配用電通信組網技術應用研究

林明宇，向婉芹

(重慶電力高等專科學校電力系，重慶400053)

0 序言

按照國網公司在《統一堅強智能電網建設規劃綱要(2009-2020)》中的要求，我國將建成堅強智能配電網。

配電通信網承載的主要業務是智能電網配網自動化，對城域配電網所轄的柱上開關、開閉所、環網柜、配電變壓器等設備進行數據采集，實現配電系統正常運行及事故情況下的監測、保護、控制、管理，因此決定了配用電通信網與智能配電網的發展是密不可分的。

配用電通信網絡應該覆蓋10kV開閉所、配電室、環網柜、柱上開關、公變等配電數據采集控制點以及智能用電用戶區域，符合電力系統運行、管理技術特點，滿足智能配用電的實際情況要求，建設方案應該經濟合理，適用性強。由此可見，配用電通信網絡覆蓋面廣，結構復雜，所以為了更好地完成配用電通信組網，就有必要對配用電通信組網技術的應用進行研究，以找出最合適的組網方案。

1 配電通信組網技術的選擇

1.1 配電通信組網技術比較

適合配電通信網的組網技術有光纖專網(GPON/EPON、工業以太網)、中壓電力線通信、無線寬帶專網(WiMAX、WiFi)、無線窄帶專網(230MHz、Mobitex)、公網通信(GPRS/CDMA/3G、專線)等。

光纖專網通信方式帶寬高、容量大、覆蓋范圍廣，可靠性、實時性、安全性都很高，適用于配電通信領域的所有業務，能夠對將來智能配用電領域視頻監控、雙向營銷互動等業務以及“多網融合”的目標進行支撐，和其他通信方式相比優勢明顯。

中壓電力線通信技術利用10kV配電線路為媒質進行通信，無需布線，具有成本低、安全性好等優點，但中壓窄帶電力線通信技術的傳輸帶寬和實時性較低，不能滿足將來視頻業務和雙向營銷互動業務的需求。

無線窄帶專網通信技術有電力專用頻點，建設成本較低，但帶寬和容量有限。

無線寬帶通信技術帶寬高、系統容量大、擴展性好，實時性較好，能夠滿足配用電領域的業務發展需求，但無線寬帶通信技術的無線頻譜資源的分配，政策導向尚不明朗。

無線公網(GPRS/CDMA/3G)通信方式盡管建設成本較低，但無法支持高帶寬需求(如雙向營銷互動業務)及控制類業務需求。

配電通信網組網技術比較見表1。

1.2 配電通信網組網技術的選擇

綜合考慮以上因素，配電通信網的建設應以光纖專網通信方式為主，采用 EPON(GPON)技術。EPON(GPON)光纖專網通信系統的光線路終端(OLT)設備安裝在含有10kV出線的變電站，用戶側的光網絡單元(ONU)安裝在10kV開閉所、配電室、環網柜、柱上開關及公用變壓器。

按照電力系統二次安防的相關要求，需要對配用電通信業務進行分區隔離。在通信接入點，可配置兩套EPON(GPON)系統的光線路終端(OLT)設備，在用戶側的光網絡單元(ONU)則按照業務類別分別配置，以達到分區隔離的目的。

無線寬帶專網和中壓電力線載波通信技術可作為配電通信網的補充，部分電力通信專網無法覆蓋區域，也可采用通信運營商的GPRS/CDMA/3G公網通信方式作為補充，但公網通信方式應僅限于不需要遙控功能的終端通信等應用。

表1 配電通信網組網技術比較

2 用戶接入網技術選擇

2.1 用戶接入網技術比較

用戶接入網主要承載用電領域的業務，還將承載的業務包括雙向營銷互動業務、智能家居、增值業務等。適合用戶接入網的組網技術有PFTTH光纖專網技術、電力線寬帶技術、電力線窄帶通信、微功率無線技術等。

用戶接入網組網技術比較見表2。

表2 用戶接入網組網技術比較

2.2 用戶接入網技術選擇

通過上述分析，可以得出如下結論:在用戶接入網的建設中，對需要實現雙向營銷互動業務、智能家居、增值業務的用戶，對通道帶寬、實時性、安全性及可靠性要求較高，應優先采用PFTTH光纖專網通信技術或電力線寬帶通信技術;對僅需實現用電信息采集系統業務的用戶，可采用電力線寬帶通信、電力線窄帶通信或微功率無線技術。

3 用戶室內網技術選擇

3.1 用戶室內網技術比較

用戶室內網將用戶和用電設備(空調、洗衣機、熱水器等)之間形成網絡互動和即時連接，實現交互式供用電服務、實現分布式能源上網關口管理、實現智能家居和安防等增值服務。適合用戶室內網的組網技術有電力線寬帶通信技術、電力線窄帶通信、微功率無線技術等。這幾種技術在用戶室內網組網中的優缺點如表3。

表3 用戶室內網組網技術比較

3.2 用戶室內網技術選擇

電力線寬帶通信技術由于帶寬高、成本適中、無需單獨布線、是適合組建用戶室內網絡組網方案的首選技術，微功率無線技術和電力線窄帶通信技術也是可選技術。

4 配用電通信網業務接入方案

4.1 配網自動化站點接入

配網自動化站點包括柱上開關、開閉所、環網柜、配電室等配網站點，對于需要實現三遙(遙信、遙測、遙控)功能的站點，通信網絡安全性、可靠性要求很高。因此，應在柱上開關、開閉所、環網柜、配電室等配網站點分別配置光網絡單元(ONU)，采用光纖接入配電通信網。

4.2 配變、專變信息采集點接入

配電變壓器和專用變壓器站點需要解決遙信、遙測信息的傳輸，以及臺變視頻監控、用電業務信息的遠程通信傳輸。所以應在配電變壓器站點、專變采集點配置光網絡單元(ONU)，采用光纖接入配電通信網。

4.3 智能用電小區業務接入

智能用電小區應采用全程光纖通信方式實現光纖到戶，相關配電線路應建設光纖網絡，10kV變壓器往下至用戶采用基于光電復合纜的PFTTH應用方案，滿足所有信息服務的接入需求，支持“多網融合”。

4.4 分布式電源、微網接入、電動汽車充放電站及儲能裝置

(a)對接入中壓配網的分布式電源、電動汽車充放電站及儲能裝置等站點，可以采用就近接入配網光纖節點，或采用中壓載波、無線公網方式接入。

(b)對于接入低壓用電網的分布式電源、微網、電動汽車充放電站和儲能裝置站點，可采用低壓寬帶PLC、窄帶載波、短距離無線方式就近接入用電通信網。

5 結束語

在建設配用電通信網的過程中，應根據其主要承載配用電領域的業務和配用電網的實際情況，仔細分析各種組網技術的優缺點，選擇適當的組網技術，才能組成以電力通信骨干網為依托，各類業務靈活接入、技術先進、實用性好、結構合理、可靠性高、覆蓋廣泛、堅強統一的配用電通信網，以滿足配用電智能化發展的需求。

［1］曾華燊.現代網絡通信技術［M］.成都:西南交通大學出版社，2004.

［2］王廷堯.以太網技術與應用［M］.北京:人民郵電出版社，2005.

［3］Uyless Black.現代通信最新技術［M］.北京:清華大學出版社，2000.

［4］于曉東，于昉.無源光網絡技術在配用電通信網中的應用［J］. 電力系統通信，2010，(5):28-31.