探析無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用

楊衛(wèi)東

摘 ?要：在科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的大力推動下，我國的電力行業(yè)也迎來了高速發(fā)展。在電力生產(chǎn)中，利用配網(wǎng)自動化將管理、生產(chǎn)、計(jì)算和監(jiān)控有機(jī)地整合。因此，本文對無光源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用加以探析，從而為具體的生產(chǎn)工作提供理論支持。

關(guān)鍵詞：無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù);配網(wǎng)自動化

引言：

在科技和國民經(jīng)濟(jì)的雙層推動下，我國的電力行業(yè)走上了發(fā)展的快車道，配網(wǎng)自動化在電力系統(tǒng)中有著十分重要的地位。而無光源網(wǎng)在配網(wǎng)自動化中有著強(qiáng)大的優(yōu)勢。同時(shí)配網(wǎng)自動化，還可以為控制成本、提高工作質(zhì)量提供很大幫助。

一、配網(wǎng)自動化的現(xiàn)狀

在電力企業(yè)投入信息化建設(shè)的同時(shí)，我國的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)也在不斷進(jìn)步，為電力企業(yè)的配網(wǎng)自動化提供了技術(shù)支持?？梢詫υ谶\(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生的一系列突發(fā)事件進(jìn)行及時(shí)操作。這使電力調(diào)度和運(yùn)轉(zhuǎn)速度都得到了巨大的提升。但在其高速發(fā)展的同時(shí)，也會有問題產(chǎn)生。其中有歷史遺留因素，也有人為原因。

首先，我國在改革開放之后，才漸漸地投入電網(wǎng)的工程建設(shè)，再加上我國疆域遼闊，基礎(chǔ)設(shè)施的配備需要大量的人力、物流、財(cái)力做后盾。由于起步晚、任務(wù)重我國的配網(wǎng)自動化進(jìn)程就遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方國家。人們的生活水準(zhǔn)因此被降低，國家經(jīng)濟(jì)也備受影響。這些問題也會隨著我國電力企業(yè)的發(fā)展而日益嚴(yán)重，所以應(yīng)加快對陳舊配電網(wǎng)的改進(jìn)工程。

其次，電力是國家以商品的形式出售給普通百姓，來提高國家財(cái)政收入的。所以在保證價(jià)值的同時(shí)，使用價(jià)值也絕不能打折扣，必須滿足百姓的日常生活需求。這就不僅要保證持續(xù)供電，更要嚴(yán)格把控電能的質(zhì)量，將其危險(xiǎn)性降到最低。

最后，為扶持我國剛剛起步的配電自動化，要重點(diǎn)關(guān)注配電建設(shè)的實(shí)際進(jìn)展情況;為保證配電自動化順利開展，要使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理化。因?yàn)?，目前電力設(shè)備已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶，對電量的需求也日益增大，配網(wǎng)調(diào)度的工作量與日俱增，信息化為此提供了有力支持。

提高自動化與電網(wǎng)改造是必須同時(shí)進(jìn)行的，二者無法分割。也因此配電自動化為電力企業(yè)帶來了曙光，合理利用自動化，不僅可以提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，還可以使電網(wǎng)質(zhì)量產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。

二、無源光網(wǎng)絡(luò)在配網(wǎng)自動化的應(yīng)用

當(dāng)前，無光源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分為寬帶網(wǎng)和以太網(wǎng)兩種。兩種技術(shù)各有千秋，雖存在競爭關(guān)系但也有互補(bǔ)性，下面對二者的具體應(yīng)用進(jìn)行分析：

（一）GPON技術(shù)的應(yīng)用

GPON建立在無源光網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，在二十世紀(jì)初被首次提出，并在2004年實(shí)現(xiàn)的寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)，后被電力企業(yè)應(yīng)用在配電的組網(wǎng)中。

首先，是關(guān)于寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)信息。在分析數(shù)據(jù)端反饋的信息得知，通常情況下大數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)在變電端，而是穿梭于上、下級調(diào)度中;對光纖網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性調(diào)查得知，無論是高級光纜還是次一級光纜，外力破壞都在逐漸增強(qiáng)。因此，為解決光纖跳接點(diǎn)和可靠性成反比的問題，寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)使用“中心層至聚集層至接入層”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)為提升中心層和聚集層的安全、穩(wěn)定性及可維修性，可以在有條件的中心層、聚集層使用環(huán)保護(hù)[1]。

其次，是關(guān)于寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式。在寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常在運(yùn)行狀況較好地調(diào)配中心和變電站的機(jī)房安裝相對較大的光線路終端設(shè)備[2]。相對小的光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備，被使用在自動化配電通訊控制終端箱內(nèi)，對通訊終端的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行整合，并集中輸入到變電機(jī)房中，再由無源光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到配電主站及配電自動化系統(tǒng)中。通過優(yōu)化，組網(wǎng)的范圍增大了，距離加長了。除此之外，利用網(wǎng)狀環(huán)等多種保護(hù)方式增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性、減弱了系統(tǒng)的危險(xiǎn)系數(shù)、降低了系統(tǒng)維修難度。

最后，鄂爾多斯地區(qū)的電力公司，采用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的服務(wù)器接入光線路終端的方式，這樣跳過了終端服務(wù)器。這樣可以最大程度地降低故障概率，保障系統(tǒng)的傳輸速度和安全指數(shù)。

（二）EPON技術(shù)的應(yīng)用

在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，采用一機(jī)控制多機(jī)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)相互傳輸?shù)墓饫w技術(shù)。

1.有線通信

有線通信是利用電線作為媒介進(jìn)行信息傳遞的通訊方式（例如：座機(jī)電話、臺式電腦等），現(xiàn)有的電線就能完成對信號的承載以及擴(kuò)充功能，然后用合成器匯集到直流或交流電線上[3]。有線通訊的好處是使用便捷、維修簡單、造價(jià)低廉，但也有電線間斷性噪音、信號弱、線阻波動大、規(guī)模受限等問題，只能在對時(shí)效性、安全系數(shù)要求不高的系統(tǒng)中使用。

2.光通信

電網(wǎng)系統(tǒng)通訊的主流就是光通訊，在電力傳送的中樞系統(tǒng)中被大量使用。但是，它也是優(yōu)缺點(diǎn)并存的，優(yōu)點(diǎn)是信息傳輸質(zhì)量高、速度快，安全性高，不易受到電磁波動的影響;缺點(diǎn)是在使用中有特定的環(huán)境需求，基礎(chǔ)建設(shè)難度大，花費(fèi)多，這使光通訊全面配備在電網(wǎng)自動化系統(tǒng)困難重重。

3.工業(yè)級以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)

工業(yè)級以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)，是通過在配電系統(tǒng)中的各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置工業(yè)級交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。工業(yè)級以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)雖然具備較高的帶寬、安全的保護(hù)系統(tǒng)以及IP趨勢化的優(yōu)點(diǎn)，但是它對光纖的走向有著極高的要求，根本無法達(dá)到對電網(wǎng)的總體控制、擴(kuò)充等要求。

4.光貓通信

光貓通訊就是利用光貓盒子將網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行伸展、延長，以此來連接配備自動化的終端。其好處是可以大量串聯(lián)自動化終端、系統(tǒng)簡單、造價(jià)低廉、使用靈活，但是仍有無法實(shí)現(xiàn)母站對子站的統(tǒng)一監(jiān)管、效率低、信息承載量低、信號不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。

5.移動數(shù)據(jù)通訊業(yè)務(wù)

移動數(shù)據(jù)是指與移動公司合作，通過租借的方式，利用運(yùn)營商的資源組建電力系統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)，不需要電力企業(yè)投入基礎(chǔ)建設(shè)，而且使用特別靈活，但是其傳輸速率較低，最高也只能達(dá)到114千比特率，無法滿足系統(tǒng)終端的使用需求，時(shí)效性和延展性較差，適合信息采集和遙測，但無法滿足主站的傳輸要求。

（三）產(chǎn)品及市場前景對比

目前為止無源光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被國際市場普遍接受，并投入使用，但是其中大部分都是以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)的市場占比相對較少。

第一，因?yàn)橐蕴W(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)之間的連接更為緊密，故而具有一定優(yōu)勢。除此之外，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)要早于寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)，這就決定了太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品更加成熟，而寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)還不能完全按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)。

第二，光模塊是兩種產(chǎn)品都不可忽視的一個(gè)重大因素。目前，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光模塊發(fā)送和接收都相對穩(wěn)定，而且生產(chǎn)量穩(wěn)定。而寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，現(xiàn)如今的生產(chǎn)水平不夠，寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也因此受到了制約。

第三，無論是在芯片制作還是光模塊的運(yùn)行要求上，寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)都有極高的要求。寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)的成本價(jià)格也因此遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)，制約了其批量生產(chǎn)。

第四，寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)都具有自身優(yōu)勢，寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)是近幾年提出的技術(shù)，在功能上更具多樣性。但是以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)具有造價(jià)低、技術(shù)成熟的絕對優(yōu)勢。寬帶無光源網(wǎng)絡(luò)正在快速發(fā)展，在未來兩種技術(shù)可以相輔相成、互補(bǔ)優(yōu)缺。但是就目前來說，需要控制配電自動化的成本，因此經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)仍是首選。

結(jié)束語：

綜上所述，隨著電力市場需求的不斷提高，供電企業(yè)也需要隨之改變。因此，配電企業(yè)的服務(wù)水平因?yàn)槭袌龅男枨蠖掷m(xù)提高，始終保持著配電企業(yè)保持蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，保持這種態(tài)勢也需要配網(wǎng)自動化也能得到持續(xù)改善和發(fā)展。同時(shí)在今后的發(fā)展中，必須對配網(wǎng)智能化中出現(xiàn)的問題做出合理的分類，并給出相對應(yīng)的改進(jìn)對策，唯有如此不斷分析和解決問題，方可最終達(dá)到配網(wǎng)智能化的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]配網(wǎng)故障搶修模式中精益管理探究[J].趙健雄.通訊世界.2017（10）

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