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

劉卓禹

【摘要】在人們生活水平不斷提升的背景下，用電需求量逐漸增加，如何保證電力供應(yīng)的安全穩(wěn)定性，已經(jīng)成為電力企業(yè)急需解決的問題之一。為了滿足電力系統(tǒng)的運行需求，保護電力系統(tǒng)的調(diào)度自動化具有至關(guān)重要的作用。相比于傳統(tǒng)通信技術(shù)，光纖技術(shù)具有的傳輸效率比較高，更能滿足電力系統(tǒng)的調(diào)度要求。本文首先分析光纖通信技術(shù)的特征，其次探討其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，以期對相關(guān)研究具有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】光纖通信技術(shù);電力系統(tǒng)調(diào)度;自動化

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.24.002

光纖通信技術(shù)不但具有較高的可靠性，而且信息傳輸效率比較高，這些特征使其運用在電力系統(tǒng)時，可以更為高效、更加穩(wěn)定的進行通信服務(wù)，能夠為電力系統(tǒng)的正常運行提供保障。優(yōu)化發(fā)展光纖通信技術(shù)，可以使其在電力系統(tǒng)自動化調(diào)度上更加充分的發(fā)揮出使用價值。

1. 光纖通信技術(shù)的特征

1.1 傳輸容量比較大，傳輸距離比較遠

光纖通信系統(tǒng)所使用的光纖傳輸頻帶比較寬，相比于經(jīng)常使用的銅線以及普通電纜線而言更大，這決定了其具有比銅線、電纜線更多的信息傳輸容量。除此之外，光纖通電系統(tǒng)具有的傳輸容量實際上還和其調(diào)制形式具有一定的關(guān)聯(lián)，特殊的調(diào)制方式也使其具備比較大的傳輸容量。與此同時，光纖銅線在信號傳輸?shù)乃p度比較小，光纜系統(tǒng)中并不具備比較繁雜的中纜設(shè)計，因此其能夠傳輸?shù)木嚯x相對比較遠，在一定程度上提升了人們通信時的便捷性。

1.2 抗電磁干抗力比驕傲強，傳輸質(zhì)量比較高

光纖具備比較強的抗干擾效果，主要原因是光纖使用具有絕緣性質(zhì)的材料石英加工制作而成，石英材料具有比較強的絕緣能力，且具有較好的抗腐蝕效果和較強的安全穩(wěn)定性。由于其具有良好的絕緣效果，能夠避免受到自然雷電現(xiàn)象的影響，還可以防止太陽黑子運動對其產(chǎn)生干擾，這些特殊性質(zhì)使其在應(yīng)用到電力系統(tǒng)調(diào)度工作中具有較好的穩(wěn)固性以及可靠性，可以確保電力通信系統(tǒng)的正常使用。

傳統(tǒng)形式的電力通信在使用過程中，經(jīng)常會受到電磁干擾，處理起來比較困難，使用起來比較不方便，而光纖通信并不會受到電話信號的影響，因此信號傳輸?shù)膶嶋H質(zhì)量能夠獲得更加充分的保證，便于人們正常運用，為人們的遠距離交流提供了較大的便利性。

1.3 保密性能比較好

在電波傳輸期間容易受到電磁擴散的影響而出現(xiàn)泄露電磁波現(xiàn)象，部分電子設(shè)備具有泄露電磁的隱患，只是在泄露程度上存在細微的差異。電磁泄漏的出現(xiàn)可能會造成電子設(shè)備傳輸?shù)男畔⒈淮竺娣e泄露，使得傳輸信息的安全性難以獲得充足的保障，將會使需要信息保密的使用者承受泄露信息的威脅，而光纖傳輸中的傳輸光波并不能移動到光纖之外活動，其所射出的光信號始終位于光波導(dǎo)架構(gòu)內(nèi)，難以出現(xiàn)偏離現(xiàn)象，因此使用光纖技術(shù)，很難被竊聽，能夠有效提升信號傳輸?shù)谋Ｃ苄阅堋?/p>

2. 光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化調(diào)度中的應(yīng)用

由于光纖通信技術(shù)的信息傳播速度比較快、傳播距離比較遠，傳輸容量比較大，傳輸質(zhì)量比較高的優(yōu)勢，將其運用到電力系統(tǒng)自動化調(diào)度之中，將會給電力生產(chǎn)部門、電力管理部門帶來更多的便捷性。光纖通信是一類比較先進的通信技術(shù)，不但可以有效提升電力部門的工作效率，還可以提升電力信息的安全性，因此其在電力系統(tǒng)的自動化調(diào)度中具有更加重要的地位。

2.1 光纖通信保護輸電線路

很多供電企業(yè)對于電網(wǎng)的安全可靠性提出了更加嚴格的要求，特別是一些為煤礦企業(yè)供電的企業(yè)，對于繼電保護能力提出了較高的要求，需要供電企業(yè)提高繼電保護的速度，這需要供電單位在發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后立即切斷線路，防止出現(xiàn)繼電保護裝置拒動問題對用電者產(chǎn)生威脅，這就意味著供電企業(yè)需要確保高壓電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。在高壓線路上使用縱聯(lián)保護，并運用光纖通信保護輸電線路，能夠更加及時的判斷出電力故障的具體類型，為電力工作者預(yù)警，工作人員能夠快速思考解決方式，有針對性的處理故障。

2.2 光纖通信在電力系統(tǒng)自動化調(diào)度中的其他應(yīng)用

為了能夠進一步健全電力系統(tǒng)自動化調(diào)度，需要使用一些智能手段監(jiān)測調(diào)度問題，如視頻監(jiān)控等。在使用光纖通信之后，可以使電力調(diào)度系統(tǒng)在通信層面獲得安全穩(wěn)固、可靠的技術(shù)支持，從而進一步健全電力調(diào)度系統(tǒng)。

2.3 有效保護電力系統(tǒng)的自動化運行調(diào)度

為了使電力系統(tǒng)的調(diào)度能夠維持在正常運行狀態(tài)，使用光纖通信技術(shù)，能夠提升電力調(diào)度的安全穩(wěn)定性，使得電網(wǎng)在智能調(diào)度方面已經(jīng)獲得了顯著提高，光纖網(wǎng)絡(luò)主要是將環(huán)型光纖和樹型光纖結(jié)合在一起，并借助計算機技術(shù)使其完成信息對接，能夠有效提升電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的傳輸速率。為了確保光纖設(shè)備在使用過程中不會出現(xiàn)故障，正常情況下，在設(shè)計電力系統(tǒng)調(diào)度時，通常會運用雙光纖環(huán)路網(wǎng)，一旦電力調(diào)度中出現(xiàn)故障，收發(fā)器可以自行處理，使之重新生成光纖傳輸路徑，從而保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

3? 光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢和不足

光纖通信技術(shù)具有的實際通信容量比較大，傳輸距離比較遠，僅一根普通的光纖，其具有的潛在帶寬即能夠達到20太赫茲，僅需不到1秒的時間，即可以完成大量的文字資料傳輸，其具有的損耗率遠低于其他媒介，其傳輸距離可以輕松達到上百公里。光纖傳輸并不會生成較強的信號干擾，具有良好的信息保密效果，可以抵御電磁干擾。與此同時，光纖在規(guī)格尺寸上比較小，自身重量比較輕，便于鋪設(shè)和運輸。光線材料的原材料比較豐富，且在使用過程中不具有輻射，其具有非常強的適應(yīng)能力，實際使用期限比較長。

光纖傳輸?shù)牟蛔阒幨琴|(zhì)地比較差，實際強度比較低，容易出現(xiàn)損壞問題。在切斷和連接光纖時，均需要運用特殊技術(shù)、特殊設(shè)備、特殊工具方可操作，光纖在分路以及耦合性質(zhì)上缺乏靈活性、光纖的可彎曲半徑通?？梢猿?0米，若是可彎曲半徑過于小，將會直接影響光纖傳輸?shù)膶嶋H質(zhì)量。

4. 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢與實現(xiàn)

4.1 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

光纖通信技術(shù)的工作原理：在信息發(fā)送端口將需要傳輸?shù)男畔⑥D(zhuǎn)換成為電信號，再將其調(diào)制到激光束之中，保證光的強度能夠伴隨電信號本身的幅度以及頻率進行更改，然后借助光纖發(fā)射信號，接收端口的檢測設(shè)備在接收光信號以后，需要將光信號再轉(zhuǎn)換為電信號，最后運用解調(diào)處理，恢復(fù)原本的信息。在信息技術(shù)發(fā)展水平不斷提升的背景下，光纖傳輸效率不斷上升，光纖技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)中獲得了廣泛運用，為實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化目標打下了堅實的基礎(chǔ)。

4.2 光纖通信在電力系統(tǒng)的優(yōu)勢

電力系統(tǒng)會運用到很多通信設(shè)備，各種通信設(shè)備使用的傳輸方式呈現(xiàn)出多樣化的狀態(tài)，這導(dǎo)致電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜?；谶@種情況下，將光纖通信技術(shù)運用在電力系統(tǒng)之中，能夠簡化通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。

盡管在電力通信系統(tǒng)的運行過程中，信息傳輸量比較少，但是通信網(wǎng)需要具有實用性較高的要求，引入光纖通信，能夠保證通信實用性水平處于滿足標準要求的范圍內(nèi)。與此同時，在進行電力系統(tǒng)的調(diào)度自動化建設(shè)過程中，使用光纖技術(shù)可以提升通信系統(tǒng)具有的安全穩(wěn)定性以及靈活性。

4.3 技術(shù)應(yīng)用

當前社會對于電力系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的依賴性逐漸升高，對于自動化調(diào)度的依賴程度也在不斷上升，在工作細節(jié)問題以及日常生活中都需要使用電力通信，使得電力通信業(yè)務(wù)水平逐漸提升，光纖通信在自動化調(diào)度中的應(yīng)用也越來越廣泛。在電力通信系統(tǒng)中使用光纖通信技術(shù)，能夠切實滿足電力系統(tǒng)的運行要求、改造需要、發(fā)展需求。

光纖通信對于電力系統(tǒng)運行期間的信息收集和傳輸具有較為重要的作用，在使用雙光纖組網(wǎng)方法后，能夠有效提升電力工作者的信息采集效率，從而確保電力傳輸能力，其依照光纖傳輸?shù)慕M網(wǎng)構(gòu)造可以將其劃分為：星型光纖構(gòu)造、環(huán)型光纖構(gòu)造、樹型光纖構(gòu)造、網(wǎng)型光纖構(gòu)造。如若電力系統(tǒng)的電纜節(jié)點出現(xiàn)問題，工作人員可以在節(jié)點兩側(cè)區(qū)域使用轉(zhuǎn)換設(shè)施創(chuàng)建新路徑，確保自動化調(diào)度能夠保持實時和連續(xù)的狀態(tài)。

對于微機管控系統(tǒng)而言，其在輸出信號上主要是以電信號為主要內(nèi)容，但是在光纖系統(tǒng)中，其使用的傳輸信號通常是光信號。為了能夠使光纖對微機系統(tǒng)實施信號傳輸，需要先將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，完成這一信號轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元素是光源，又被稱之為光電轉(zhuǎn)換裝置。首先工作人員需要使用光電轉(zhuǎn)換裝置將電信號轉(zhuǎn)換光成光信號，并向光纖系統(tǒng)發(fā)送已經(jīng)完成轉(zhuǎn)換處理的光信號，在電力系統(tǒng)的自動化調(diào)度通信之中，運用的光纖光源種類比較多，比如說：半導(dǎo)體光源、白熾燈以及激光器。半導(dǎo)體光源實際上是利用PN結(jié)實施電能轉(zhuǎn)換處理，使其成為光能，半導(dǎo)體光源具有的體積比較小，構(gòu)造結(jié)構(gòu)比較簡單，比較容易相容，因此在調(diào)度自動化中獲得了大量應(yīng)用。

電力通信實際上即是將電力系統(tǒng)的自動化控制、商業(yè)化運營管理和電力現(xiàn)代化服務(wù)集中在一起，其是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定管控系統(tǒng)和自動化調(diào)度建設(shè)正常運行的重要基礎(chǔ)，是電力市場進行商業(yè)運營的主要保障。光纖通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，在初期階段僅是應(yīng)用在鋪設(shè)普通電纜上，近些年為了能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離、跨區(qū)輸送電力能源，電力系統(tǒng)的建設(shè)幾乎遍布所有高壓輸配電線路上，為了能夠滿足居民的用電需求，又鋪設(shè)了縱橫交錯的輸配電桿路，并使用了光纖通信技術(shù)，使得電力系統(tǒng)處于更加穩(wěn)定的狀態(tài)，在一定程度上降低出現(xiàn)大面積停電現(xiàn)象的概率，為居民、工作單位等各個用電場所提供了用電安全穩(wěn)定性。

結(jié)論：電力系統(tǒng)調(diào)度的自動化建設(shè)滿足現(xiàn)代化社會的發(fā)展潮流，基于當前自動化的大背景下，電網(wǎng)調(diào)度進行自動化發(fā)展，能夠促使配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化處理。在電力系統(tǒng)調(diào)度過程中使用自動化技術(shù)，能夠使人們檢測到電網(wǎng)數(shù)據(jù)的具體情況，使管控電網(wǎng)以及維護電網(wǎng)具有更高的實效性，能夠進一步提升電能傳輸?shù)馁|(zhì)量，從而充分發(fā)揮出光纖通信的優(yōu)勢。

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