智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)研究

摘要：隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，社會(huì )各行各業(yè)對電力的需求加大，作為電力通信網(wǎng)絡(luò )最重要部分的配電通信組網(wǎng)，因為其長(cháng)久以來(lái)沒(méi)有適用的組網(wǎng)解決方案，以至于成為了制約我國電力通信網(wǎng)絡(luò )和智能電網(wǎng)的最重要因素。以下將對現代智能配電通信組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深入研究。

經(jīng)過(guò)多年來(lái)的投資建設，我國電力通信系統的主干網(wǎng)絡(luò )已基本實(shí)現了傳輸媒介光纖化，業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò )化，運行監視和管理自動(dòng)化和信息化。而其中最重要的接入層網(wǎng)絡(luò )的配電通信網(wǎng)，卻因為諸多因素的影響，制約了智能配用電業(yè)務(wù)的應用。好在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、全球微波接入互操作和電力線(xiàn)載波與OFDM的成熟，并在我國電信運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )和智能電網(wǎng)試點(diǎn)工程中得到應用，提高了傳輸帶寬的可靠性.成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，并成為了智能配用電通信組網(wǎng)的發(fā)展趨勢。

一、智能配電通信網(wǎng)技術(shù)的現狀及發(fā)展需求研究

配電通信網(wǎng)是我國目前為止，主要的城市配電自動(dòng)化系統。從總體上看，配電自動(dòng)化的通信系統在東部沿海地區發(fā)展情況較好，發(fā)展水平較高，覆蓋率相對較高。而中、西部地區發(fā)展較為緩慢，只有少數地區被覆蓋?？偟膩?lái)說(shuō)，我國配電通信網(wǎng)多采用光調制解調器、工業(yè)以太網(wǎng)、以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )、中壓電力線(xiàn)載波、無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)等通信方式。在錯綜復雜的電網(wǎng)系統中，由于缺少統一的網(wǎng)絡(luò )規劃和技術(shù)體制，導致了各地區電力通信發(fā)展的良莠不齊，基礎性資源得不到有效利用。嚴重制約著(zhù)我國智能配電網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展。

今年來(lái)，隨著(zhù)我國對智能配電網(wǎng)通信技術(shù)的重視，該項技術(shù)也有了一定的發(fā)展。同時(shí)，對通信網(wǎng)的實(shí)時(shí)性和傳輸帶寬等方面有了更高的要求。配電自動(dòng)化系統所涉及到的有關(guān)對開(kāi)關(guān)設備的控制,要求要按照配電網(wǎng)技術(shù)規范。規定開(kāi)關(guān)量變位傳送到主站時(shí)間應小于10 秒，重要遙測越定值傳送時(shí)間也必須在小于10 秒左右，系統控制操作響應時(shí)間小于5 秒。配電網(wǎng)通信組網(wǎng)還要集智能廂電網(wǎng)的語(yǔ)音、數據和視頻信息等功能。目前，適用于配電網(wǎng)的通信技術(shù)主要有PON、WiMAX和寬帶PLC。

二、幾種智能配電網(wǎng)通信技術(shù)的研究

1、對無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的研究

PON技術(shù)是一種有一點(diǎn)控制再到多點(diǎn)結構的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò )，俗稱(chēng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )。由系統側的光線(xiàn)路終端、光分配網(wǎng)絡(luò )和用戶(hù)側的光網(wǎng)絡(luò )單元組成。光線(xiàn)路終端一般被放置在中心機房，他既是一個(gè)交換機，又是一個(gè)服務(wù)于用戶(hù)的平臺，還會(huì )提供一個(gè)或多個(gè)面向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )的光纖接口。光分配網(wǎng)絡(luò )被放置在用戶(hù)設備端附近，有的還會(huì )與用戶(hù)設備端合為一體，提供面向用戶(hù)的多種業(yè)務(wù)接入。運營(yíng)機構會(huì )根據用戶(hù)側的光網(wǎng)絡(luò )單元所處位置的不同，把無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )的應用模式分為光纖到路邊、到大樓、到辦公室及光纖到家等四種類(lèi)型。光分配網(wǎng)絡(luò )在完成光信號功率的分配后，會(huì )為光線(xiàn)路終端和光分配網(wǎng)絡(luò )之間提供光傳輸通道，更加方便的完成傳輸任務(wù)。

而PON系統從光線(xiàn)路終端到下連接的多個(gè)用戶(hù)側的光網(wǎng)絡(luò )單元進(jìn)行傳輸數據，一般會(huì )采用廣播的方式進(jìn)行。按照IEEE 802.3ah協(xié)議的相關(guān)規則，每個(gè)數據幀的幀頭包含著(zhù)之前注冊時(shí)分配的特定用戶(hù)側光網(wǎng)絡(luò )單元的邏輯鏈路標識。這一標識是為了表明，本數據幀是給用戶(hù)側光網(wǎng)絡(luò )單元中的獨有的。另一方面，部分數據幀可以是給所有的廣播式和組播用戶(hù)側光網(wǎng)絡(luò )單元。一些來(lái)源于多個(gè)用戶(hù)側光網(wǎng)絡(luò )單元到光線(xiàn)路終端上行的數據，一般采用時(shí)分多址技術(shù)，分時(shí)隙給用戶(hù)側光網(wǎng)絡(luò )單元傳輸上行流量。而光線(xiàn)路終端則會(huì )根據系統的配置，給用戶(hù)側光網(wǎng)絡(luò )單元分配特定的帶寬，或采用動(dòng)態(tài)帶寬分配策略。

2、對全球微波接入互操作技術(shù)的研究

WiMAX是一種無(wú)線(xiàn)寬帶城域網(wǎng)接入技術(shù)，一般被稱(chēng)為全球微波接入互操作，能夠最大限度的實(shí)現同定和移動(dòng)用戶(hù)的無(wú)線(xiàn)高速接入。全球微波接入互操作網(wǎng)絡(luò )體系是核心網(wǎng)和接入網(wǎng)的總稱(chēng)。而核心網(wǎng)中包含了網(wǎng)絡(luò )管理系統、路由器、用戶(hù)數據庫以及網(wǎng)關(guān)設備等，主要是用來(lái)實(shí)現用戶(hù)認證和網(wǎng)絡(luò )管理等功能的，同時(shí)還會(huì )提供與其他網(wǎng)絡(luò )之間的接口。接入網(wǎng)則包含了基站和移動(dòng)用戶(hù)站，其主要是為全球微波接入互操作用戶(hù)提供無(wú)線(xiàn)接入。

3、對電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的研究

PLC是電力系統特有的通信方式，學(xué)名是電力線(xiàn)載波通信。他是利用電力線(xiàn)纜作為傳輸媒質(zhì)，并通過(guò)載波方式傳輸語(yǔ)音和數據信號。電力線(xiàn)載波通信已在35 kV以上的高壓輸電線(xiàn)路中被大量應用。承載著(zhù)調度電話(huà)和繼電保護信息的作用。目前，中低壓電力線(xiàn)載波一般是為遠方集中自動(dòng)抄表系統提供數據傳輸通道。而從另一方面來(lái)看，電力線(xiàn)載波信道復雜多變，需要克服的技術(shù)困難比較嚴峻。所以，需要采取編碼調制技術(shù)來(lái)提高信息傳輸的帶寬。

三、智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)方式

通過(guò)以上對配電通信網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的敘述，智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)可以分為以下兩種方式：一種是配網(wǎng)自動(dòng)化覆蓋區域內。配網(wǎng)自動(dòng)化站點(diǎn)涉及的范圍廣泛，主要包含了開(kāi)閉所、配電室和柱上開(kāi)關(guān)等，用來(lái)達到遙信、遙測和遙控功能。其相對于過(guò)去的技術(shù)來(lái)說(shuō)更加安全可靠、帶寬要求更高。應用高分光比的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )系統，能夠實(shí)現在有限的時(shí)間內對目標配電網(wǎng)區域實(shí)現快速覆蓋，并合理的安排、光分配網(wǎng)絡(luò )分光網(wǎng)絡(luò )配置，根據配網(wǎng)信息點(diǎn)隨配網(wǎng)線(xiàn)路鏈狀串接的特點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò )宜采用不均等分光器，以保證網(wǎng)絡(luò )靈活性和擴展性?？梢?jiàn)，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )技術(shù)以其特有的技術(shù)優(yōu)勢成為了配網(wǎng)自動(dòng)化站點(diǎn)信息接人系統的首選。所以，通信網(wǎng)適合于用光纖方式。另一種是，配網(wǎng)自動(dòng)化覆蓋區域外。配網(wǎng)自動(dòng)化覆蓋區域外的配電通信網(wǎng)建設，是考慮到“十二五”期間不實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化和智能用電互動(dòng)服務(wù)，全球微波接入互操作傳輸帶寬要求相對較低，是較好的組網(wǎng)方式，但考慮到國家政策限制等因素，目前階段宜采用同樣投資少、建設周期短的寬帶PLC專(zhuān)網(wǎng)或L1rE無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)方式。

結語(yǔ)

智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)是電力通信網(wǎng)的重要組成部分，也是配電業(yè)務(wù)應用的重要支持系統。對該技術(shù)的研究不僅能夠實(shí)現配電通信網(wǎng)的快速布網(wǎng)，還能滿(mǎn)足智能配電業(yè)務(wù)對通信帶寬和可靠性的要求，取得利國利民的效果。

參考文獻

[1] 李澍森,楊迎建,吳夕科.配電技術(shù)概況及發(fā)展趨勢[J].高電壓技術(shù),2008(1).