光纖通信技術在配電網自動化系統中的應用

駱 亮

（湖南能投售電有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

隨著社會經濟的高速發展，人們對電力供應的質量和可靠性要求越來越高。作為電力系統中直接面向用電客戶的重要環節，配電網自動化系統的信息安全關系著整個電力系統的安全，而這又離不開通信系統的應用。因此，研究和分析光纖通信技術在配電網自動化系統中的應用具有重要的現實意義。

1 配電網自動化系統概述

1.1 配電網自動化的體系結構

在配電網自動化通信系統建設過程中，需要結合不同的配電網自動化系統結構進行選擇。常見的配電網自動化系統結構有兩種：

（1）三層結構：主要由控制中心、配電子站以及終端組成，適用于電力系統中的大中型配電網，如圖1所示。

（2）兩層結構：相較于配電網自動化系統的三層結構，縮減中間層的配電子站，直接由配電網的主站對終端進行遠程實時監控，常被應用小型配電網絡[1]。

1.2 常見配電網自動化通信方式

根據通信方式的不同，常見的配電網自動化系統通信方式可以分為有線通信和無線通信兩種。前者主要是包括電力線通信、光纖通信等方式，后者主要是借助GPRS、4G、WiMAX、McWill等來實現通信。本文將針對光纖通信技術在配電網自動化系統中的應用展開具體分析。

圖1 配電網自動化三層結構典型示意圖

2 配電網自動化系統實例概況

山西省某供電公司，負責轄區內14個縣區的供電規劃、運行和維護工作，服務客戶超過1 000萬人，擁有35 kV以上變電站超過100座，輸電線路超過300條。雖然當前配電網自動化通信系統可以基本滿足該供電公司的業務需求，但是仍存在以下影響供電質量和可靠性的問題：

（1）在通信網絡城市光纜鋪設過程中，受城市破土施工等工程的限制，施工周期較長，存在終端通信入網覆蓋率較低的問題。

（2）當前的終端通信入網技術較為落后，一定程度上限制了配用電業務的開展。但是，隨著配電網規模的不斷擴大，對具有較高靈活改造能力、大容量的通信技術的需求越來越大。

（3）當前配電網自動化系統的通信網絡故障較多，相關運維工作量很大，網絡的維護成本高，綜合維護效率低，影響著供電的穩定性和企業的經濟效益。但是，隨著網絡的不斷延伸，配電網自動化通信系統需要更可靠的設備和更合理的通信網絡結構。

3 光纖通信技術在配電網自動化系統中的具體應用

為了解決當前某供電公司存在的配電網自動化通信系統問題。本公司在通信系統組網建設過程中采用了EPON技術，如圖2所示。EPON技術作為一種光纖通信技術，具有無源特性、組網靈活等特點，不僅可以很好地適應光纜的走向，而且成本投入較低。下面將結合EPON不同組網方式在配電網自動化通信系統結構中的應用展開分析研究。

3.1 配電網自動化通信系統無保護組網方案

以某供電公司轄區內某配電網絡為例，共有1個110 kV變電站，5個10 kV開閉所，采用鏈型組網部署。在該配電自動化網絡通信系統搭建過程中，首先將OLT設備放置在110 kV變電站中，主要對其轄區內所有監控終端的實時數據進行采集，并實現終端與子站的通信。其次，在開閉站部署ONU設備，并借助無源分光器，將其連接在主干光纖上。為了滿足本企業靈活組網的要求，在ONU部署過程中，應確保各設備之間相互獨立，即便其中任何一個設備發生故障無法工作，其他設備仍可以正常運行。最后，采用24芯的OPPC復合光纜實現開閉站與變電站之間的網絡通信。為了減少主光路的損耗，可采用非均勻分光器實現網絡的多級分路[2]。

基于該方式，通信網絡的主干光纖采用的是單鏈路網絡，不會產生多余光纜路由，因此無法提供網絡保護功能。

圖2 配電網自動化通信系統結構圖

3.2 配電網自動化通信系統全線路保護組網方案

基于同樣的配電網自動化系統，全線路保護組網方案與無保護組網方案的區別在于開閉所的位置相對集中，采用星型組網部署。在對該配電自動化網絡進行通信系統搭建時，首先采用與鏈型結構相同的部署方式，將OLT設備布置在變電站中。在ONU設備部署過程中，與配電網自動化系統的鏈型結構不同，采用雙PON口方式，并接入到變電站的OLT中。因此，變電站的OLT設備也具有了雙PON口功能，可以提供1∶1的主干光纖保護功能。

3.3 配電網自動化通信系統手拉手保護組網方案

當配電網自動化系統中存在2個110 kV變電站、5個10 kV開閉所時，可以采用手拉手保護組網的方式提高通信線路的可靠性。即在2個110 kV變電站中分別布置OLT設備，并實現所有ONU采集終端的實時工作數據的匯聚，完成與終端的通信，并借助以太網接口與主站實現通信。

基于光纖通信技術的手拉手保護配網方式，其結構基本與配電網的輸電線路結構一致，可以在不改變光纖網絡結構的基礎上，對全光纖網絡進行保護倒換，實現多個OLT設備的同時工作，確保當任何OLT設備出現故障時，備用OLT設備仍然能正常實現與ONU設備的通信，有效提高配電網自動化系統運行的可靠性[3]。

4 結 論

本文結合實例分析了基于EPON的光纖通信技術在配電網自動化通信系統中的應用，并對不同的組網方式進行了對比分析。相關工作者應重視光纖通信技術的研究，并在實際應用過程中，根據配電網自動化系統結構的不同，選用合適的組網方式，提高配電網自動化系統的安全性和穩定性，進而確保整個電力系統的完全穩定運行。