EPON技术在配电自动化领域中的应用研究

发表时间:2021/8/6   来源:《中国电业》2021年四月10期   作者:李佳琳1,韩驰2
[导读] 在智能电网理念全面推广中,我国针对配电自动化对通信系统提出的要求
        李佳琳1,韩驰2
        国网辽宁省电力有限公司抚顺供电公司1
        辽宁工业大学2
        854498833@qq.com1
        摘要:在智能电网理念全面推广中,我国针对配电自动化对通信系统提出的要求,开始全面探讨如何进行建设管理工作。本文在介绍分析EPON技术的基础上,明确了配电自动化对通信系统的各项要求,并对EPON组网方案设计进行了深入探讨,以此在展现技术优势的同时,优化配电网通信系统运行质量。
关键词:EPON技术;配电自动化;通信系统;单环形;手拉手形
        0引言:配电自动化系统的运行管理功能都是以系统信息化为核心提出的,因此在实践发展中稳定且有效的通信系统是实现配电自动化的前提条件。通过利用优质的通信方式将主站系统的控制命令传递到远方配电终端,并将从终端获取的数据信息传递到主站系统,这样就能对整体配电网实施监管。由于系统内部结构复杂,包含设备数量较多,所以如何科学设计通信系统直接决定了配电自动化运行效果。
1.EPON技术理念
        EPON作为一种运用点到多点结构的单纤双向光接入网络,构成系统包含局端的光线路终端(OLT)、用户端的光网络单元(ONU)、光分配网络(ODN)这三方面内容。以OLT为例,其作为光接入网所设计的网络侧与业务节点之间的接口,可以经过一个或多个ODN与用户侧的ONU进行通信[1]。ODN利用多个无源、光缆等构成了配线网和光馈线,其主要用于进行光信号的功率分配合成。同时,在OLT和ONU之中可以进行光传输。ONU作为系统中接入网获取用户侧的接口,可以进行光到电再到光的转换过程,进而完成各类业务的接入[1]。
2.基于配电自动化的通信系统运行要求
        从实践角度来看,配电自动化系统主要分为三方面内容:第一,配电的主站;第二,配电的子站;第三,配电的终端。通常来讲,配电主站要放在局大楼,子站就是各类电压等级的变电站,配电的终端处在配电线路上的一次设备区域。和配电自动化系统架构相对应的通信系统主要分为两方面,一方面从配电的主站到子站属于骨干传输层,另一方面,从配电的子站到终端属于接入层。虽然骨干传输层已经实现全面光纤网覆盖,且具备SDH光线传输网,但接入层并没有优质的通信方式,因此属于当前配电自动化系统建设管理的核心内容。整合近年来我国配电自动化领域发展情况分析可知,其对通信系统的要求主要体现在以下几点:
        首先,有效性。在通信网络运行期间,如果设备出现故障或受自然因素发生断电情况时,具备有效性的通信通道可以在快速定位和故障隔离的基础上,确保供电系统及时恢复供电。这就要求通信系统具备极强的抗单性和多点失效性,重要业务节点需要做好链路冗余保护设计。
        其次,安全性。配电自动化通信系统所传递数据属于配电网运行期间储备的重要信息,这些内容是否可以被准确完善地传递到系统中,直接影响着整体网络运行的安全性和稳定性。因此在实践工作中,通信系统要针对常见网络问题做好有效隔离,以此避免外部其他网络进行恶意围攻,并提升配电信息传输的有效性,以此保障电网可以持续安全的运行下去。
        最后,业务水平。通信系统需要满足不同类型配件业务的需求,且符合各类电网通信提出的规定。

同时,要支持各类配电终端的主流接口完成设备和系统的无缝对接。这样不仅能满足现代日益增加的用电需求,还可以提升整体通信系统运行质量。
3.EPON组网方案分析
        从配电网自动化系统角度思考,光缆步放会随着配电网电缆走向前进,通信网络结构和配电网的缆线结构是具有一致性的。根据当前常见的配电网络拓扑形式分析,基于EPON技术所构建的组网结构如下所示:
        3.1单电源辐射形
        这种形式的接线非常简单,整体运行方便有效,且所需建设投资较少。通常情况下,主干线路会分成3到4段,供电半径大约是3到5km。对包含单电源辐射形的配电网络而言,在进行EPON组网设计时,要在子站安装OLT设备,并基于其中所包含的PON口级连接多个光分器,它们可以安装在所有分段的开关区域。比如说,在变压器杆塔或线缆的分支箱中,可以将ONU放在FTU的箱内,OLT的光纤通信半径设计在20km,这样就能满足单电源3到5km的供电要求。
        3.2单环形
        这类设计需要利用变电站或开关站所包含的相同母线段或不同母线段形成两条回路电缆线,以此构成环路,且内部负荷可以经过这两回线路进行同时供电。假设其中一回路线出现问题,那么另一回路就可以完成所有负荷的供电。针对单环形的网络设计要求分析,要在配电子站安装OLT设施,并利用其中所包含的两个PON口级连接多个分光器,所有ONU的上行链路都要经过双PON口完成链路1+1冗余保护工作,以此提升整体系统运行的安全性。
        3.3手拉手形
        这类环网设计属于当前城镇通信网络系统设计的常见形式,主要是利用在主干线路末端之间进行直接联络,以此构成环网接线。结合实践应用情况分析可知,手拉手形的设计优势在于整体供电水平较高,单辐射接线水平全面提升,实际运行效果较为灵活。假设在线路出现电源问题时,在线路负荷支持的情况下,可以利用切换操作或倒闸设计让没有出现故障的区域直接恢复供电。但为了保护线路内部的备用容量,实际投资要远超于单辐射接线。在利用EPON技术进行组网设计时,要在两个配电子站中安装OLT设施,而后选择两个光方向运用非均分分光器级实施连接和延伸,此时分光器可以安装在所有分段的开关区域,比如说在变压器杆塔或线路分支箱的内部,而ONU可以安装在FTU箱体内部。所有ONU的上行链路都需要经过双PON口,并由此实施链路的1+1冗余保护操作,这样可以保障在设备运行期间网络监控可以实时进行[2]。
结语
        综上所述,在建设推广智能电网系统理论时,合理运用配电自动化技术不仅能保障供电的安全性和有效性,还可以提升整体供电水平,控制线路消耗,减少不必要的劳动成本支出。而通电系统作为配电自动化建设发展的基础组成部分,要想保障实践智能电网运行具有安全性和稳定性,必须要结合先进技术理念进行优化创新。根据本文对EPON技术在配电自动化领域中的应用探讨可知,其在应用成本、安全性能、传输容量、有效性等方面都展现出了极强的应用优势,不仅能满足配电自动化建设需求,还可以尽快适应参与未来配电业务革新工作。因此,在新时代背景下,随着光电器件技术的飞速发展,大量有关器件成本随之降低,EPON技术的应用优势得到了突显。从配电网通信系统的全面发展角度来看,相关技术内容必然可以在配电自动化领域中得到了全面推广和应用。
参考文献
[1] 何山. 基于EPON技术的配网自动化系统研究与实现[J]. 电子设计工程, 2020, 028(006):45-48,53.
[2] 罗惠雄. EPON技术在智能配网通信中的运用分析[J]. 电子测试, 2019, 000(007):90-91.
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