光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用研究

何小俊

摘要：社會進步迅速，我國的電力行業(yè)的發(fā)展也日新月異。電力通信網(wǎng)以光纜網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過采用光纖通信技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、程控交換技術(shù)承載電網(wǎng)的絕大部分業(yè)務(wù)。同時，通過載波通信技術(shù)、無線通信技術(shù)等作為業(yè)務(wù)承載的補充。電力通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供了重要的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù);現(xiàn)代電網(wǎng)自動化;應(yīng)用研究

隨著科技的不斷發(fā)展，可視化技術(shù)逐漸普及到參數(shù)的可視化，與增強現(xiàn)實技術(shù)相輔相成。增強現(xiàn)實技術(shù)是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，這種技術(shù)的目標就是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實社會中，予以互動。電力通信網(wǎng)絡(luò)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行而應(yīng)運而生的一項網(wǎng)絡(luò)，其中各項處理參數(shù)稱之為電力通信網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

一、光纖通信技術(shù)概述

光纖通信是一種以光纖為媒介、以光波為信號載體、以光電轉(zhuǎn)換為技術(shù)基礎(chǔ)的新型通信技術(shù)，它的出現(xiàn)使全球有線通信的發(fā)展掀開了新篇章。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，光纖傳輸?shù)男枨笠仓饾u呈現(xiàn)出多元化的特征，不同類型的光纖和信號處理方法層出不窮。光纖傳輸?shù)暮诵脑硎菍⒋齻鬏數(shù)碾娦盘栟D(zhuǎn)換為光信號，使光信號在光纖中以全反射的形式向前傳輸，然后再把光信號還原為電信號，實現(xiàn)信號的可靠傳輸。光纖通信的重要指標是傳輸損耗，但目前的光纖傳輸損耗已經(jīng)可控制在很低的水平，可以滿足電力通信的遠距離傳輸?shù)男枨?。由于信號在傳輸過程中是光波形式，因此抗干擾性好、保密性極強，可以廣泛應(yīng)用于軍用和民用的通信領(lǐng)域。

二、優(yōu)化措施分析

（一）電力通信數(shù)據(jù)網(wǎng)的故障排查技術(shù)

電力通信數(shù)據(jù)網(wǎng)在運行的過程中出現(xiàn)故障，主要存在通信傳輸層、設(shè)備層、通信協(xié)議等方面的問題。（1）傳輸層方面的問題，主要包括：①光纜被挖斷。應(yīng)將故障范圍縮小并實現(xiàn)故障定位，及時恢復(fù)光纜通信。工地挖土方、雨后挖排水溝等是造成挖斷的主要原因，處理此類施工挖斷的故障，到達現(xiàn)場后應(yīng)用OTDR對光纜進行雙向測試，故障點兩端1km范圍內(nèi)的引上處、過桿處、管道內(nèi)、拐點應(yīng)重點排查，防止有其他斷點。光纜挖斷后一旦被施工方回填，將對故障搶修造成極大困難。②光纜掛斷。處理光纜掛斷故障時，應(yīng)首先對故障點光纜用OTDR進行雙方向測試，對斷點兩端3～5棵桿范圍內(nèi)過桿處、接頭盒、預(yù)留等處進行查看，檢查有無光纜饋折損傷，有無其他受損點，然后再有針對性地處理。③電桿受損。交通施工車輛可能撞斷電桿，造成光纜中斷。到達現(xiàn)場后應(yīng)先設(shè)立警示標志，劃定搶修安全區(qū)，安排專人對來往行人進行指揮。搶修時先對光纜進行雙向測試，看還有沒有其他斷點，搶修完成后應(yīng)盡快對斷裂電桿進行更換，并涂刷警示漆。（2）網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的問題。電力通信中遠動裝置一般采用101或104通信規(guī)約，電量采集通信采用102通信規(guī)約。遠動通信所采用的TCP端口號為2404。電力通信中出現(xiàn)報文收發(fā)超時，意味著通信出現(xiàn)故障。

（二）程控交換

就技術(shù)結(jié)構(gòu)而言，程控交換有空分和數(shù)字兩種用戶交換機。程控空分用戶交換機主要是交換模擬話音信號，現(xiàn)已經(jīng)很少使用;而程控數(shù)字用戶交換機則是一種數(shù)字交換機，可實現(xiàn)電話、傳真、數(shù)據(jù)、圖像通信等交換，已經(jīng)在世界普及使用。南方電網(wǎng)程控交換技術(shù)主要是用于構(gòu)建行政語音交換網(wǎng)和調(diào)度語音交換網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下：①行政語音交換網(wǎng)：為三級匯接（即三個等級交換中心）、四級交換（包括終端交換站）的網(wǎng)絡(luò)組成;②調(diào)度語音交換網(wǎng)：同樣采用三級匯接四級交換的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以南方中調(diào)、南網(wǎng)備調(diào)作為中心，并覆蓋各級電力調(diào)度中心及區(qū)域控制中心、各級直調(diào)電廠和各電壓等級變電站。

（三）骨干網(wǎng)應(yīng)用分析

配電通信網(wǎng)絡(luò)根據(jù)各環(huán)節(jié)的功能可以分為骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)。所謂骨干網(wǎng)是指主站與子站兩個層級之間的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，接入網(wǎng)處于子站與終端兩個層級之間。由于配電網(wǎng)承擔(dān)著地區(qū)供電的安全和穩(wěn)定等重大責(zé)任，因而通信網(wǎng)需求對主站、子站和終端進行全覆蓋。骨干網(wǎng)作為協(xié)調(diào)主站與子站的環(huán)節(jié)，在設(shè)計上允許存在多種不同的通信方式，這些通信方式進入骨干網(wǎng)后將得到統(tǒng)一的管理，使子站之間有序地運行。將分散在不同地理位置的變電站通過光線網(wǎng)絡(luò)相連，同時將信號通過OLT、SDH、MSTP等設(shè)備傳輸?shù)街髡?。MSTP設(shè)備在信號傳輸方面有著較高的效率，因此新的骨干網(wǎng)應(yīng)以MSTP設(shè)備為主，舊網(wǎng)改造也可以優(yōu)先考慮以MSTP設(shè)備為升級目標。骨干網(wǎng)對可靠性有著非?？量痰囊?，因此采用了雙環(huán)網(wǎng)設(shè)計，任意一個節(jié)點故障不會對網(wǎng)絡(luò)整體功能造成影響，一方面可以提高傳輸?shù)某晒β剩硪环矫嬉脖苊庹加眠^多的網(wǎng)絡(luò)帶寬和主站接口。

（四）接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分析

接入網(wǎng)位于子站和采集終端設(shè)備之間，負責(zé)將終端的數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶诱旧?，接入網(wǎng)可以滿足雙工通信的需求。盡管單個采集終端上傳的數(shù)據(jù)量很小，然而接入層中接入了大量的其它采集終端，無論是在形式上還是邏輯上都比較復(fù)雜，且數(shù)據(jù)匯集后也會給傳輸設(shè)備造成嚴重的壓力。在智能電網(wǎng)中，接入網(wǎng)既可采用全光纖接入，也可以采用部分光纖接入，其中全光纖接入是未來的方向。配電網(wǎng)接入層采用EPON架構(gòu)，與現(xiàn)場的開閉所和各型光纖相連，并且終端與終端之間也建立數(shù)據(jù)通信，通過以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

三、結(jié)語

隨著電力系統(tǒng)可視化的發(fā)展，電力通信網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的可視化也成為了發(fā)展的重點。本文基于增強現(xiàn)實技術(shù)的電力通信網(wǎng)絡(luò)參數(shù)全息可視化所研究的可視化電力通信網(wǎng)絡(luò)，可以直觀的表現(xiàn)參數(shù)值，幫助電力部門實時分析參數(shù)變化，讓電力運行部門掌控全局電力運行狀態(tài)，增強了操作人員對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)的掌控能力，減小了電力事故發(fā)生的可能性，在大電網(wǎng)監(jiān)控上有著重大的發(fā)展意義。

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