光纤通信技术在配电网自动化系统中的应用

2019-02-21骆亮

通信电源技术 2019年1期

骆亮

（湖南能投售电有限公司，湖南长沙 410000）

0 引言

随着社会经济的高速发展，人们对电力供应的质量和可靠性要求越来越高。作为电力系统中直接面向用电客户的重要环节，配电网自动化系统的信息安全关系着整个电力系统的安全，而这又离不开通信系统的应用。因此，研究和分析光纤通信技术在配电网自动化系统中的应用具有重要的现实意义。

1 配电网自动化系统概述

1.1 配电网自动化的体系结构

在配电网自动化通信系统建设过程中，需要结合不同的配电网自动化系统结构进行选择。常见的配电网自动化系统结构有两种：

（1）三层结构：主要由控制中心、配电子站以及终端组成，适用于电力系统中的大中型配电网，如图1所示。

（2）两层结构：相较于配电网自动化系统的三层结构，缩减中间层的配电子站，直接由配电网的主站对终端进行远程实时监控，常被应用小型配电网络[1]。

1.2 常见配电网自动化通信方式

根据通信方式的不同，常见的配电网自动化系统通信方式可以分为有线通信和无线通信两种。前者主要是包括电力线通信、光纤通信等方式，后者主要是借助GPRS、4G、WiMAX、McWill等来实现通信。本文将针对光纤通信技术在配电网自动化系统中的应用展开具体分析。

图1 配电网自动化三层结构典型示意图

2 配电网自动化系统实例概况

山西省某供电公司，负责辖区内14个县区的供电规划、运行和维护工作，服务客户超过1 000万人，拥有35 kV以上变电站超过100座，输电线路超过300条。虽然当前配电网自动化通信系统可以基本满足该供电公司的业务需求，但是仍存在以下影响供电质量和可靠性的问题：

（1）在通信网络城市光缆铺设过程中，受城市破土施工等工程的限制，施工周期较长，存在终端通信入网覆盖率较低的问题。

（2）当前的终端通信入网技术较为落后，一定程度上限制了配用电业务的开展。但是，随着配电网规模的不断扩大，对具有较高灵活改造能力、大容量的通信技术的需求越来越大。

（3）当前配电网自动化系统的通信网络故障较多，相关运维工作量很大，网络的维护成本高，综合维护效率低，影响着供电的稳定性和企业的经济效益。但是，随着网络的不断延伸，配电网自动化通信系统需要更可靠的设备和更合理的通信网络结构。

3 光纤通信技术在配电网自动化系统中的具体应用

为了解决当前某供电公司存在的配电网自动化通信系统问题。本公司在通信系统组网建设过程中采用了EPON技术，如图2所示。EPON技术作为一种光纤通信技术，具有无源特性、组网灵活等特点，不仅可以很好地适应光缆的走向，而且成本投入较低。下面将结合EPON不同组网方式在配电网自动化通信系统结构中的应用展开分析研究。

3.1 配电网自动化通信系统无保护组网方案

以某供电公司辖区内某配电网络为例，共有1个110 kV变电站，5个10 kV开闭所，采用链型组网部署。在该配电自动化网络通信系统搭建过程中，首先将OLT设备放置在110 kV变电站中，主要对其辖区内所有监控终端的实时数据进行采集，并实现终端与子站的通信。其次，在开闭站部署ONU设备，并借助无源分光器，将其连接在主干光纤上。为了满足本企业灵活组网的要求，在ONU部署过程中，应确保各设备之间相互独立，即便其中任何一个设备发生故障无法工作，其他设备仍可以正常运行。最后，采用24芯的OPPC复合光缆实现开闭站与变电站之间的网络通信。为了减少主光路的损耗，可采用非均匀分光器实现网络的多级分路[2]。

基于该方式，通信网络的主干光纤采用的是单链路网络，不会产生多余光缆路由，因此无法提供网络保护功能。

图2 配电网自动化通信系统结构图

3.2 配电网自动化通信系统全线路保护组网方案

基于同样的配电网自动化系统，全线路保护组网方案与无保护组网方案的区别在于开闭所的位置相对集中，采用星型组网部署。在对该配电自动化网络进行通信系统搭建时，首先采用与链型结构相同的部署方式，将OLT设备布置在变电站中。在ONU设备部署过程中，与配电网自动化系统的链型结构不同，采用双PON口方式，并接入到变电站的OLT中。因此，变电站的OLT设备也具有了双PON口功能，可以提供1∶1的主干光纤保护功能。