(广东电网有限责任公司佛山供电局 广东佛山 528000)
摘要:经济在快速发展,社会在不断进步,综合国力显著加强,配网自动化系统中通信系统的应用主要是以实时监测功能的实现为主,通过通信系统的利用能够构建起完善的“三摇”功能,实际意义非常重要。鉴于此,充分保障通信系统安全性和可靠性,能够为配网自动化的实现提供基本保障。
关键词:配网;通信;安全防护
引言
配电网是电网体系中的重要组成部分,在电力分配环节起到了关键作用。电网的压力首先体现为配电网的压力,因此配电网的质量在很大程度上决定了电网的供电可靠性。近年来,为了全面提升配电网性能,配网自动化技术开始广泛推行,但传统配电网的智能化改造并非易事。实践表明,EPON技术作为当前较为先进的通信技术之一,可以为配网自动化的实现提供通信保障。
1目标和意义
与配电主网相比,配电网与千家万户、企业、工厂等直接联系,具有种类繁多的生产数据采集设备、安装地点分布区域广、在线数据实时性强、信息数据互动频率高、数据传输网络复杂等特点,尤其近年来更新换代的新设备使用在配网自动化系统中,随之而来的新技术会带来意想不到的安全隐患和风险。针对目前配网自动化安全防护存在的问题和要求,开展电网自动化安全防护的研究意义重大。配网自动化安全防护的目标:落实国家电网公司自动化安全防护的要求,完成配网自动化安全防护措施和技术升级,加强配网自动化安全防护相关建设,提高配网运行中安全防护能力,提高配网自动化安全自主防护抵御能力。降低信息传输、设备终端、配网自动化技术服务等方面的安全风险因素,确保配电网传输数据真实、完整、保密、安全等特性。
2配网自动化安全防护技术
2.1配网终端
在建设配网自动化过程中,无需大范围的改造配网一次网架结构。此时,对配网自动化的基本要求为:围绕遥信,回传城区电缆网故障指示器所发出的信号,将故障排查时间予以最大程度缩短;另外,发挥遥测的辅助作用,对一些核心性的变压器运行负荷进行实时监测。而对于配电终端来讲,其在具体功能上,应包含如下部分:对各类故障指示器的接入给予支持;监测各环节的运行状态,如馈线运行、采集电压与电流量、开关状态等;检测、判别故障的功能,并且主动上传故障信息至主站;能够同时支持多种形式的通信模块,比如DNP3.0、DL/T634.5101-2002等;除此之外,还有支持补充上传历史数据,通信中断或者失电后,能够长时间保存数据。
2.2主站与变电站的通信
配电网的功能决定了其颁布范围十分广泛,在通信有很大的困难,尤其是主站与各变电站之间,几公里甚至几十公里的距离使光纤的布设成为实施的难点。而实际上,城市在建设过程中往往已经布置了大量的光纤,并且具有充分的带宽余量,这将成为主站与变电站之间超长距离通信的物理媒介。一般来说,只要城市SDH骨干传输网的性能指标符合配电网的实际需求,就可以直接采用城市现有光纤作为骨干网。但城市的发展速度是惊人的,在未来一段时期内,当前的光纤资源可能会用尽,因此有必要重新增加一个骨干传输网。对于配电网的骨干传输网而言,光线路终端与路由器是由网串口连接的,这意味着其传输距离不能太远,实际上这也是符合绝大部分现场情况的。但路由器与核心交换机之间不是网线,而是光纤,由于光纤的传输损耗很低,因此其传输距离是足够长的。光纤的应用使得主站通信的长距离通信问题得到了很好的解决,也是EPON技术可以广泛应用于配电网自动化系统的基础。
2.3线程池
应用程序在运行时会出现多个进程,且每个进程中同时存在多个线程,线程采取接到命令时立即创建线程,执行完任务后立即销毁线程的方式工作。这种模式存在线程占用系统内存多,任务或命令多时,线程数据过多,影响程序正常运行速度。线程池的开发可以避免线程运行方式产生的缺陷。线程池工作模式是创建最小数量得线程,并使其处于空闲等待命令状态。当接收命令时,线程池选择合适的空闲线程,并要求其合理处理,任务处理完成后不退出,继续等待下一次命令。这种工作模式占用系统资源少,不浪费CPU。如何高效管理好线程池?程序通常参考任务、空闲线程数、总线程数等参数来选择,一个线程池有多个等待操作状态,当一个等待操作完成时,线程池辅助线程会执行回调函数。编程人员值需要把精力放在处理应用程序上面,不需要理会线程池的管理工作。
2.4光纤通信技术
光纤通信模式下主要是利用光纤和光波来作为传输介质和载波。与传统通信方式相比,光纤通信方式下通信容量更大,信息传输过程中实际产生的传输损耗也更低,且传输带宽更大。当前,在实际应用中,光纤通信网络主要有有源光网络和无源光网络两种类型。无源光网络技术在实际应用过程中取消了有源激光发生器,因此这种技术与有源光网络技术相比,在实际应用成本方面更低,后期网络维护更加便捷,业务开展也更具透明性,版本升级也更加容易。
2.5EPON通信协议
EPON技术可以理解为是一种宽带综合接入网络技术,按照网络分层协议,可以将EPON划分到ISO/IECOSI第二层协议,EPON的通信协议的依据标准为IEEE802.3。EPON技术采用以下方式实现信息通信,在链路层中,其采用以太网通信方式,在物理层中,其采用PON技术,借助于PON的拓扑架构进行接入以太网,采用100BASE的以太PHY,通过MAC控制命令来实现优化、控制各光网络单元(ONU)、光线路终端(OLT)之间突发的数据通信以及实时的TDM通信,从而实现网络信息的交互。在EPON网络中,在不同的ONU接入系统中,其大部分是采用时分的方式,使OLT和ONU在通信过程中实现信息同步。在MAC控制子层中,通过MPCP通信消息、状态机、定时器来控制、访问P2MP的拓扑架构,进而实现OUN发送的时隙分配、动态带宽分配等。在通信过程中,EPON按照IEEE802.3协议的规定,使得包长可以变至高达1518字节来进行传送数据。在通信协议的第二层中,EPON借助于TDM,使用健全的以太技术/全双工技术,使光信息数据精确地传输到用户终端。通过该通信协议,组网容易、可靠性强、实时性高。
2.6无线专网通信技术
在OFDM技术的基础上逐步地发展出了无线专用通信网络。文章的研究过程中主要以TD-LTE为主来介绍其具体特征。LTE主要是一种在系统上行过程中所采用的技术,OFDMA则主要是应用在系统下行过程中,LTE主要是通过3GPP组织所实际制定的UMTS技术标准进步长期的发展后演化形成。LTE还采用了多输入多输出等关键技术,从而使得LTE的传输速率显著提升,同时也能够使整个系统频谱效率得以提升。频谱的分配也更具灵活性,整个系统容量得到了进一步扩充,并且系统覆盖性能也得到明显提升。
结语
配网自动化技术在当前的电网建设中具有重要地位,也是未来一段时间内电网建设的重中之重。作为自动化核心技术之一的通信技术,是实现配网自动化的重要基础。随着通信技术的进步,EPON技术本身也在不断的发展之中,甚至在未来会被更加先进的通信技术所取代。但在可预见的未来内,EPON可以为配电网的实现提供强大的通信技术支撑。
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