光纖通信技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用研究

曾聰

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)電力供應(yīng)的質(zhì)量和可靠性要求越來(lái)越高。作為電力系統(tǒng)中直接面向用電客戶的重要環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的信息安全關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全，而這又離不開通信系統(tǒng)的應(yīng)用。因此，研究和分析光纖通信技術(shù)在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：光纖通信，配電網(wǎng)，智能化

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電中的一個(gè)直接面向用戶供電的環(huán)節(jié)，作為輸電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)換樞紐，在整個(gè)電網(wǎng)中起到至關(guān)重要的作用。通信是配電網(wǎng)自動(dòng)化的關(guān)鍵和核心，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)需借助于有效的通信手段，將控制中心的控制命令準(zhǔn)確地傳送到為數(shù)眾多的遠(yuǎn)方終端，且將反映遠(yuǎn)方設(shè)備運(yùn)行狀況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心。通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性直接影響到配電管理系統(tǒng)的成敗，而配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的信息接入點(diǎn)多，地理位置分布廣，其通信組網(wǎng)方式需找到一個(gè)技術(shù)性能、造價(jià)和建設(shè)維護(hù)方面上都能滿足需求的解決方案。通信又是配電網(wǎng)自動(dòng)化的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，區(qū)域不同、條件不同，通信方案也多種多樣，有光纖、微波、電力載波、GPRS、雙絞線、無(wú)線擴(kuò)頻等，現(xiàn)在使用較多的光纖通信需要大量的資金投入，工程量浩大，維護(hù)困難，已成為配電自動(dòng)化大面積推廣的最主要障礙之一。

1配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的通信設(shè)計(jì)要求

配電網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)通信的要求取決于配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)模、復(fù)雜程度和預(yù)期達(dá)到的自動(dòng)化水平。在不同的供電企業(yè)中，經(jīng)濟(jì)條件、配電網(wǎng)進(jìn)展的程度以及配電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的速度不同，對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化的要求也不相同。而且每個(gè)地區(qū)供電局不可能在短期內(nèi)立即建立起完善的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，因此配電網(wǎng)自動(dòng)化的通信系統(tǒng)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程?？偟膩?lái)說(shuō)，配電網(wǎng)自動(dòng)化中的通信系統(tǒng)必須滿足以下要求：

1.1配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的通信基本要求

大多數(shù)配電網(wǎng)自動(dòng)化的通信設(shè)備都是安裝在戶外的，要長(zhǎng)期經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，如雨雪、大風(fēng)、冰雹等，而且還會(huì)受到較強(qiáng)的電磁干擾和噪聲污染。因此，配電網(wǎng)自動(dòng)化的通信系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成能夠在上述惡劣環(huán)境下工作的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸速率要同時(shí)滿足現(xiàn)在建設(shè)和將來(lái)擴(kuò)建的要求。配電及變電站監(jiān)控、饋線自動(dòng)化對(duì)于通信速率要求最高，300bit/s才能滿足要求;公變檢測(cè)和負(fù)荷監(jiān)控對(duì)通信速率的要求其次，約10bit/s就能滿足;遠(yuǎn)方抄表和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)對(duì)通信系統(tǒng)要求最低。另外，在設(shè)計(jì)通信方式的時(shí)候，還必須留有足夠的帶寬，以滿足將來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)建的要求。通信不受停電的影響。要求配電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化功能和故障區(qū)段隔離及恢復(fù)正常區(qū)段供電的功能即使在停電的區(qū)域通信仍能正常進(jìn)行。雙向通信。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的大多數(shù)功能都要求雙向通信，即不僅要實(shí)現(xiàn)信息量的上傳，還要實(shí)現(xiàn)控制量的下達(dá)。建設(shè)費(fèi)用。在滿足可靠性的前提下要提高系統(tǒng)性價(jià)比，既要考慮選擇合適的通信方式和設(shè)備，又要估算長(zhǎng)期使用和維護(hù)的費(fèi)用。

1.2業(yè)務(wù)特點(diǎn)隨著自動(dòng)化水平的提高

配電網(wǎng)自動(dòng)化將向高度自動(dòng)控制、高級(jí)應(yīng)用軟件的方向發(fā)展，逐步形成集中遠(yuǎn)方監(jiān)控并實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能的模式。其控制對(duì)象為安裝在開關(guān)房、開閉所和配電房的設(shè)備，這些設(shè)備具有數(shù)量繁多、分布廣泛、距離遠(yuǎn)近不等的特點(diǎn)。并且，各子系統(tǒng)的控制側(cè)重點(diǎn)有所不同，如對(duì)于開關(guān)，由于其操作頻繁，它更多傳送的是遙信/遙控信號(hào)。此外，配網(wǎng)終端遍布城市、農(nóng)村等不同的環(huán)境，自動(dòng)化信息涉及的終端被不同層次的用電管理人員所操作，因此要求終端具有易安裝、易操作、免專業(yè)維護(hù)、抗惡劣環(huán)境等特點(diǎn)。同時(shí)，為避免配網(wǎng)信息傳遞及執(zhí)行命令下達(dá)時(shí)間的延誤，對(duì)配網(wǎng)通信的有效性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性提出了較高的要求

2載波通信的相關(guān)分析

主要涉及的傳輸媒介就是架空線中的屏蔽層和電纜。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)投入到詢問(wèn)工作中，不然就會(huì)繼續(xù)召喚該類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€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，更加容易造成線路干擾的狀況。

3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)有多種類型的架構(gòu)方式，例如星型、鏈型、樹狀、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)一般為樹狀或者是環(huán)型結(jié)構(gòu)構(gòu)成，以此用來(lái)滿足多種不同的需要。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?，能夠?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)在電力線上網(wǎng)技術(shù)方面也有一定發(fā)展前景。電力線上網(wǎng)技術(shù)主要是指用數(shù)據(jù)和話音進(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。

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