

    1 分析無源光網(wǎng)絡(luò)在配網(wǎng)自動化可行性

    作為整個配網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵,通信系統(tǒng)的功能至關(guān)重要。因此,完善電力應(yīng)急機制和電力配電自動化需要網(wǎng)絡(luò)、計算機的支持,同時離不開配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、拓撲信息、通信技術(shù)集成配電網(wǎng)數(shù)據(jù)以及地理結(jié)構(gòu)等,形成一種配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。目前,配網(wǎng)通信系統(tǒng)的主要方式為串口通信、無線通信和光纖通信。然而串口通信局限于帶寬小的缺點,遠遠不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)的需求。無線通信減少電力架設(shè)線路,雖然減少投資成本,但是從經(jīng)濟角度看,日常的通信技術(shù)使用費用高昂,長期的積累也是企業(yè)的負擔(dān),而且寬帶小的缺點不適應(yīng)在范圍廣的區(qū)域使用。

    2 無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)的應(yīng)用

    2.1 配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)要與無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)結(jié)合

    配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)設(shè)計時,要充分考慮無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)的特點,對配網(wǎng)業(yè)務(wù)要求能夠以最大限度利用無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)接入技術(shù)能力。配網(wǎng)自動化必須具備以下要求:(1)各種惡劣的環(huán)境,能夠保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行,電力應(yīng)急機制的能力和穩(wěn)定性。(2)系統(tǒng)的拓撲靈活多變,滿足復(fù)雜多變業(yè)務(wù)種類。(3)靈活組網(wǎng)能力,滿足主站向終端下發(fā)控制命令,又能夠使終端上傳數(shù)據(jù)到主站,以實現(xiàn)分散接入,又能夠雙向收發(fā)信息。(4)設(shè)備適應(yīng)性強、可靠性高。比較方便安裝、攜帶和維護。(5)利用無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)的特點,充分利用資金、設(shè)備和人力投入,提高通信質(zhì)量,提供高質(zhì)量的業(yè)務(wù)。

    2.2 工作原理

    而無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(PON)主要由一個局端的光線路終端(OLT)、一組用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)組成,光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)或連接器把一個OLT(主站)連接一組ONU(變電站),連接由光纖和無源分路器共同構(gòu)成。工作原理如圖1所示。

    一般而言單個分路器分路比為2,4或8,實現(xiàn)多級連接。不需要電源、設(shè)備簡單,全天候的環(huán)境運行工作,主要任務(wù)負責(zé)為ONU(變電站)網(wǎng)絡(luò)提供用戶側(cè)的接口,完成OLT(主站)到ONU(變電站)的傳輸(下行方式)ONU(變電站)到OLT(主站)的傳輸(上行方式)的轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)各類業(yè)務(wù)的接入。

    2.3 配網(wǎng)自動化無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)的拓撲結(jié)構(gòu)

    配網(wǎng)自動化無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)的應(yīng)用的結(jié)構(gòu),一般常見的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有如下:(1)星形結(jié)構(gòu):OLT(主站)和光分路器(ODN)之間用一芯光纖連接,OLT放置在主站中心機房,光分路器(ODN)放置在中心機房或集控站、營業(yè)廳,由于ONU(變電站)有多個網(wǎng)絡(luò)接口,可以靈活設(shè)置接口的優(yōu)先級和帶寬,光分路器(ODN)和ONU(變電站)之間通過芯光纖連接,站點內(nèi)放置ONU(變電站)通過光分路器(ODN)節(jié)省光纜的數(shù)量實現(xiàn)與主站設(shè)備的互聯(lián)互通。同時,可以對立劃分不同的虛網(wǎng),無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)系統(tǒng)可以為各種業(yè)務(wù)提供靈活的網(wǎng)絡(luò)接入,對站點的業(yè)務(wù)接入提供良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,語音網(wǎng)關(guān)設(shè)備和合波設(shè)備,電話和有線電視也可以通過PON系統(tǒng),在一芯光纜上增加,從而為用戶提供更多的信息接入服務(wù)。(2)鏈形結(jié)構(gòu):光纖呈鏈式分布,采用多級分光,不等分光功率的光分路器方案。OLT(主站)沿著光纜敷設(shè)到達第1個站點時,由分路器分光,一路經(jīng)一芯光纖接人站點ONU(變電站)設(shè)備,另一路接著到下一個ONU(變電站)站點,依此類推,直接連接中間不經(jīng)過其他設(shè)備,各個站點雖然經(jīng)過多級分光實現(xiàn),保證了扁平化管理。鏈形結(jié)構(gòu)可以節(jié)省主干光纖資源,提高光纖資源的利用率。

    3 分析配網(wǎng)自動化系統(tǒng)業(yè)務(wù)隔離和數(shù)據(jù)安全的應(yīng)用和解決措施

    無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)在配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)中能夠承載多種業(yè)務(wù),為電力企業(yè)提供不同類型(集中抄表、配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)以及需方WEB管理等)的業(yè)務(wù)通道。而分類型的業(yè)務(wù)對于分別管理至關(guān)重要。明確業(yè)務(wù)之間的分界點,應(yīng)用業(yè)務(wù)隔離把不同類型的業(yè)務(wù),提供相應(yīng)的傳輸服務(wù)質(zhì)量。根據(jù)不同的要求,有效地確保數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中,具有較高的安全性。然而無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)具有解決問題能力,以下是無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)針對問題,提出解決的措施:(1)傳輸上行數(shù)據(jù)采用TDMA(時分多址復(fù)用)的方法,ONU(變電站)可以在自己的時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù),避免通道停滯,具有良好的通道邏輯隔離能力。(2)采用標簽技術(shù)劃分各個不同類型業(yè)務(wù)的分類,區(qū)分OLT(主站)與ONU(變電站)的業(yè)務(wù),由于OLT(主站)使用三層光分路器(ODN),可以將各種數(shù)據(jù)歸屬到不同類型的業(yè)務(wù)平臺,有效地實現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)傳輸,進一步提高管理效率。無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)在數(shù)據(jù)通行過程中具有較高的安全性,確保配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的安全運行。

    4 結(jié)束語

    無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)為配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)帶來全新的革命,通信接入方案在通信速率、成本、可靠性等方面滿足配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)需求,點對多點的拓撲結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)擴展靈活,PON技術(shù)的優(yōu)勢將為未來網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的發(fā)展方向提供空間,在市場得到越來越廣泛的應(yīng)用。

    參考文獻

    [1]周智偉.無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用[J].科學(xué)時代,2013(19).

    [2]陳宏昆.無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)自動化中的分析[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2012(22).

    [3]左宇航,汪一波.配網(wǎng)自動化中無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運用[J].中國電力,2013(04).

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