“兩個系統(tǒng)”配套配用電通信光纜建設(shè)融合方案研究

李元九　陳芬　林明福

摘 要：堅強(qiáng)、可靠、靈活的配用電通信網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)配用電環(huán)節(jié)的重要支撐，文章結(jié)合泉州公司配用電通信網(wǎng)的建設(shè)實際，積極探索適合工業(yè)以太網(wǎng)和EPON兩種技術(shù)體制下的光纜建設(shè)融合方案，以滿足“兩個系統(tǒng)”的應(yīng)用要求，實現(xiàn)光纜資源的共享，節(jié)約投資成本。

關(guān)鍵詞：配用電通信；配電自動化系統(tǒng)；用電信息采集系統(tǒng)；光纜融合建設(shè)

中圖分類號：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）23-0077-02

1 概 述

配電自動化系統(tǒng)及用電信息采集系統(tǒng)（以下簡稱兩個系統(tǒng)）是智能電網(wǎng)的重要組成部分，而配用電通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是實現(xiàn)兩個系統(tǒng)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。其中遠(yuǎn)程通信采用的技術(shù)有多種選擇，如EPON、工業(yè)以太網(wǎng)、低壓載波及無線網(wǎng)絡(luò)等，目前地區(qū)新建的配電自動化系統(tǒng)通信主要采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，而用電信息采集系統(tǒng)通信采用EPON技術(shù)。

為了進(jìn)一步提高配電可靠性、服務(wù)水平、信息互動，各地電網(wǎng)紛紛開展“兩個系統(tǒng)”的建設(shè)，2012年后配用電環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)需求突增，需建設(shè)配套光纖網(wǎng)絡(luò)。由于配用電通信項目分屬不同部門，業(yè)務(wù)節(jié)點不同，造成部分線路光纜重復(fù)建設(shè)。

為節(jié)約成本，實現(xiàn)光纜的資源共享，對光纜建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，研究工業(yè)以太網(wǎng)與EPON兩種技術(shù)體制下的光纜建設(shè)融合方案迫在眉睫。

特別是在老城區(qū)實施接入網(wǎng)建設(shè)時，由于光纜施工環(huán)境復(fù)雜、建設(shè)周期長等因素，光纜分配網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是最棘手的事情之一。良好的光纜網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是接入網(wǎng)便于建設(shè)和運維的基礎(chǔ)，因此規(guī)劃設(shè)計出合理的光纜建設(shè)融合方案，是實施“兩個系統(tǒng)”的重要前提。

2 存在的問題及建設(shè)思路

國家電網(wǎng)公司一直致力于配電網(wǎng)的建設(shè)及優(yōu)化，但傳統(tǒng)配網(wǎng)通信已成為智能電網(wǎng)建設(shè)的障礙。

十二五期間，配用電通信網(wǎng)絡(luò)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，僅作為配電、用電項目配套的專用通道隨項目一并建設(shè)，只滿足單一業(yè)務(wù)的需求。

2.1 主要存在的問題

①線路利用率不高；

②擴(kuò)展業(yè)務(wù)難；

③不同業(yè)務(wù)單獨組網(wǎng)，設(shè)備兼容性差；

④采用GPRS方式進(jìn)行信息采集，安全性低、易擁塞、容易受制于運營商；

⑤現(xiàn)有的配用電通信各系統(tǒng)孤立建設(shè)，沒有全網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，不成體系，存在重復(fù)覆蓋和遺漏，無法發(fā)揮整體效益。

2.2 建設(shè)思路

為了滿足“兩個系統(tǒng)”對通信系統(tǒng)的要求，本文對 “兩個系統(tǒng)”接入網(wǎng)光纜建設(shè)融合方案進(jìn)行研究設(shè)計，以規(guī)范通信工程的設(shè)計和建設(shè)。新建光纜網(wǎng)絡(luò)的總體建設(shè)思路為：

配電、用電通信項目雖歸屬不同部門，但通信專業(yè)需對光纜網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)做好相應(yīng)規(guī)劃，提出專業(yè)意見，統(tǒng)一技術(shù)路線并提出規(guī)范化的設(shè)計方案，通過結(jié)合現(xiàn)場工程實施檢驗方案的可行性。

對光纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分層設(shè)計，根據(jù)“兩個系統(tǒng)”的業(yè)務(wù)需求提前做好“主干匯聚層”的規(guī)劃和建設(shè)，融合方案的光纜纖芯資源需滿足智能配用電多業(yè)務(wù)的接入需求。

3 光纜融合建設(shè)方案

本方案結(jié)合地區(qū)用電信息采集系統(tǒng)配套通信項目，對光纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一融合設(shè)計，該項目主要建設(shè)內(nèi)容是組建市區(qū)8個變電站的匯聚層光纜網(wǎng)絡(luò)，并同步考慮同期配電自動化項目的需求，建設(shè)接入層光纜網(wǎng)絡(luò)。

3.1 光纜建設(shè)主要原則

通信人員通過提前介入相關(guān)工程的前期設(shè)計，對光纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有序謀劃，組織各業(yè)務(wù)部門討論后形成共識，制定以下幾個建設(shè)原則：

光纜建設(shè)中主干環(huán)網(wǎng)以用電信息采集系統(tǒng)配套通信項目為主建設(shè)，并為配電自動化業(yè)務(wù)預(yù)留纖芯資源，實現(xiàn)纖芯資源共享，主干光纜依據(jù)實際需求可采用48芯或72芯光纜。

光纜網(wǎng)絡(luò)采用分層設(shè)計，形成主干匯聚層和接入層。其中，匯聚層主干節(jié)點應(yīng)形成光纜路由保護(hù)，有條件的接入層節(jié)點可考慮就近接入相鄰主干節(jié)點形成手拉手保護(hù)。

由于EPON設(shè)備光接口的最大傳輸距離僅為20 km，當(dāng)采用多級分光時，線路損耗較大；而當(dāng)ONU到分光器的光路要利用配電自動化工程的光纜時，對光纖敷設(shè)及熔接有嚴(yán)格的要求。當(dāng)配電自動化配套工程的24芯光纜經(jīng)過環(huán)網(wǎng)柜時，其中12芯尾纖開斷熔接進(jìn)ODF盤，用于工業(yè)以太網(wǎng)光路的互聯(lián)；而另外的12芯尾纖應(yīng)采用纖芯直熔技術(shù)，以降低本接頭的損耗，滿足用電信息采集EPON設(shè)備對衰耗的要求。

3.2 具體設(shè)計方案

依據(jù)上述建設(shè)原則，通信人員設(shè)計出光纜建設(shè)融合方案。其中光纜鋪設(shè)的原則為：選取光纜匯聚節(jié)點，以光纜匯聚節(jié)點為中心，向周邊輻射。

匯聚節(jié)點選取原則：方便匯聚光纜引入，一般選取靠近管道資源或主干道附近的配電站點。

匯聚節(jié)點的作用是提供匯聚層網(wǎng)絡(luò)光纖資源，并為接入層實現(xiàn)光纜靈活接入以及光纜資源調(diào)配。匯聚層主干光纜從變電站引出，利用管道資源或架空電力線架設(shè)光纜引到匯聚節(jié)點，每個匯聚點保證接入有兩個路由回到變電站，形成光纜物理路由保護(hù)，如圖1所示，其中環(huán)型網(wǎng)絡(luò)的主干光纜最終接入同一個變電站，而鏈型網(wǎng)絡(luò)的主干光纜分別接入不同的變電站。接入層光纜建設(shè)以匯聚點為中心，向周邊輻射接入周邊分散的配電站點。

從上圖可以看出，每個匯聚節(jié)點都有兩個光纜路由到達(dá)變電站，滿足“N-1”要求。在近兩年的“兩個系統(tǒng)”建設(shè)過程中，我們在配用電通信相關(guān)工程中實施光纜融合建設(shè)，以檢驗方案的可行性。

4 方案實施

4.1 案例一

技術(shù)人員利用泉港地區(qū)“惠安變”用電信息采集配套通信工程建設(shè)的用電環(huán)3主干光纜為配電自動化科技項目提供5個柱上配電終端的接入。主干光纜環(huán)上的每個主節(jié)點都有為配電終端預(yù)留的纖芯。通過利用用電主干節(jié)點為惠德線48#、泗洲支線6#、溪頭支線32#、土嶺線48#、土嶺線11#5個開關(guān)提高配電終端接入通道，可共享利用光纜約8.8km。

4.2 案例二

技術(shù)人員在用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)配套項目中的永宏子站、釋雅變子站、中蕓洲變子站進(jìn)行光纜融合建設(shè)的設(shè)計。此案例通過對配電兩個環(huán)網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化可節(jié)約光纜3.5 km。

在主干光纜建成后，結(jié)合配電自動化通信工程優(yōu)化了永宏基地子站的配電工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)拓?fù)鋱D，取消原有設(shè)計的鏈狀結(jié)構(gòu)，部分接入層節(jié)點引入用電通信光纜主干節(jié)點，使得二層工業(yè)交換機(jī)互聯(lián)形成環(huán)網(wǎng)，提高了網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)的可靠性。

5 實施成效

實際結(jié)果表明，該方案能滿足EPON通信系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)的光纜鋪設(shè)及光功率要求，為配用電通信網(wǎng)的建設(shè)提供有力支持，為信息化、自動化、互動化的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)提供信息通信支撐。該融合方案具有以下優(yōu)點：

①網(wǎng)絡(luò)層次合理，分層設(shè)計更為靈活、方便，有利于新增配電節(jié)點接入和后期運維。

②網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可靠性高。新的融合建設(shè)方案使得配用電通信網(wǎng)主干層采用光纖自愈環(huán)形保護(hù)，當(dāng)單條光路發(fā)生故障，都具有快速迂回的自愈功能，避免了單一線路故障產(chǎn)生的大面積網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況的出現(xiàn)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

③資源共享，節(jié)約成本。配電、用電通信網(wǎng)均屬于終端接入網(wǎng)，“兩個系統(tǒng)”出于安全性要求單獨建網(wǎng)，設(shè)備上需考慮物理隔離，但光纜網(wǎng)絡(luò)可融合建設(shè)，實現(xiàn)纖芯資源共享，有效降低了光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。

6 結(jié) 語

配用電通信光纜網(wǎng)絡(luò)融合的建設(shè)及投運，解決了建設(shè)初期雜亂無章的設(shè)計問題及重復(fù)建設(shè)問題，為“兩個系統(tǒng)”的可靠運行打造了堅強(qiáng)智能的光通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，通信技術(shù)人員需對配用電通信網(wǎng)的建設(shè)及運維投入更多的精力，包括業(yè)務(wù)需求、技術(shù)體制、組網(wǎng)方案，而當(dāng)前建設(shè)階段應(yīng)重點增強(qiáng)光纜網(wǎng)絡(luò)融合建設(shè)的設(shè)計及運維管理能力。下一步，我們將重點研究EPON及工業(yè)以太網(wǎng)的安全性及智能電網(wǎng)多業(yè)務(wù)接入的實現(xiàn)，為公司建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)！

參考文獻(xiàn)：

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