光纖通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)及在電力調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用

劉月琴

【摘要】??? 為了使電力系統(tǒng)保持穩(wěn)定，同時(shí)符合電力系統(tǒng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)調(diào)度的電力系統(tǒng)有助于人們擁有一個(gè)穩(wěn)定的生活狀態(tài)。相比于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，較高的傳輸效率是光纖通信技術(shù)的最大特性，十分適用于現(xiàn)代的電力系統(tǒng)調(diào)度的具體要求。因此，本文主要的研究?jī)?nèi)容就是對(duì)傳輸效率較高的光纖通信技術(shù)的特性進(jìn)行分析，并對(duì)光纖通信技術(shù)在電力調(diào)度系統(tǒng)中起到的作用進(jìn)行評(píng)估，希望可以對(duì)以后的此類(lèi)研究起到參考的作用。

【關(guān)鍵詞】??? 光纖通信??? 電力調(diào)動(dòng)??? 自動(dòng)化??? 應(yīng)用

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)已經(jīng)從高速增長(zhǎng)階段過(guò)渡到高質(zhì)量發(fā)展階段，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性與電力供應(yīng)服務(wù)的質(zhì)量，成為我國(guó)電力系統(tǒng)現(xiàn)階段的主要需求，因此擁有效率更高、穩(wěn)定性更強(qiáng)的通信技術(shù)成為我國(guó)電力系統(tǒng)的必要條件，而光纖通信技術(shù)恰好可以滿(mǎn)足這一要求。為了對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的幸福生活提供良好的電力保障，不斷提升我國(guó)的電力供應(yīng)服務(wù)水平成為必然要求，此時(shí)，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用將極大的改善我國(guó)的電力穩(wěn)定情況與服務(wù)質(zhì)量。

一、光纖通信技術(shù)的內(nèi)涵

光纖通信技術(shù)是光導(dǎo)纖維通信的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種用來(lái)傳輸信息的通訊方式，光導(dǎo)纖維和光波是它用來(lái)傳播信息的載體。光纖通信技術(shù)之所以擁有如此高的效率與穩(wěn)定性，其主要原因是其有其他通信技術(shù)所沒(méi)有的載波頻率，一般的通信系統(tǒng)，比如微波，它的載波頻率范圍在1GHz～10GHz之間，而光波的載波頻率要高達(dá)100THz之多，是微波載波頻率的100多倍，這也是光纖通信技術(shù)最大的特點(diǎn)之一。光纖通信系統(tǒng)的主要組成部分由發(fā)送、接受、中繼器和光纜這幾個(gè)部分組成。詳見(jiàn)圖1：

二、光纖通信技術(shù)的主要特征

1、傳輸容量巨大，耗能低。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活當(dāng)中已經(jīng)越來(lái)越離不開(kāi)對(duì)電力的需求。人們對(duì)通信傳輸技術(shù)的要求也越來(lái)越高，對(duì)通信傳輸技術(shù)的重視程度也逐漸加重。由于光線管線的材料構(gòu)成當(dāng)中是以石英光纖為主的，其與傳統(tǒng)電纜的材料構(gòu)成最大的優(yōu)勢(shì)就在于，重量更輕，體積也更小，在使用過(guò)程中的損耗更低，搬運(yùn)起來(lái)更方便。除了這些物理特性，其在性能方面，光信號(hào)頻帶的承載度更寬，負(fù)載的范圍更大，由于外部因素所引起的通訊信號(hào)的損失可以因?yàn)榇朔N材料的應(yīng)用而得到有效的控制。運(yùn)用此種材料安裝的通信系統(tǒng)，可以在其中架設(shè)很多的中繼站，以此降低整個(gè)光纖通信傳輸?shù)某杀尽Ｔ谕ㄐ艂鬏斚到y(tǒng)中，長(zhǎng)距離傳輸?shù)母吣軗p耗問(wèn)題可以由此得到解決。傳統(tǒng)的通信傳輸介質(zhì)中，電纜和銅線承載頻帶較窄，負(fù)載范圍較小，而光纖介質(zhì)模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的信號(hào)承載模式，較好的解決了此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生。

2、高強(qiáng)的抗干擾能力。光纖通信的石英材質(zhì)，還有一個(gè)特點(diǎn)就是其抗干擾性強(qiáng)，損壞程度低，絕緣性能高，抵抗外界的電磁環(huán)境的能力也很強(qiáng)。例如，由于人為活動(dòng)引起的電磁環(huán)境干擾或是自然雷電氣候的產(chǎn)生，以及地球大氣電離層的改變，都將不會(huì)再對(duì)其產(chǎn)生較大的影響;以往由于電磁波泄露所產(chǎn)生的串音現(xiàn)象，也不會(huì)產(chǎn)生。因?yàn)楣饫w通信的石英材質(zhì)的抗干擾性特質(zhì)，完全符合人們?cè)谛畔鬏斶^(guò)程中的高準(zhǔn)確性要求，所以可以廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)和電信系統(tǒng)當(dāng)中，物盡其用。

3、高強(qiáng)的保密性。光纖材料的結(jié)構(gòu)十分特殊，其光纖外部包裹的不透明包皮可以使得各種信號(hào)得到有效吸收。在使用過(guò)程中容納光信號(hào);在光纖信號(hào)的傳輸過(guò)程中遺漏射光。和普通的電波傳輸通信技術(shù)相比，其在傳輸過(guò)程中把光弧作為信號(hào)源，而這種信號(hào)在傳輸過(guò)程中最大的特點(diǎn)就是監(jiān)聽(tīng)度低，傳輸數(shù)據(jù)的安全度高，因此具有較高的保密性。

三、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

1、電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度的有效性維護(hù)。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性是保證電力系統(tǒng)順利運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此就需要在自動(dòng)化的電力調(diào)度系統(tǒng)中運(yùn)用可行的技術(shù)，提高信息傳輸效率與信息采集效率。目前智能化是自動(dòng)化電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度的主要趨勢(shì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)將光纖網(wǎng)絡(luò)以環(huán)形和樹(shù)形的方式結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)了光纖網(wǎng)絡(luò)之間的有效對(duì)接，也實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的高效傳輸。一般情況下，電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用的是雙光纖環(huán)路網(wǎng)，此設(shè)計(jì)可以有效防止光纖設(shè)備出現(xiàn)崩潰，而致使通訊系統(tǒng)出現(xiàn)異常運(yùn)營(yíng)情況。但是再好的傳輸介質(zhì)也可能出現(xiàn)故障的時(shí)候，但是光纖系統(tǒng)具有自愈的功能，如果在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中真的出現(xiàn)特殊情況，收發(fā)器可以自愈故障，重新產(chǎn)生光纖路徑，以此保證了電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行與機(jī)電設(shè)備的安全性。

2、有效保護(hù)輸電線路。保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性，對(duì)現(xiàn)如今高科技智能時(shí)代人們的需求具有十分重要的意義。因此保護(hù)繼電器就顯得尤為重要，如果電力系統(tǒng)發(fā)生故障，不及時(shí)的維修將會(huì)產(chǎn)生大規(guī)模癱瘓的電網(wǎng)系統(tǒng)，通過(guò)智能手段的解決，將大大提高問(wèn)題解決的時(shí)效性。另外，電網(wǎng)保護(hù)的一個(gè)重要組成部分縱聯(lián)保護(hù)對(duì)輸電線路穩(wěn)定性的維護(hù)也有著不可替代的意義。在輸電線路產(chǎn)生故障的情況下，處于高壓線路兩端的保護(hù)系統(tǒng)，可以及時(shí)交換故障信息，并且判斷是在限度之內(nèi)還是限度之外的區(qū)域產(chǎn)生的故障并進(jìn)行及時(shí)反饋，有效保證了問(wèn)題解決的時(shí)效性。如果判斷故障結(jié)果在區(qū)域外則不會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行任何操作，但是如果判斷故障在區(qū)域內(nèi)則會(huì)對(duì)此區(qū)域內(nèi)的線路啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)保護(hù)的機(jī)制，將故障區(qū)域的線路及時(shí)切除，保證了傳輸過(guò)程中光纖通信的抗干擾性和高傳輸性，有效保護(hù)了電力系統(tǒng)的電流差動(dòng)。

3、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的具體應(yīng)用。1）供電單位整體調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)概況。某電力公司一共有 8 所變電站，這8所變電站電壓強(qiáng)度不同，其中35KV的有2所，110KV的有6所，在該大型供電公司內(nèi)部，通信網(wǎng)絡(luò)是由兩個(gè)不同形態(tài)的光纖通信系統(tǒng)組成，這兩個(gè)光纖通信系統(tǒng)分別為：樹(shù)型光纖通信系統(tǒng)和環(huán)形光纖通信系統(tǒng)，公司中心變電站和其他7個(gè)變電站以及公司的調(diào)動(dòng)中心一起構(gòu)成了一個(gè)環(huán)狀型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不管是哪個(gè)變電站，通信的主要方式都是光纜和光端機(jī)。2）光纖通道的配置方式。在供電環(huán)路上，可能會(huì)遇到節(jié)點(diǎn)較多的情況，為了防止光纜和光端設(shè)備出現(xiàn)故障最終造成整個(gè)供電系統(tǒng)的中斷，所以在調(diào)整電力系統(tǒng)的過(guò)程中應(yīng)用了雙光纖環(huán)路自愈網(wǎng)，同時(shí)在環(huán)網(wǎng)的每個(gè)站點(diǎn)安裝光纖收發(fā)器。該供電公司的供電系統(tǒng)中主要應(yīng)用了12芯光纜，如果沒(méi)有記為特殊的情況，綜合信息通道只選擇2芯光纜，這樣一來(lái)，在一個(gè)光纜線中就形成了A、B 兩個(gè)相互獨(dú)立的通信環(huán)網(wǎng)，A 環(huán)和 B 環(huán)主要用于傳輸不同形式的通信報(bào)文。A 環(huán)和 B 環(huán)發(fā)出信息，光端設(shè)備會(huì)選擇接收其中一個(gè)環(huán)路的信號(hào)將其傳送給RTU。3）光纖通信在輸電線路保護(hù)上的應(yīng)用。本文涉及的大型供電公司的主要服務(wù)對(duì)象是煤礦，為了保證煤礦日常工作的穩(wěn)定和安全，要求電網(wǎng)必須具有極高的可靠性和安全性，對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)的繼電保護(hù)要求也極高。為了防止煤礦系統(tǒng)出現(xiàn)事故，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，應(yīng)第一時(shí)間切除相應(yīng)的電路，為高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。在電網(wǎng)系統(tǒng)的高壓線路部分，設(shè)置縱聯(lián)保護(hù)，這樣做的目的是以通道為基礎(chǔ)，對(duì)線路兩端保護(hù)裝置故障信息進(jìn)行對(duì)比，然后客觀判斷故障所在位置，保證可及時(shí)采取合理的故障處理方法對(duì)其進(jìn)行處理。

總結(jié)：光纖通信技術(shù)在當(dāng)今不斷發(fā)展的電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中有著不可取代的地位，如今電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)就是要將電力調(diào)度工作與自動(dòng)化相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能的運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)。而光纖通信技術(shù)的容量大、損耗小和抗電干擾能力強(qiáng)等眾多特點(diǎn)，就成為首選其來(lái)參與改造的主要因素。在電力企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)情況大，光纖通信技術(shù)的大量運(yùn)用，不僅可以提高電力運(yùn)行的效率，還可以在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中起到一些典范的作用。讓人們充分意識(shí)到科技可以帶給我們的便利，當(dāng)電力系統(tǒng)遇到之前未曾遇到的問(wèn)題的時(shí)候，可以想到使用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備來(lái)解決當(dāng)前的問(wèn)題，從而跨越我們?cè)谑迤陂g所面臨的種種困難與挑戰(zhàn)。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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