光纖通信技術在電力系統調度自動化中的應用

屈植偉 屈新文

【摘 ?要】隨著人們生活水平的提高，對電力資源的需求也越來越大。電力供應的穩定性已經成為人們和社會關注的焦點。為了滿足各行各業電力資源的需求，需要較高的電力系統調度自動化水平。相比較傳統的通信技術，光纖通信技術的傳輸效率更好，可以有效的滿足電力系統調度自動化的要求。本文將簡單介紹光纖通信技術的優點，對其在電力系統調度自動化中的應用進行分析，為相關工作者提供參考借鑒。

【關鍵詞】光纖通信技術;電力系統;調度自動化;應用

隨著社會經濟的發展，各行各業對電力資源的需求量也越來越大。為了確保人們的用電需求，在電力系統調度自動化中需要引入傳輸速率和質量較高的通信技術。光纖通信技術相比較傳統的通訊技術，傳輸的頻道較寬，單位時間內通信量較大，在電力系統調度自動化中的應用日漸廣泛。它不僅確保了電力系統調度的穩定性和完全性，而且提升了電力系統調度的工作效率。因此，研究分析光纖通信技術在電力系統調度自動化中的應用具有重要的現實意義。

1 光纖通信技術的概念

光纖通信技術是一種信息傳輸技術。信息傳輸的載體主要是光纖和光波。與一般通信系統相比，光纖通信網絡系統在載頻方面具有非常明顯的特點，光波的載頻比微波高得多。例如，微波的載波頻率在1GHz到10GHz之間，而光波的載波頻率高達100THz。光纖通信系統實現了一個完整的通信，其流程為：圖像、文件、待傳輸的聲音在發送器上經過一系列的轉換處理，轉換成電信號，電信號的輸入方式不固定，有類似于視頻信號，有類似于PCM信號的數字信號模式。完成電信號輸入后，通過調制器將其轉換成電信號。相應的電流信號被注入光源。一般來說，光源是半導體激光器（LD）和發光二極管（LED）。在某種程度上，這也是一個強度調制過程，即重復的光/電轉換。階躍多模光纖、單模光纖和梯度（梯度）多模光纖是三種最常用的光纖類型。由于單模光纖的信號傳輸衰減很小，其它方面的傳輸性能也很好，因此單模光纖在這三種類型中的應用率較高。光電探測器，通常是APD雪崩二極管和PIN光電二極管，位于接收端，它們負責直接檢測輸入光信號。檢測后，將光信號轉換成相應的電流信號。這一階段的電流信號會被反復放大和再生，因為在傳輸過程中，所有的信號都會有不同程度的波形失真。由于能量損失的原因，需要對電流信號進行重復處理和補償。在確保輸出信號與原始信號一致后，表示完成了完整的通信。

2 光纖通信技術的優勢

2.1 通信容量大

相比較傳統的通信技術，光纖通信技術的通信容量較大，其主要原因是在傳輸過程中，光纖的傳輸頻道比金屬的傳輸頻道要寬。光纖可以分為密波和粗波兩種，當在電力系統調度自動化中應用光纖粗波傳輸時，可以利用同一個光纖，實現16 條不同線路的輸電業務。當在電力系統調度自動化中應用密集波時，雖然傳輸的波長較多，但是傳輸速率大大提升，甚至高于粗波傳輸速度的幾十倍。

2.2 抗干擾能力強

在光纖的組成原材料中，金屬物質含量較低，因此光纖具有較好的絕緣性能，很難受到一些外接因素的影響，例如雷電、電磁干擾、太陽黑子等;除此之外，電力系統周圍的高壓設備、電氣化的鐵路旁的饋電線等電器，在產生異常波動時，也不會影響光纖的正常通信工作。在光纖通信技術實際應用過程中，技術人員還可以通過增加電力導體或者高壓輸電線對光纖進行合成，進一步加強光纖的抗干擾能力。

2.3 損耗小

相比較其他的傳輸介質，石英光纖在傳輸過程中，損耗率不高于 20dB/km，即便是在進行長距離的傳輸過程中，也無需建設大量的中繼站，有效的降低了電力調度系統的成本費用支出，并且簡化了電力調度系統的結構，提高了其運行的穩定性。

2.4 安全性高

在進行信息傳輸過程中，電磁波泄漏問題很容易導致信息在傳輸過程中被不法分子竊取，嚴重影響信息傳遞的安全性。當在電力系統調度自動化中應用光纖傳輸時，光波產生泄漏的可能性較低，即便是在轉彎半徑較小的轉彎處，滲漏出的光波也極小，而且可以通過涂刷消光劑來有效的避免信息的泄漏。

2.5 原材料豐富

傳統的通信技術需要大量的電纜線，會消耗大量的金屬資源，不符合當前綠色節能環保的社會理念。而采用光纖通信技術，所需的石英材料不僅儲存量豐富，而且成本降低。

3 光纖通信技術在電力系統調度自動化中的應用

3.1 有效維護電力系統運行調度

為了確保電力系統的正常運行，需要有效的技術手段實現信息的采集和傳輸。因此，在電力系統調度自動化中，應用光纖通信是技術可以有效的確保其運行的安全性和穩定性。現階段，由于大多數的電網系統調度自動化都已經步入智能化的階段，因此光纖網絡大多采用樹型和環型相結合的方式，再利用計算機對其進行有效的連接，來實現數據信息的有效傳輸和共享。為了有效的避免光纜設備出現故障或者通訊異常時，影響電網系統的正常運行，電力企業一般采用雙光纖環路自愈網設計。當光纜出現故障時，利用收發器的自愈功能，來實現光纖路徑的重新生成，不僅保障了電網的穩定運行，而且起到了機電保護的作用。

3.2 輸電線路的有效保護

隨著人們對電力資源需求量的越來越大，對電網運行的可靠性的要求也越來越高。當電力系統出現故障時，必須第一時間采取有效的智能化操作，進行問題的解決，避免引起電網系統出現問題，在這其中繼電保護的重要性尤為突出。此外，縱聯保護作為電網保護的另外一種保護措施，當電網出現故障時，位于高壓線路兩端的保護設備，可以快速的對故障信息進行交換，從而判斷故障發生的區域是在線路上還是在區外，與此同時，根據判斷的結果自動化的采取有效的措施進行問題的排除。

如果判斷產生故障的區域屬于區外，則系統不執行任何操作。而如果判斷產生故障的區域在線路上，則聯動采取保護措施，對故障進行切除。在這個運行過程當中，利用光纖通信技術的高傳輸性能和良好的抗干擾性能，可以更好的實現電力系統的電流差動保護的應用。

3.3合理配置光纖通道

隨著人民生活水平的提高，人們對電力通信的需求不斷增加。在這種情況下，對電力系統的安全穩定也提出了更高的要求。在此背景下，我國光纖通信技術不斷得到改進和升級，以滿足社會的廣泛需求。目前，我國部分電力企業采用光纖環自愈網絡模式。在使用過程中，電力企業經常在環網各站安裝光纖收發器，使光纖能夠自動自愈，靈活切換。

4 結束語

綜上所述，隨著電力資源需求量的越來越大，電力系統調度自動化的重要性越來越突出。光纖通信技術具有高安全、高穩定性、高傳輸量的優勢，在電力系統調度自動化中的應用日漸廣泛。相關工作者應當與時俱進，積極學些先進的光纖通信技術，結合電力系統實際情況，提升電力系統調度自動化的運行效率，保障各行各業的電力需求供應，推動我國電力行業的可持續發展。

參考文獻：

[1]杜鵬銳.綜述光纖通信技術在電力系統調度自動化中的應用[J].通訊世界，2015（22）：188-188.

[2]任愛輝，王云濤，翟廣鵬等.光纖通信技術在電力系統調度自動化中的應用[J].低碳世界，2016（34）：48-49.

[3]劉艷梅.分析光纖通信技術在電力系統調度自動化中的應用[J].大科技，2015（14）：44-45.

（作者單位：巴彥淖爾電業局）