電力配網(wǎng)自動化中EPON技術(shù)的應用研究

蘇龍　李孝華　王凱

[摘 要]本文首先就EPON技術(shù)的結(jié)構(gòu)和工作原理進行闡述，并在此基礎(chǔ)上分析了EPON技術(shù)能夠在電力配網(wǎng)自動化中應用的具體原因，最后詳細講解了在我國電力配網(wǎng)自動化中，針對EPON技術(shù)的具體應用例子，希望本文能夠為從事相關(guān)工作的技術(shù)人員提供幫助。

[關(guān)鍵詞]EPON技術(shù)；電力行業(yè)；電力配網(wǎng)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.24.033

[中圖分類號]F273；TM76 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）24-00-02

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科學技術(shù)的不斷進步，我國電力行業(yè)為了滿足人們在日常工作和生活中越來越高的用電需求，必須要提高電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。因此，EPON技術(shù)的應用便成為電力配網(wǎng)自動化中的一項重點研究課題，許多業(yè)內(nèi)專家表示，EPON技術(shù)對我國電力行業(yè)的未來發(fā)展具有深遠的意義。

1 EPON技術(shù)的結(jié)構(gòu)和工作原理

EPON技術(shù)的本質(zhì)是使用點到多點構(gòu)造的單纖雙向光纖接入網(wǎng)絡。在使用該技術(shù)的過程中，常見的拓撲構(gòu)造包含有樹形結(jié)構(gòu)、總線型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)以及環(huán)形結(jié)構(gòu)等。EPON技術(shù)的構(gòu)成元素包含有光線路終端OLT、無源光分路器POS以及光網(wǎng)絡單元ONU三個部分。圖1為EPON技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖。分析該圖后不難發(fā)現(xiàn)，在EPON技術(shù)的節(jié)點之間，使用光纖作為連接方式，而在核心網(wǎng)位置，可以使用ATM網(wǎng)、IP網(wǎng)、DWDM網(wǎng)以及SONET網(wǎng)等多種形式的網(wǎng)絡。光線路終端的位置在EPON系統(tǒng)的中心部分，它的功能室控制并分配信息的連接方式，并對信息進行有效監(jiān)控、維護以及管理。無源光分路器的結(jié)構(gòu)相對簡單，在工作的過程中不需要使用電能，同時可以24小時進行工作。整體來講，分光器的分路比通常為1∶2或1∶4或1∶8，同時可以進行多級連接，它的功能是分發(fā)下行信息同時對上行信息進行匯總。光網(wǎng)絡單元的位置在用戶側(cè)，其功能是選取并接收從光線路終端發(fā)送的信息，回復光線路終端的測量距離和命令，并且有針對性地進行調(diào)整。

EPON技術(shù)上行通常使用時分多址連入的方式（TDMA），同時能夠與波分多址、碼分多址共同進行使用；下行EPON的工作模式則有兩種，即點對點模式與廣播模式，用于完成傳播雙向數(shù)據(jù)信息的工作。這使得EPON技術(shù)具有良好的擴充性，能夠隨時接納新用戶，并不再需要針對網(wǎng)絡進行大規(guī)模修改，EPON技術(shù)整合了以太網(wǎng)技術(shù)與PON技術(shù)，其意義是采用最為便捷的方式完成點到多點的高速以太網(wǎng)接入。EPON技術(shù)在保留原有以太網(wǎng)整體構(gòu)造的前提下，對該系統(tǒng)的物理層進行了重新定義。

2 EPON技術(shù)能夠在電力配網(wǎng)自動化中應用的原因

一個新型技術(shù)在電力配網(wǎng)中正式使用前，不但需要從理論上對該技術(shù)進行可行性分析，同時還需要進行大量的實踐證明，這樣才能讓相關(guān)技術(shù)人員了解該技術(shù)的優(yōu)越性。因此對于EPON技術(shù)來說，該技術(shù)能夠在電力配網(wǎng)自動化中使用的原因主要有以下幾點。

首先，投入的經(jīng)濟成本相對較低。整體來講，企業(yè)采用新技術(shù)的前提是該技術(shù)能夠降低生產(chǎn)成本，而EPON技術(shù)便滿足這一前提。EPON技術(shù)在傳輸?shù)倪^程中，所要求的配置相對較低，例如，不需要使用配置器、電源等傳統(tǒng)零部件，直接減少了企業(yè)的經(jīng)濟投入。同時，在實際操作過程中也簡單易學，該技術(shù)沒有過多復雜的操作環(huán)節(jié)，操作人員也不需要掌握過多難度較大的理論知識，能夠迅速掌握該技術(shù)的使用方法，間接地降低了企業(yè)的用人成本。

其次，穩(wěn)定性好、傳輸速度快。在使用EPON技術(shù)的過程中，傳輸信號的質(zhì)量相對較高，同其他網(wǎng)絡相比，受干擾較小并且不會受到電磁波等因素的影響，在傳輸速度方面，也比傳統(tǒng)技術(shù)提升了一個檔次，提高了電力配網(wǎng)的工作效率。另外，由于EPON技術(shù)具有較好的穩(wěn)定性，光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢也逐漸顯現(xiàn)，極大地提升了接入效果，同時也提升了安全性。

最后，EPON技術(shù)具有廣泛的服務范圍，EPON技術(shù)能夠?qū)⑿畔鬏斔俣忍岣叩?.25G bits/s，在靈活性上也表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，這便拓展了EPON技術(shù)的服務對象和覆蓋范圍，能夠最大限度地滿足用戶需求。在互聯(lián)網(wǎng)時代，寬帶的信息傳輸速度和人們的日常工作生活關(guān)系日益密切，由于EPON技術(shù)具有廣泛的服務范圍，能夠推動我國通訊行業(yè)快速發(fā)展。

3 EPON技術(shù)在電力配網(wǎng)自動化中的應用

本文基于目前我國電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中對EPON技術(shù)的使用案例，對EPON技術(shù)的應用進行了逐一論述。在電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，采用的無源光纖網(wǎng)絡基本上都是EPON，并為其配置專有的無線通道。在電力配網(wǎng)的通訊系統(tǒng)中，使用EPON技術(shù)可以囊括35條10 kV輸電線網(wǎng)，且還能覆蓋以及彌補系統(tǒng)中原本沒有接入光纖的信息點。

3.1 EPON技術(shù)在主層站中的應用

EPON技術(shù)在主層站中應用的目的是把實時監(jiān)督控制和離線管理進行結(jié)合，從而構(gòu)成統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。其主要工作是完成配電運行過程中的管理工作，以及對相關(guān)設(shè)備進行操作和監(jiān)督。同時，在監(jiān)督管理過程中，系統(tǒng)將EPON技術(shù)所形成的圖形和信息進行有效整合，就能使電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實現(xiàn)集成化，并且能有效保障其安全性和穩(wěn)定性。

3.2 EPON技術(shù)在變電站中的應用

EPON技術(shù)在變電站中的應用，主要是通過光纖線路末端服務器內(nèi)部接口RS232，將相關(guān)信息接入電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的末端服務器中，并使用該服務器連接變電站中的局域光纖網(wǎng)絡，以及使用調(diào)度信息廣域網(wǎng)和通訊服務器來完成相應的操作。光纖線路的末端服務器一定要設(shè)置在變電站所的內(nèi)部，而隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進步，變電站需要對電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)整，并根據(jù)實際狀況，保留一定的光纖功率余量，為使用EPON技術(shù)創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。一般情況下，在光纖線路末端服務器中，PON接口中至少需要有16個ONU。

3.3 EPON技術(shù)在饋線層中的應用

從我國電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)末端服務器的整體布置情況來看，配網(wǎng)系統(tǒng)中的光纖線路基本上都是使用手拉手類型的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，同時線路兩端末尾位置在光纖線路的末端服務器中，由此實現(xiàn)保障全網(wǎng)電力配網(wǎng)系統(tǒng)的目的。EPON技術(shù)在饋線層中的應用體現(xiàn)是將光纖分離設(shè)備的數(shù)量維持在4個以下，這樣才可以實現(xiàn)交換ONU和FTU之間的RS光纖接口，由此完成數(shù)據(jù)資料的有效傳播。

4 結(jié) 語

整體來講，電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通過采用EPON技術(shù)，不但能夠為系統(tǒng)提供一個安全、穩(wěn)定的光纖網(wǎng)絡交流平臺，還能夠在很大程度上降低我國配電網(wǎng)建設(shè)的成本。同時，EPON技術(shù)還具有可靠、寬帶大等優(yōu)點，所以，針對OPEN技術(shù)在電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的應用研究，具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義，相關(guān)科研人員必須要高度重視。

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