淺談光纖通信技術在智能電網的應用

陳東明 覃干卿 梁少梅 馮思習

摘要：隨著我國電網事業的發展，電網的規模和數量不斷擴大，電網結構越來越復雜，傳統的電力載波通信技術已經無法滿足電網發展需求。光纖通信技術具有帶寬高、抗干擾能力強、傳輸容量大、保密性優越等優點。本文主要闡述了光纖通信技術的特點，以及光纖通信技術在電網調度自動化系統、監控系統和計量系統的應用。

關鍵詞：光纖通信技術;智能電網;三網融合

引言

智能電網是以物理電網為基礎，將計算機信息技術、物聯網技術、通信技術、傳感技術和控制技術應用在物理電網的新型電網結構。智能電網可以滿足電力用戶對電力多樣化需求，確保電網運行的安全性、可靠性、經濟性、環保性，并為用戶提供經濟、清潔、可靠的電力服務，實現電網與用戶的雙向互動和多種能源互補。通信技術是智能電網運行的基礎，如果缺乏通信技術的支持，則無法實現電網各個環節的信息共享。過去電力通信系統往往采用電力電纜載波通信技術，利用高壓輸電線路作為傳輸通道，這種通信方式容易受到電磁場的干擾，遠距離傳輸信號質量不穩定等問題，影響到智能電網的建設與發展。光纖通信技術具有傳輸容量大、遠距離傳輸、抗干擾能力強等優勢，可以優化資源配置，提高資源利用率，確保電力系統安全有序運行。

1光纖通信技術特點

光纖通信技術用光波作為傳輸載波，將光纖作為傳輸媒介對信息的進行傳輸的一種通信方式。光纖由纖芯、包層、涂層構成，纖芯的纖維內芯只有幾十微米或者幾微米，包層是光纖的中間層，涂層主要是光纖的保護層，防止光纖受到外界的破壞和干擾，提高光纖傳輸的安全性和可靠性。光纖通信技術是通過光發射機發射信號，經過中繼器講光信號轉變為電信號進行傳輸，光纖將電信號發射出去，光接收機將電信號轉變為光信號[1]。光纖通信技術與電力電纜傳輸技術相比：其一，光纖通信技術的容量非常大，可以實現遠距離電信號的傳輸，由于光纖通信技術是以光纖作為傳輸介質，光纖的主要材質為石英，這種材料的光波頻率比較高，傳輸過程的信號損耗比較小，傳輸距離遠，目前已經達到5000米以上無中繼站的傳輸，隨著光纖技術的發展，未來傳輸距離更遠。其二，光纖傳輸技術的抗干擾性能優越，光纖的涂層主要是石英材料，這種玻璃材料絕緣效果比較好，不容易受到外界的腐蝕和干擾，在傳輸過程中可以避免雷電、電磁等干擾，確保光纖信號傳輸質量。其三，光纖通信技術的保密性能好。光纖通信技術的光波信號被限制在光波導結構中，各個通道獨立存在，不會受到其他的通道干擾，具有良好的保密性能。

2光纖通信技術在智能電網的應用

2.1光纖通信技術在電網調度自動化中的應用

調度自動化是智能電網的重要環節，通過調度自動化可以實現變電站無人值守或者少人值守。電網調度自動化系統根據電網運行需求，對電網進行調度管理與控制，從而實現確保電網運行的經濟性、實用性和可靠性。調度自動化系統主要負責數據采集和監控，并根據采集的數據信息，分析電力系統運行規律和特點，從而制定調度方案。電網調度自動化運行的關鍵在于數據信息的采集與傳輸，如果電網調度系統無法及時接收到采集的實時數據，則可能出現錯誤的調度指令，從而導致電網運行的故障。光纖通信技術具有傳輸容量大、抗干擾性強和保密性能優越等特點，將其應用在電網調度自動化系統，可以實時采集電力系統各項數據信息進行分析，及時發現電網運行過程中存在的問題，一旦發現電力系統存在異常，系統自動發出警報信息[2]。

2.2光纖通信技術在智能電網監控系統的應用

隨著電網的規模不斷擴大，電網的運行環境越來越復雜，電網運行過程中，受到風雪、雷電、農業生產等自然因素和人為因素的影響，可能導致電力設備損壞，從而導致電力故障，因此需要對電網進行監測。傳統的電力故障監測系統主要依靠人工巡視或者故障監測系統對電網進行監測，耗費大量人力物力，但是收效甚微。隨著電網的發展，紅外成像儀、高清攝像頭、傳感器等現代先進設備廣泛應用在智能電網監控系統，智能電網監控系統通過現代傳感設備、監測設備采集電力設備運行的相關數據信息，并將數據發送到主站，由地方運營指揮中心的工作人員根據主站收到的數據信息進行分析，如果采集的數據信息出現異常，則系統發出告警，指揮中心的人員將告警信息進行分析，可以快速鎖定故障位置，并立即安排技術人員進行搶修，及時排除故障。智能電網監控系統在運行過程中，還會自動保存歷史故障信息，為后期的電力故障的維修提供參考。

2.3光纖通信技術在智能計量系統的應用

計量系統不僅關系到電力企業的經濟效益，而且關系到電力用戶的切身利用。電力計量系統系統是用戶進行電費結算的依據，隨著智能電網的發展，傳統的計量系統已經無法滿足電力企業與電力用戶的雙向互動，智能電網計量系統利用計算機網絡技術、通信技術、傳感技術和集成技術，實現電力用戶數據信息的自動采集、傳輸、計量與統計，并利用計量信息系統對這些采集的數據信息進行計算、分析并生成報表，可及時發現用電異常情況。通信技術是實現智能計量的關鍵，如果電力系統通信信號不穩定，則影響到數據傳輸的及時性和準確性。將光纖通信技術應用在智能電網計量系統中，可以提高電力計量系統數據采集的速度，降低數據采集的成本，提高數據傳輸的精確性。

3結束語

在當今信息時代，通信技術已經成為國民經濟發展的基礎產業。隨著我國智能電網的發展，我國電網逐漸向采集、傳輸、監控、計量、管理與控制等全程自動化發展，這對通信技術提出了新的要求。光纖通信技術傳輸容量大、信號損失小、抗干擾性強等優點，已經廣泛應用在電網系統。

參考文獻：

[1]蘇旭健.光纖通信技術在智能電網的應用及運行維護[J].通信電源技術，2019，36（12）：163-164.

[2]王勇峰，婁春嬌，劉潤賓.智能光纖監測技術在電力光通信中的應用[J].電信科學，2017，33（3）：148-155.

[3]高如超.智能配電網通信技術分析與應用[J].科技創新與應用，2018，（14）：135-136.

（作者單位：廣東電網云浮新興供電局）

作者簡介：陳東明（1974.6.20），性別：男;籍貫：廣東云浮新興;民族：漢;學歷：大專;職稱：工程師;研究方向：自動化。