華為XPON智能配電解決方案

智能電網(wǎng)(Smart Power Grids)已成為世界電網(wǎng)體系技術(shù)革新的最新動(dòng)向，是改變未來(lái)電力系統面貌的發(fā)展新模式。我國也高度關(guān)注智能電網(wǎng)發(fā)展，國網(wǎng)“十二五”期間將投資 2860億元建設智能電網(wǎng)，重點(diǎn)提升骨干傳輸網(wǎng)承載能力和可靠性，加強和加快10千伏通信接入網(wǎng)建設。至2015年底，要求城市10千伏配電站點(diǎn)通信總覆蓋率達到52%，其中光纖通信覆蓋率達30%;農網(wǎng)10千伏配電站點(diǎn)通信總覆蓋率達到12%，其中光纖通信覆蓋率6%。由此可見(jiàn)，智能配網(wǎng)通信系統將成為整個(gè)智能電網(wǎng)建設的關(guān)鍵環(huán)節。

智能配電網(wǎng)建設迫在眉睫

國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞在與美國能源部長(cháng)朱棣文的會(huì )談中說(shuō)道: “統一堅強智能電網(wǎng)建設是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的統一堅強智能電網(wǎng)”。中國處于經(jīng)濟快速發(fā)展時(shí)期，對電力的需求與日俱增，供電壓力十分巨大;從長(cháng)遠來(lái)看，智能電網(wǎng)是滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化需求，提升電網(wǎng)增值服務(wù)與互動(dòng)能力的友好途徑。如隨著(zhù)智能樓宇、電動(dòng)汽車(chē)、智能監控、智慧城市等快速發(fā)展，用戶(hù)對電網(wǎng)的供電可靠性，電能質(zhì)量、用電服務(wù)等更為關(guān)注。

由于配電網(wǎng)絡(luò )直接面向客戶(hù)，具有布網(wǎng)復雜、故障率高等特點(diǎn)。據統計95% 的停電故障發(fā)生在配網(wǎng)，70%的線(xiàn)路損耗發(fā)生在配網(wǎng)。每停一度電帶來(lái)50元損失，我國由于停電帶來(lái)的損失一年超過(guò)2000億。其中，配網(wǎng)通信系統用來(lái)承載主站與配電單元xTU之間業(yè)務(wù)通信，以及配電單元之間的業(yè)務(wù)通信，通信系統中斷是造成配網(wǎng)故障的主要原因。因此,高質(zhì)量的配網(wǎng)通信系統將成為智能配電網(wǎng)建設的基礎。

XPON通信系統助力打造堅強配電網(wǎng)絡(luò )

智能配電網(wǎng)具有終端設備多、接入業(yè)務(wù)復雜、分布范圍廣、數據傳輸量大的特點(diǎn)。XPON技術(shù)憑借其高速率、高可靠、抗多點(diǎn)失效、易維護等優(yōu)勢逐步在配網(wǎng)通信建設中得到推廣。EPON已經(jīng)被國家電網(wǎng)列為智能配電網(wǎng)通信建設的主選技術(shù)，將助力實(shí)現滿(mǎn)足現網(wǎng)需求的高品質(zhì)配電網(wǎng)絡(luò )。同時(shí)PON 系統網(wǎng)絡(luò )拓撲能夠與電力配電網(wǎng)環(huán)形、鏈形結構完全吻合，滿(mǎn)足智能電網(wǎng)堅強可靠、經(jīng)濟高效、友好互動(dòng)的要求。華為推出的XPON智能配電解決方案，采用業(yè)界領(lǐng)先的高性能OLT，并針對電力行業(yè)要求，定制開(kāi)發(fā)電力專(zhuān)用的工業(yè)級ONU Smart AX MA5621，助力打造出XPON智能配電的完美解決方案。

在XPON配網(wǎng)建設中，OLT 設備通常安裝在110kv/35kv變電站，通過(guò)MSTP環(huán)網(wǎng)接入到主站系統。下行與ONU采用不等比分光器進(jìn)行連接。

ONU 設備位于開(kāi)閉所、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開(kāi)關(guān)、配電房等配電站點(diǎn)中，通過(guò)串口或 GE/FE 自適應電口采集電力終端(FTU、DTU、TTU)的信息，完成電光轉換等處理后，通過(guò) PON 口上行到 OLT。ONU設備選型應采用雙 PON 上行，通過(guò)兩條不同的鏈路連接到OLT,形成“手拉手”全保護組網(wǎng)，在主鏈路發(fā)生故障時(shí)，可迅速切換至備用鏈路，大大提高通信系統的可靠性。

這樣OLT 與 ONU 相互配合，實(shí)現配電主站系統與電力終端的雙向通信及電力終端之間的雙向通信。(參見(jiàn)圖1所示)

XPON智能配電解決方案具備以下多種優(yōu)勢，已成為當今智能配電通信網(wǎng)建設的首先技術(shù)。

1.光纖、配電“手拉手”

電力系統中，配電網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)主要包括SCADA(數據采集/監視/控制)、無(wú)功補償和電壓調節、自愈控制、故障定位等業(yè)務(wù)。其中，各配電單元xTU之間要求能快速通信，以了解相互的狀態(tài)、參數，從而減少停電范圍。同時(shí)，主站對配網(wǎng)實(shí)現三遙，同樣需要高效的縱向通信保障。

XPON配網(wǎng)的手拉手組網(wǎng)方案中，采用不等比多級分光，實(shí)現了ONU獨立雙上行，異地雙機備份，對配電網(wǎng)絡(luò )中經(jīng)常出現的電壓不穩，短暫停電等故障提供了可靠的通信業(yè)務(wù)保障。同時(shí)滿(mǎn)足ONU之間橫向通信時(shí)延5ms的要求，支持GOOSE協(xié)議，且主站與ONU的縱向通信時(shí)延可控制在100ms 內。另外在單鏈路發(fā)生故障時(shí)，主備鏈路倒換時(shí)間50ms，有效縮短故障時(shí)業(yè)務(wù)中斷時(shí)間，避免引起誤動(dòng)，導致故障升級。

2. 專(zhuān)業(yè)、穩定、高保障

配電網(wǎng)絡(luò )的通信設備通常位于開(kāi)閉所、環(huán)網(wǎng)柜等場(chǎng)景，靠近高壓側設備，環(huán)境相對惡劣，因此對通信設備的質(zhì)量也提出了很高的要求。華為針對電力行業(yè)的高可靠要求，推出業(yè)界首款工業(yè)級設備ONU Smart AX MA5621 ,采用鑄鋁外殼，配合專(zhuān)有散熱技術(shù)，可以提供高達85℃的耐高溫性能;同時(shí)端口滿(mǎn)足6kV防雷標準，相對業(yè)界2kv防雷效果提高20倍;滿(mǎn)足EN 55022 Class B電磁電磁兼容標準，對于電力配電的高壓場(chǎng)景有著(zhù)很好的適應能力。

3. 友好、便捷、易管理

在配電網(wǎng)絡(luò )中，終端設備多，部署復雜，占據大量工程施工時(shí)間。與此同時(shí)，配電通信設備的維護成本也相對較高。例如在ONU柱上開(kāi)關(guān)安裝場(chǎng)景中，通常需要在離地面 6米高的線(xiàn)桿上高空作業(yè)，需專(zhuān)業(yè)施工人員進(jìn)行安裝，ONU反復進(jìn)站調試，將大大增加工程難度與維護成本。華為端到端的PON網(wǎng)絡(luò )集成經(jīng)驗和一站式交付能力，很好的解決了上述難題。在華為XPON配電解決方案中，ONU設備支持批量離線(xiàn)預部署，一次進(jìn)站，即插即用，大大縮短部署工期。并且，支持海量ONU 遠程批量升級，遠程故障定位和排除，有效降低運維難度，節約運維成本。