光纤通信技术在现代电网自动化中的应用研究

何小俊

摘要：社会进步迅速，我国的电力行业的发展也日新月异。电力通信网以光缆网为基础，通过采用光纤通信技术、数据通信技术、程控交换技术承载电网的绝大部分业务。同时，通过载波通信技术、无线通信技术等作为业务承载的补充。电力通信技术的发展和应用为智能电网的建设提供了重要的技术支持。

关键词：光纤通信技术;现代电网自动化;应用研究

随着科技的不断发展，可视化技术逐渐普及到参数的可视化，与增强现实技术相辅相成。增强现实技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，这种技术的目标就是在屏幕上把虚拟世界套在现实社会中，予以互动。电力通信网络是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的一项网络，其中各项处理参数称之为电力通信网络参数。

一、光纤通信技术概述

光纤通信是一种以光纤为媒介、以光波为信号载体、以光电转换为技术基础的新型通信技术，它的出现使全球有线通信的发展掀开了新篇章。随着通信技术的发展，光纤传输的需求也逐渐呈现出多元化的特征，不同类型的光纤和信号处理方法层出不穷。光纤传输的核心原理是将待传输的电信号转换为光信号，使光信号在光纤中以全反射的形式向前传输，然后再把光信号还原为电信号，实现信号的可靠传输。光纤通信的重要指标是传输损耗，但目前的光纤传输损耗已经可控制在很低的水平，可以满足电力通信的远距离传输的需求。由于信号在传输过程中是光波形式，因此抗干扰性好、保密性极强，可以广泛应用于军用和民用的通信领域。

二、优化措施分析

（一）电力通信数据网的故障排查技术

电力通信数据网在运行的过程中出现故障，主要存在通信传输层、设备层、通信协议等方面的问题。（1）传输层方面的问题，主要包括：①光缆被挖断。应将故障范围缩小并实现故障定位，及时恢复光缆通信。工地挖土方、雨后挖排水沟等是造成挖断的主要原因，处理此类施工挖断的故障，到达现场后应用OTDR对光缆进行双向测试，故障点两端1km范围内的引上处、过杆处、管道内、拐点应重点排查，防止有其他断点。光缆挖断后一旦被施工方回填，将对故障抢修造成极大困难。②光缆挂断。处理光缆挂断故障时，应首先对故障点光缆用OTDR进行双方向测试，对断点两端3～5棵杆范围内过杆处、接头盒、预留等处进行查看，检查有无光缆馈折损伤，有无其他受损点，然后再有针对性地处理。③电杆受损。交通施工车辆可能撞断电杆，造成光缆中断。到达现场后应先设立警示标志，划定抢修安全区，安排专人对来往行人进行指挥。抢修时先对光缆进行双向测试，看还有没有其他断点，抢修完成后应尽快对断裂电杆进行更换，并涂刷警示漆。（2）网络通信协议的问题。电力通信中远动装置一般采用101或104通信规约，电量采集通信采用102通信规约。远动通信所采用的TCP端口号为2404。电力通信中出现报文收发超时，意味着通信出现故障。

（二）程控交换

就技术结构而言，程控交换有空分和数字两种用户交换机。程控空分用户交换机主要是交换模拟话音信号，现已经很少使用;而程控数字用户交换机则是一种数字交换机，可实现电话、传真、数据、图像通信等交换，已经在世界普及使用。南方电网程控交换技术主要是用于构建行政语音交换网和调度语音交换网，其网络结构如下：①行政语音交换网：为三级汇接（即三个等级交换中心）、四级交换（包括终端交换站）的网络组成;②调度语音交换网：同样采用三级汇接四级交换的网络架构，以南方中调、南网备调作为中心，并覆盖各级电力调度中心及区域控制中心、各级直调电厂和各电压等级变电站。

（三）骨干网应用分析

配电通信网络根據各环节的功能可以分为骨干网和接入网。所谓骨干网是指主站与子站两个层级之间的光纤传输网络，接入网处于子站与终端两个层级之间。由于配电网承担着地区供电的安全和稳定等重大责任，因而通信网需求对主站、子站和终端进行全覆盖。骨干网作为协调主站与子站的环节，在设计上允许存在多种不同的通信方式，这些通信方式进入骨干网后将得到统一的管理，使子站之间有序地运行。将分散在不同地理位置的变电站通过光线网络相连，同时将信号通过OLT、SDH、MSTP等设备传输到主站。MSTP设备在信号传输方面有着较高的效率，因此新的骨干网应以MSTP设备为主，旧网改造也可以优先考虑以MSTP设备为升级目标。骨干网对可靠性有着非常苛刻的要求，因此采用了双环网设计，任意一个节点故障不会对网络整体功能造成影响，一方面可以提高传输的成功率，另一方面也避免占用过多的网络带宽和主站接口。

（四）接入网络应用分析

接入网位于子站和采集终端设备之间，负责将终端的数据传输到子站上，接入网可以满足双工通信的需求。尽管单个采集终端上传的数据量很小，然而接入层中接入了大量的其它采集终端，无论是在形式上还是逻辑上都比较复杂，且数据汇集后也会给传输设备造成严重的压力。在智能电网中，接入网既可采用全光纤接入，也可以采用部分光纤接入，其中全光纤接入是未来的方向。配电网接入层采用EPON架构，与现场的开闭所和各型光纤相连，并且终端与终端之间也建立数据通信，通过以太网的无源光网络实现数据共享。

三、结语

随着电力系统可视化的发展，电力通信网络参数的可视化也成为了发展的重点。本文基于增强现实技术的电力通信网络参数全息可视化所研究的可视化电力通信网络，可以直观的表现参数值，帮助电力部门实时分析参数变化，让电力运行部门掌控全局电力运行状态，增强了操作人员对网络参数的网络运行状态的掌控能力，减小了电力事故发生的可能性，在大电网监控上有着重大的发展意义。

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