配網(wǎng)自動(dòng)化中光纖通信的應(yīng)用前景探討

魯戎

摘要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展讓光纖通信成為時(shí)代的熱點(diǎn)，在光纖通信過(guò)程中配網(wǎng)自動(dòng)化起著一定的推動(dòng)作用，并且具有非常廣闊的發(fā)展前景。光纖通信是光導(dǎo)纖維對(duì)信號(hào)傳遞的一種方式，主要特點(diǎn)是通信的容量非常大，一般情況下要比電形式的通信容量大出很多倍。文章對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化中光纖通信的應(yīng)用前景進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；光纖通信；應(yīng)用前景；光導(dǎo)纖維；信號(hào)傳遞 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929 文章編號(hào)：1009-2374（2016）13-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.028

在配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，需要解決的問(wèn)題很多，但是通信問(wèn)題既是一個(gè)重點(diǎn)又是一個(gè)難點(diǎn)。配網(wǎng)通信的方式有很多種，常見(jiàn)的有有線(xiàn)通信，它的特點(diǎn)是抗干擾的能力突出，但是需要假設(shè)出通信線(xiàn)路；無(wú)線(xiàn)通信在架設(shè)上比較簡(jiǎn)單，但是存在的問(wèn)題是頻道資源的限制以及無(wú)線(xiàn)干擾等。在當(dāng)前情況下，光纖通信不僅干擾程度比較小、可靠性強(qiáng)，還可以和電纜進(jìn)行同時(shí)性的鋪設(shè)，發(fā)展?jié)摿ν怀觥?/p>

1 配網(wǎng)自動(dòng)化在通信方面的具體要求

配網(wǎng)自動(dòng)化的完成是我國(guó)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，更是改變?nèi)藗児ぷ魃钚实囊环N手段。配電自動(dòng)化動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的主要作用是對(duì)饋線(xiàn)終端進(jìn)行傳遞，然后完成對(duì)配電主站之間的數(shù)據(jù)通信。需要根據(jù)配網(wǎng)自動(dòng)化的特點(diǎn)，對(duì)信息加以研究，常見(jiàn)的信息種類(lèi)有遙感信息、故障信息以及脈沖積累信息等。在配網(wǎng)過(guò)程中，因?yàn)榕渚W(wǎng)自身的規(guī)模型特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)和自動(dòng)化程度，所以對(duì)于通信系統(tǒng)有非常高的要求。具體要求從以下三個(gè)方面進(jìn)行分析和論述：

1.1 通信系統(tǒng)的可靠性要求

在配網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，非常多的通信設(shè)備處于一種外露的環(huán)境中，并且環(huán)境條件非常惡劣，這樣就要求配網(wǎng)系統(tǒng)的通信設(shè)備必須有耐高溫、耐雨淋、耐冰雪日曬等方面的性能，與此同時(shí)，還要減少電磁對(duì)于通信系統(tǒng)的種種干擾，以此保證配電網(wǎng)可以在這種環(huán)境下高效、可靠地去工作。另外，配電網(wǎng)還需要有后備電源的支持，一旦遇到停電的情況，能夠維持通信系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。

1.2 通信系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性要求

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，經(jīng)濟(jì)性原則是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期考量的準(zhǔn)則，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)不僅要有經(jīng)濟(jì)效益，還要有社會(huì)效益，所以對(duì)于配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的成本投入不能過(guò)多，基本致力于充分使用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通信的情況還能讓資源得到優(yōu)化配置，進(jìn)而有效地調(diào)整好配網(wǎng)的整體規(guī)劃，以免出現(xiàn)一些浪費(fèi)資源、重復(fù)建設(shè)的情況。

1.3 通信系統(tǒng)的雙向通信以及免維護(hù)要求

在通信系統(tǒng)當(dāng)中，配電網(wǎng)的自動(dòng)化需要實(shí)現(xiàn)種種要求，例如遙感功能、遙信功能以及遙控功能，因此需要通信系統(tǒng)有雙向的通信能力。在操作方面，很多配網(wǎng)設(shè)備都需要安裝在線(xiàn)路以及環(huán)網(wǎng)柜當(dāng)中，這樣操作起來(lái)非常不易，而且空間較為窄小，在安裝調(diào)試過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)不便的情況。因此，在這種情況下，需要配電網(wǎng)通信設(shè)備可以更加便于安裝和調(diào)試，不僅是提升工作效率的舉措，也能夠在一定程度上減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)。

光纖通信在通信容量方面有一定的優(yōu)勢(shì)，不僅容量大，而且衰減非常小，能夠頂住雷擊以及一些電磁方面的干擾，同時(shí)抗腐蝕性、密封性以及可靠性非常高，在鋪設(shè)上便捷、簡(jiǎn)單。但是光纖通信的劣勢(shì)是需要非常大的投資，在城區(qū)的內(nèi)部，尤其是電纜線(xiàn)路的輻射，需要較大的成本和人工。在配電網(wǎng)自動(dòng)化過(guò)程中，光纖價(jià)格若是有所降低，那么可以更加廣泛地在電力系統(tǒng)中加以

應(yīng)用。

2 配電網(wǎng)目標(biāo)的分析

以前，常見(jiàn)的配網(wǎng)方式是使用載波通信，但是在最近幾年經(jīng)常使用的是光纖通信的方式進(jìn)行配網(wǎng)。在通訊的鏈路中，不僅有載波，還有光纖通信，這兩者的混合讓鏈路的數(shù)據(jù)從通信系統(tǒng)的終端位置上，逐步經(jīng)過(guò)中間站或者開(kāi)關(guān)站，慢慢傳送到主站中。數(shù)據(jù)進(jìn)入主站以后，會(huì)通過(guò)服務(wù)器以及光端機(jī)的作用對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，然后再繼續(xù)上傳到調(diào)度。在現(xiàn)階段中，KP型站在進(jìn)線(xiàn)方面的保護(hù)中，多數(shù)會(huì)運(yùn)用縱差保護(hù)的方式，在光纖通道建設(shè)完全的情況下，配網(wǎng)的光纖通信也就會(huì)得到很大的保障。例如，很多電力企業(yè)在以后的新站建設(shè)中會(huì)更多地去使用光纖，并且以往的載波通道同時(shí)也逐步地減少對(duì)二者的混合使用。那么要做到充分地利用當(dāng)前的條件，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行充分的利用實(shí)現(xiàn)遙感、遙測(cè)和遙控?cái)?shù)據(jù)的上傳已經(jīng)成為多家電力企業(yè)所需要解決的問(wèn)題，配電網(wǎng)中的光纖使用既是一種機(jī)遇，又是挑戰(zhàn)。

在配電網(wǎng)的自動(dòng)化過(guò)程中，因?yàn)橄到y(tǒng)的規(guī)模比較大，并且涉及到的自動(dòng)化裝置種類(lèi)多樣化，終端設(shè)備在各個(gè)點(diǎn)都有分布，這樣配電網(wǎng)在自動(dòng)化方面所需要采集的信息量就比較大，種類(lèi)也比較多。例如，上海某公司對(duì)于自己配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備在基本的要求方面主要體現(xiàn)為三點(diǎn)，分別是：第一，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中需要更加完整，減少以往數(shù)據(jù)零散分布的可能性；第二，數(shù)據(jù)傳輸在時(shí)間的響應(yīng)上也具有快速的特點(diǎn)；第三，不同類(lèi)型以及不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)會(huì)有優(yōu)先性和不同時(shí)間的響應(yīng)性。

配電的自動(dòng)化系統(tǒng)中，對(duì)于一些信息以及數(shù)據(jù)的傳輸有一定的要求，例如在信息的優(yōu)先等級(jí)上有很多的規(guī)定。一些應(yīng)急性需要立即進(jìn)行傳輸?shù)男畔?，?huì)被分配到較高的優(yōu)先等級(jí)；一般性的信息則會(huì)被分配中低的等級(jí)。那么根據(jù)現(xiàn)階段配網(wǎng)的運(yùn)行情況，電力企業(yè)在光纖設(shè)備的使用上需要為自己制定出目標(biāo)，具體目標(biāo)方向從如下兩點(diǎn)進(jìn)行分析和論述：第一，在通信過(guò)程中，需要保證通信站內(nèi)的電度、遙信以及遙測(cè)的數(shù)據(jù)在上傳上具有一定的完整性；第二，所上傳的數(shù)據(jù)和信息必須有效、準(zhǔn)確。重要信息、快速信息需要有優(yōu)先等級(jí)。智能化的FA功能變電站需要能夠及時(shí)、快速地對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別，并且在故障發(fā)生時(shí)做出應(yīng)急響應(yīng)，以此及時(shí)地恢復(fù)正常供電。

3 載波通信與光纖通信的對(duì)比分析

3.1 載波通信的相關(guān)分析

在電力載波中，主要涉及的傳輸媒介就是架空線(xiàn)中的屏蔽層和電纜。載波通信一般會(huì)用在縣調(diào)以及地調(diào)中，因?yàn)檫@些地段的信息需求量比較小，在其他環(huán)境中，載波通信業(yè)可能被當(dāng)成可靠的通信手段來(lái)利用。在一些覆蓋范圍比較大并且通信需求量也比較大的地方，載波通信的能力不能滿(mǎn)足當(dāng)?shù)氐囊螅禽d波通信的一個(gè)最大優(yōu)勢(shì)就是相對(duì)于其他傳輸媒介，在成本以及費(fèi)用上比較低。電力載波的通信模式，一般以樹(shù)狀為主要方式，也就是在一個(gè)主載波通信下可以連接到多臺(tái)的從載波。很多企業(yè)一直使用載波通信中的101規(guī)約，這種規(guī)約屬于一種問(wèn)答的方式，經(jīng)常適宜的情況是點(diǎn)點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)、一點(diǎn)和多點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)、多點(diǎn)之間的共線(xiàn)以及多點(diǎn)環(huán)形的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。載波通信在調(diào)度獲取到自己所需要的信息以后，就會(huì)投入到詢(xún)問(wèn)工作中，不然就會(huì)繼續(xù)召喚該類(lèi)信息向著子站的方向。而現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程中，載波的信息數(shù)據(jù)接受燈也會(huì)更加頻繁的閃爍，但是發(fā)送燈卻不一定閃爍。那么這種情況下，載波通信中就存在一個(gè)比較重要的難題，子站中有信息發(fā)生變化時(shí)，若是主站沒(méi)有此信息的記錄，那么在調(diào)度端就不能接收到此信息，進(jìn)而不會(huì)做出反應(yīng)，但是子站受到的信息越多，就越會(huì)造成積壓，那么上傳的實(shí)時(shí)性和快速性就會(huì)受到影響。因?yàn)榧芸站€(xiàn)路也會(huì)受到環(huán)境、人為因素等方面的影響，所以若是主載電波有多個(gè)從電波被接連，那么輸出的功率會(huì)被這些從載波所均分，更加容易造成線(xiàn)路干擾的狀況。

3.2 光纖通信的相關(guān)分析

光纖通信在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中會(huì)有多種類(lèi)型的架構(gòu)方式，例如星型、鏈型、樹(shù)狀、雙纖等，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較靈活。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，光纖網(wǎng)一般為樹(shù)狀或者是環(huán)型結(jié)構(gòu)構(gòu)成，以此用來(lái)滿(mǎn)足多種不同的需要。光纖通信在傳輸通道方面有很大的獨(dú)立性特點(diǎn)，這樣與載波通信相比較就減少了多種設(shè)備交織和聯(lián)系的可能性，進(jìn)而減少了對(duì)光纖通信的干擾，也保證了數(shù)據(jù)以及信息在傳輸過(guò)程中的穩(wěn)定性。光纖通信一般以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸為主要方式，收發(fā)器中的通道只有一個(gè)。在配電網(wǎng)中，CDT規(guī)約有比較大、比較穩(wěn)定的通信帶寬，因此光纖通信正好滿(mǎn)足這一優(yōu)勢(shì)，在站內(nèi)可以快速地上傳各種數(shù)據(jù)信息，并且消耗時(shí)間短。光纖通信組網(wǎng)有非常大的靈活性，能夠在建立起電源自愈模式，以此識(shí)別多種通信故障，發(fā)生問(wèn)題時(shí)及時(shí)恢復(fù)供電能力。光纖通信在傳輸?shù)男室约靶畔⒌目煽啃苑矫嬗泻芨叩男阅埽軌驗(yàn)閷?shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動(dòng)化提供多種支持。除了本文所研究的光纖通信技術(shù)以外，配電網(wǎng)在電力線(xiàn)上網(wǎng)技術(shù)方面也有一定發(fā)展前景。電力線(xiàn)上網(wǎng)技術(shù)主要是指用數(shù)據(jù)和話(huà)音進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N方式，此種條件下可以大大提升傳輸速率，這種技術(shù)和光纖通信相對(duì)比不相上下，可以很好地應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)配電網(wǎng)中光纖通信的使用以及發(fā)展前景進(jìn)行了分析，并且對(duì)傳統(tǒng)的載波通信和光纖通信進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)合上述論斷，可以得出結(jié)論，在以后的電力企業(yè)發(fā)展中可以在投資允許的情況下大量使用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒祁武.光纖通信在配網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中的運(yùn)用[J].中

國(guó)高新技術(shù)企業(yè)（中旬刊），2014，25（6）.

[2]黃紹紅.淺談光纖通信在配電網(wǎng)自動(dòng)化上的應(yīng)用[J].

城市建設(shè)理論研究（電子版），2014，12（36）.

[3]楊毅，肖瑩瑩.基于“三供一備”饋線(xiàn)組構(gòu)建配網(wǎng)光

纖通信網(wǎng)[A].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力通信專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

第九屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].2013.

[4]楊云濤，許知博，任正某，等.智能配網(wǎng)集成通信系

統(tǒng)驗(yàn)證與測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A].第二屆全國(guó)輸配電

技術(shù)協(xié)作網(wǎng)年會(huì)暨2013中國(guó)國(guó)際輸配電技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)

用交流會(huì)論文集[C].2013.

[5]陸智敏.鎮(zhèn)江供電公司配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)通信實(shí)施方案

[A].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力通信專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第五屆學(xué)

術(shù)會(huì)議論文集[C].2014.

[6]李瑩.異步通信光模塊ODM-7在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用

[J].電信科學(xué)，2012，18（3）.

[7]李晨煜.基于光纖傳輸?shù)呐渚W(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)探討[A].

2010年配電自動(dòng)化新技術(shù)及其應(yīng)用高峰論壇論文集

[C].2010.

（責(zé)任編輯：蔣建華）