研究光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動化中的應(yīng)用

閻宇

摘要：目前，伴隨我國電力行業(yè)發(fā)展迅速，光纖通信技術(shù)的得到了長足的發(fā)展。經(jīng)過近幾十年來的應(yīng)用，其通信容量大、中繼距離長、保密性能好及適應(yīng)能力強等優(yōu)點，始終為電力通信系統(tǒng)的可靠運行提供著堅強的保障。隨著光纖通信技術(shù)不斷的發(fā)展，將來其光傳送網(wǎng)、切片分組網(wǎng)等新技術(shù)必然能夠在更為廣泛的領(lǐng)域中得到應(yīng)用，使得電力系統(tǒng)調(diào)度的自動化程度有大幅提升。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù);電力調(diào)度;自動化

引言

當(dāng)前電力光纖通信技術(shù)利用已建成的以O(shè)PGW、ADSS光纜為主，其他型式光纜為輔的電力通信網(wǎng)絡(luò)，形成以10Gb/s環(huán)網(wǎng)為核心層，2.5Gb/s環(huán)網(wǎng)為傳輸層和622Mb/s、155Mb/s環(huán)網(wǎng)為接入層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。滿足不斷增加的電力通信業(yè)務(wù)對通信帶寬和傳輸速率的需求，并兼顧了地區(qū)電力通信業(yè)務(wù)遠(yuǎn)期發(fā)展的需要。在這一不斷完善的過程中，為電力調(diào)度自動化不斷升級提供了客觀條件。

1光纖通信技術(shù)簡介

光纖通信技術(shù)就是以光纖作為傳輸?shù)慕橘|(zhì)，在兩個不同的地點之間建立起信息的高速傳遞的一種通信方式。光纖的主要材料是纖芯，外表包裹著包層與涂層，光纖的直徑一般只有幾微米，利用纖芯的折射率與包層折射率不同這一特點，令光信號在纖芯內(nèi)形成完全反射，也就是光信號的傳播。而最外面的涂層則主要負(fù)責(zé)提高光纖線纜的韌性，對于光纖線纜起到保護(hù)作用。當(dāng)要開始進(jìn)行信息傳輸時，首先在發(fā)送端將想要傳輸?shù)男畔⑥D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后將電信號調(diào)制到激光發(fā)射器所發(fā)出的光束上，光束的強度根據(jù)電信號頻率的變化而發(fā)生變化，最后在接收端根據(jù)光束前度的變化情況將光信號復(fù)原為原始的電信號，最終完成信號傳輸工作。

2光纖通信技術(shù)的特點

2.1通信容量較大

通信容量較大是光纖通信技術(shù)最為明顯的特點。在傳統(tǒng)的電線裝置中，若是信息的接受頻率、信息容量不均等，則極有可能使得設(shè)備運行混亂，導(dǎo)致通信信息錯亂現(xiàn)象出現(xiàn)。光纖傳輸寬度較傳統(tǒng)的電纜線、銅線較大，因此能夠容納、傳遞的信息更多，信息傳輸效率明顯提升。隨著光纖通信技術(shù)的進(jìn)步，其發(fā)展也會更科學(xué)、系統(tǒng)，不僅能夠有效避免信息傳遞混亂的現(xiàn)象發(fā)生，還可以實現(xiàn)大容量信息的接收與傳遞。

2.2中繼距離長

光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用，為電網(wǎng)實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合提供了技術(shù)支持和基礎(chǔ)條件。在進(jìn)行大范圍電網(wǎng)建設(shè)的過程中，光纖通信技術(shù)利用隨輸電線路搭建的光纜得以實現(xiàn)，不管是偏遠(yuǎn)地區(qū)還是氣候惡劣地區(qū)，都可以實現(xiàn)調(diào)度自動化、圖像監(jiān)控、遠(yuǎn)程抄表、辦公自動化等業(yè)務(wù)的順暢開展。傳統(tǒng)的電力通信主要采用微波通信方式，由于其帶寬小、易受干擾、傳輸距離短等缺點，無法滿足日益增長的電力業(yè)務(wù)的需求。而光纖通信技術(shù)的運用，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息和電能長距離傳輸?shù)耐瑫r，還可以不受惡劣環(huán)境影響，從而更好的實現(xiàn)電網(wǎng)在偏遠(yuǎn)地區(qū)和地形險峻地區(qū)的搭建和覆蓋。

2.3有較強的保密性能

電波開始傳輸后，電磁能量會發(fā)生向外擴散的狀況，而這就會使得電磁波發(fā)生泄露，不少電子設(shè)備均有此類問題，但是泄露程度存在差異，這種電磁現(xiàn)象是難以真正擺脫的。在發(fā)生電磁泄露時，信息也會同時外泄，這樣就會導(dǎo)致信息安全受到影響，一旦發(fā)生了關(guān)鍵信息外泄的情況，后果將是難以預(yù)估的。采用光纖傳輸?shù)姆绞剑梢源_保光波不會離開光纖，光信號在發(fā)出后只能夠在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，不會產(chǎn)生偏離，這樣就可使得被竊聽的機會大幅減小，保密目標(biāo)也就能夠達(dá)成。

3電力系統(tǒng)自動化中光纖通信技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1電力系統(tǒng)通信

在整個社會信息化程度越來越高的背景下，人們對于通信的要求也越來越高，日常的工作以及生活都離不開高速的信息傳遞。特別是對于一些提供基礎(chǔ)服務(wù)的關(guān)鍵部門，對于信息傳遞的效率以及可靠性更是有著嚴(yán)格的要求。當(dāng)前電力系統(tǒng)通信以SDH技術(shù)體制方式為主，它是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、有統(tǒng)一的頻率同步網(wǎng)及通信網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合性網(wǎng)絡(luò)。它通過以O(shè)PGW、ADSS光纜為主，其他型式光纜為輔的電力通信網(wǎng)絡(luò)，組建A、B網(wǎng)兩個平面，覆蓋地調(diào)、地市通信第二匯聚點、所屬縣公司、35kV及以上變電站等，通過設(shè)備雙重化配置分別滿足電網(wǎng)生產(chǎn)實時控制業(yè)務(wù)的可靠傳送需求。隨著近幾年來電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)生產(chǎn)IP化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及管理業(yè)務(wù)大帶寬傳送的需要日益彰顯，具有智能化、多樣化、生態(tài)化特征的泛在物聯(lián)網(wǎng)將與智能電網(wǎng)融合發(fā)展，將形成強大平臺型、樞紐型、共享型平臺，共同構(gòu)成能源流、數(shù)據(jù)流合一的能源互聯(lián)網(wǎng)。

3.2在保護(hù)輸電線路的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，無論是對于復(fù)雜供電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度還是保證繼電工作的平穩(wěn)運行，都需要快捷且準(zhǔn)確的信號傳輸作為技術(shù)支撐。因此，需要借助光纖通信技術(shù)對輸電線路進(jìn)行有效的保護(hù)。一旦供電系統(tǒng)受到一些因素的影響而發(fā)生了故障，為了保證電力的正常供應(yīng)，相關(guān)的維修人員必須要在第一時間對故障進(jìn)行處理，一方面是要迅速判斷出故障發(fā)生的具體位置，另一方面是要詳細(xì)了解故障發(fā)生的原因，并且做好維修的準(zhǔn)備工作，通過快速的處理來保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。想要做到這種快速反應(yīng)，就離不開光纖通信技術(shù)，無論是故障報告的發(fā)送還是故障預(yù)警，都需要借助快捷且穩(wěn)定的光纖技術(shù)進(jìn)行信號傳遞。除了這種快速響應(yīng)機制外，運用全線速動縱聯(lián)保護(hù)模式也能夠?qū)﹄娏W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的保護(hù)。這種保護(hù)所能發(fā)揮的效果直接影響到了高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定性，是電力工作中非常重要的一種保護(hù)手段。如果高壓線路發(fā)生故障，那么安裝在高壓線兩端的縱連保護(hù)設(shè)備就可以借助于交換信息的方式來迅速確定故障的大致地點，并做出相應(yīng)的反應(yīng)，而光纖線纜抗干擾能力強、信息容量大的特點，十分適用應(yīng)用于全線速動縱聯(lián)保護(hù)模式中。

3.3特種電力光纜的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，架設(shè)在電力線路上的光纜主要有兩種，一種是全介質(zhì)自承式光纜（ADSS），由于其采用絕緣材質(zhì)、重量輕、施工方便、不會對鐵塔造成較大影響的特點，在前期得到廣泛的應(yīng)用。但由于其外護(hù)套原料憎水性能不理想，容易形成電腐蝕，斷纖、斷股的事故時有發(fā)生，給線路帶來了潛在的隱患。另一種是光纖架空復(fù)合地線光纜（OPGW），它是將通信光纜和高壓輸電線路上的架空地線合為一體，它除了具有架空地線的功能外，還具有通信容量大、不受強電干擾，不易受外力破壞、安全可靠，在電力線路中優(yōu)先得到使用。但由于其雷擊易損傷及老線路無法加掛等因素，制約著OPGW光纜在電網(wǎng)中的覆蓋率。隨著近年來發(fā)展，一種新型光纜也逐步在電力線路中得到應(yīng)用，即光纖復(fù)合相線光纜（OPPC）， 它是將光纖單元復(fù)合在相線中的光纜，具有相線和通信的雙重工程，適用于各種電壓等級。它克服了OPGW和ADSS光纜的不足，即避免了因電腐蝕造成斷纖、斷股的嚴(yán)重事故，又滿足了老舊線路的架設(shè)光纜條件。但因其價格昂貴、維護(hù)成本較高及施工難度大沒有得到廣泛的應(yīng)用。

結(jié)語

由上可知，為了使得電力網(wǎng)絡(luò)真正實現(xiàn)有序發(fā)展，其調(diào)動的自動化是繞不開的一項工作。調(diào)度的高度自動化不僅可以優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，而且可以對電力保護(hù)以及運行管理進(jìn)行升級，從而提高電力供應(yīng)的整體水平。要想提高調(diào)度的自動化程度，就離不開光纖通信技術(shù)的幫助，借助其強大的抗干擾能力以及迅捷的傳輸速度，可保證調(diào)度自動化工作的穩(wěn)步進(jìn)行。

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