配電通信接入網中混合通信組網的研究

摘要：配網終端廣泛地分布在城市的角落．在已建成供電區域內，10 kV線路大多沒有同群鋪設光纜，因此，在后期配電自動化建設過程中，往往會出現通信光纜無法到達的站點，采用全光纖覆蓋建設配電通信網在已建成供電區域內很難做到。如果采用電力線載波或者無線通信作為一種補充的通信方式，完全可以做到全網覆蓋。文章余紹了EPON、載波、無線三種通信技術在配電自動化通信系統建設中的應用，并對各種通信技術進行了分析比較．為配電自動化系統提供高效、可靠、全覆蓋的通信解決方案。

關鍵詞：EPON：PLC McWill 配電自動化

隨著通信技術的不斷發展。目前可選用的通信手段有光纖專網、電力線載波、無線專網等多種通信方式。在實際應用中，由于需要考慮現場情況、應用需求、經濟成本等因素，沒有一種通信方式可以完全解決配電自動化系統中的通信全覆蓋問題。本文根據配電通信網實施的具體情況，設計了一種混合通信方式．通過利用不同通信方式的優勢，實現配電自動化系統通信。

一、現有配電通信網接入層解決方案及存在問題

（一）接入層通信網解決方案

接入層通信網絡實現配電子站和配電終端之間的通信主要采用光纖EPON、電力線載波、無線專網三種通信技術。

光纖EPON(Ethemet Passive Optical Net—work，以太網無源光網絡)技術是一種新興的寬帶接入技術． EPON在物理層采用了PON技術，在鏈路層使用以太網協議，利用PON的拓撲結構實現以太網接入。EPON的組網方式有星形、鏈形等，特別適合配電自動化通信系統的組網。

無線通信技術。文章以我國自主研發的無線寬帶產品McWiLL寬帶無線系統為例，構建配電自動化無線專網通信系統。

McWiLL采用全IP架構，利用行業專網已經建成的IP數據網絡作為骨干傳輸鏈路．構建基于IP網絡的語音數據綜合業務平臺。組網設備包括基站、SAC、無線數傳模塊。

（二）問題分析

目前針對單一的通信方式在配電自動化通信網中的應用進行研究分析，三種通信技術比較如下。

光纖EPON通信技術，優點：1.帶寬高，易組網，方便接入；2.可靠性高，實時性高；安全性高3.受環境干擾?。蝗秉c：建設成本較高，主要是光纜建設成本高。

載波通信技術，優點：1.建設成本較低；2.施工簡便，無需布線；3.專網運行，安全性高。

無線專網通信技術，優點：1.建設成本低；2.施工簡便，無需不限；3.應用范圍廣，可用性高。

由上可以看出：根據我國多年來配電網通信建設的經驗，尚沒有一種通信解決方案能夠滿足配網自動化的需求，光纖通信方式光纜鋪設難度大、費用太高；中壓載波方式不夠穩定，組網受一次網架結構影響較大；無線通信系統安全性不高且易受環境因素影響。

配電網具有網架結構變動頻繁的特點，對通信網的影響較大，目前對易于組網，方便接入的要求很高。而配電又是今后電網重點發展的領域．并且對配用電通信網在安全性、可靠性、實時性、高帶寬等方面提出了更高要求。光纖EPON通信方式在這些方面均具有技術優勢，因此，將成為配網自動化通信建設的主流解決方案。

二、光纖EPON與載波相結合的通信解決方案

光纜從變電站引出，利用現有管道資源或架空電力線架設光纜到路邊開閉所和大部分環網柜后，不能繼續向下鋪設時，在電纜分支較少，比較分散的站點可以采用在光纖末端所到達的站點內同時安裝ONu和主載波設備，下行采用載波方式匯集周邊站點信息。上行方向通過光纖通道送達變電站。

（一）光纖EPON與載波混合通信方案

10 kv配電網架結構，變電站的光纖可鋪設至環網柜A和開閉所A，根據需要實現配電自動化的站點分布，依據PON與載波混合組網原則，光纖無法覆蓋的站點采用載波通信方式。將主載波機設置在光纖線路的末端站點環網柜A和開閉所A。主載波機向下依據線路結構進行載波組網，通過載波通信方式將終端數據匯聚至主載波機，向上與EPON網絡連接，通過光纖通信將數據上傳至配電自動化主站。

（二）載波與EPON混合通信方案。

載波通信網絡的數據由主載波機進行匯聚，每臺主載波機使用2個RS一232數據口，一個用于數據通信，另一個用于狀態監控，分別接至ONU的2個RS一232串口上。向上通過EPON網絡將數據匯聚至變電站0LT(Optical Line Teminal，光纜終端設備)，OLT通過網口與MOXA串口服務器連接。最終，MOXA串口服務器的串口與每臺主載波機的串口形成一一映射關系，從而使EPON光網絡在MOXA串口服務器與主載波機之間為透明傳輸，相當于主載波機的串口與MOXA串口服務器的串口“直接相連”。OPEN一3200主站與載波通信網管DSSl00只需要訪問到MOXA串口服務器的串口即相當于訪問到主載波機。

（三）主從載波通信組網方案

載波組網通信采用一主多從的方式組網，即1臺載波主機和多臺載波從機組成載波通信網絡。載波主機和載波從機之間采用問答方式進行數據傳輸，載波從機之間不進行數據傳輸。

(a)、(b)分別為環網柜A、開閉所A兩個載波網絡的組網通信方案。主載波機安裝在環網柜A和開閉所A內，從載波機安裝在環網柜B、C、D和開閉所B、C內。主載波機和從載波機之間通過高頻電纜和注入式電感耦合器相連，將信號耦合在電纜屏蔽層上進行通信。

結語

通過光纖EPON與載波相結合的混合通信解決方案，不但解決了配電站點的通信全覆蓋問題，同時將主載波設備下沉到配電站點．避開了主載波設備放在變電站?？赡軙е螺d波傳輸質量降低的問題；同樣將無線基站放在光纖站點末端，也可以比較有針對性的解決相關站點的無線通信問題，避免無線基站放在變電站而導致無線站點不在基站覆蓋范圍內而引起的無法通信問題。