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1配網自動化通信網絡組成

前期建設的配網通信大多采用光纖通信方式，各開閉所與子站均采用光MODEM與子站連接，行政開閉與變電所子站相連，子站信息以2M速率通過通信傳輸網絡上傳到主站，系統連接如圖2所示．該系統結構存在以下問題：（1）光纜通道資源緊張．根據配網特點，配網使用的光纜應考慮和配網同管分井，但配電管道資源緊張，10kV管道內基本上未預留敷設微型氣吹光纜所需的硅管和子管，難以滿足通信光纜新建需求．（2）通信傳輸主干網可用帶寬不足．目前地區通信SDH主干網傳輸帶寬為2．5G，剩余帶寬難以滿足配網通信站點的接入需求．（3）通信網結構單一．配網中涉及的變電所與環網站、開關站等的通信聯系基本處于空白，難以滿足配電通信網的建設需要．（4）維護效率低．未建成統一的配電通信網集中監控管理系統，運行維護人員無法了解配電通信網的實時運行狀態，難以對配電通信網實現高效率維護．要解決上述問題，新建配網通信應優先選用光纖通信方式，重點選擇EPON無源光網絡技術進行組網．對于具備較便利的光纜敷設條件、配電自動化要求較高的配電網絡，選擇光纖專網通信方式，如圖3所示．對于要求較高但光纜難以到達或代價太高的區域，宜優先考慮寬帶無線通信方式和配電線載波通信方式組網．

2通信技術

2．1光纖通信技術

光纖通信是一種以光波為傳輸媒質的通信方式，用于輸配電通信技術主要有EPON（以太無源光網絡）和工業以太網交換機．EPON系統由網絡側的光線路終端（OLT）、用戶側的光網絡單元（ONU）和光分配網絡（ODN）組成．下行方向（OLT到ONU）采用廣播的方式，OLT發送的信號通過ODN到達各個ONU；在上行方向（ONU到OLT）采用TDMA多址接入方式，ONU發送的信號只會到達OLT，而不會到達其他ONU．工業以太網交換機主要是應用于復雜的工業環境中的實時以太網數據傳輸．以太網在設計時，由于其采用載波偵聽多路復用沖突檢測（CSMA／CD機制），在復雜的工業環境中應用，其可靠性大大降低，從而導致以太網不能使用．工業以太網交換機采用存儲轉換交換方式，同時提高以太網通信速度，并且內置智能報警設計監控網絡運行狀況，使得在惡劣危險的工業環境中保證以太網可靠穩定的運行。

2．2無線通信技術

無線通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，主要分為公網和專網方式．無線公網通過公共通信網的GPRS無線終端模塊、CDMA無線終端模塊、3G無線終端模塊、數據通信衛星無線終端模塊，經過公共通信網傳送到無線移動基站，最后通過交換網絡傳送到監測主站．無線專網主要有無線保真技術（WiFi）和全球微波互聯接入技術（WiMAX）．無線專網具有高帶寬、成本低、組網靈活、易部署、易擴展等特點，是固定無線寬帶接入的最佳選擇．WiFi可以將個人電腦、手持設備等終端以無線方式互相連接，是一種在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術．在輸電線路狀態監測中，如傳感器、攝像機等監測裝置可以通過WiFi模塊把監測數據上傳到節點設備，實現短距離無線傳輸．WiMAX是一項基于IEEE802．16標準的寬帶無線接入城域網技術，具有50公里覆蓋范圍和高達75M帶寬，可以申請1785～1805MHz中的10MHz或以上帶寬用于無線接入．

2．3載波技術

電力線中壓載波技術是利用在中壓電力線上傳遞載波實現雙向通信的技術．主要適用范圍：在高速穩定的傳輸方式覆蓋不到情況下，對于傳輸數據量不大的場所．低壓電力線載波是用載波調制的方法將攜帶信息的數字信號的頻譜搬移到較高的載波頻率上．主要適用范圍：在用戶表計至臺變／集中點的接入段通信．

3通信方案選擇

3．1輸電線路狀態監測通信方案

現場網絡段采用無線方式或有線方式．無線方式采用WiFi技術等，終端通信節點配置Ap模塊設置client客戶端模式，匯聚通信節點配置AP模塊；現場網絡段采用RS485方式／以太網電口方式，終端通信節點配置RS485串口／以太網電口，匯聚通信節點配置RS485串口／以太網電口．遠傳網絡段采用遠傳公網和遠傳專網方式．遠傳公網GPRS、CDMA、3G方案中，匯聚通信節點配置GPRS模塊、CDMA模塊、3G模塊，數據通信網接入點配置對應的GPRSAPN、CDMAAPN、3GAPN；遠傳公網衛星通信方案中，匯聚通信節點配置衛星通信終端模塊，匯聚通信節點配置對應的衛星通信終端模塊．遠傳專網又分為光纖通信、無線接力通信以及組合網絡通信3種方式．光纖通信方式采用無源光網絡EPON，匯聚通信節點配置ONU，數據通信網接入點配置OLT；還可采用工業以太網交換機，匯聚通信節點配置工業以太網交換機，數據通信網接入點配置工業以太網交換機．無線接力通信方式采用MESH，匯聚通信節點配置無線網狀網MESH模塊，數據通信網接入點配置無線網狀網MESH模塊；無線接力通信方式采用WiMAX，匯聚通信節點配置CPE客戶端，數據通信網接入點配置WiMAX基站．由于輸電線路狀態監測系統布點的隨機性，遠傳網絡的覆蓋區域沒有一定的規律，應對這種情況需要靈活的通信方案，單一的光通信或者無線接力通信難于滿足要求．在實際組網時往往需要考慮光和無線的組合方案．

3．2配電網通信方案

配用電通信網主要采用以太網無源光網絡（EPON）技術為主，覆蓋110kV變電所至10kV開關站，拓撲結構以"手拉手"全保護倒換型為主．EPON系統由光線路終端（OLT）、光網絡單元（ONU）和光分配網絡（ODN）組成．該技術能組織樹形、鏈型手拉手、環形等結構，與配網結構一致．有高帶寬和高QOS保障，上行達1．25Gbps，利用光纖作為傳輸介質，運行可靠穩定．具備有效的隔離保障機制、VLAN隔離、保護端口、MAC地址綁定、IP地址綁定、端口限速、隊列技術、流控技術等為多業務融合的開展起到了技術保障，能平滑升級擴容．骨干網組織模式以110kV變電所為匯聚點．根據開關站的地理分布形態，結合10kV電力線出線的電氣接線結構，各開關站串接成鏈狀兩點接入110kV變電所．同時，為了保證骨干網的安全可靠，采用典型的"手拉手"全保護倒換結構．兩個OLT分別安裝在不同的110kV變電所，ONU安裝在開關站，光纜中斷或OLT設備失效均能實現保護，由ONU選擇OLT．每個10kV開關站配置1臺EPON／ONU設備和1個分光器（ODN），EPON／ONU設備由FTU提供的單路直流24V供電．EPON／ONU設備通過兩個光纖接口分別接入兩個變電所的EPON／OLT設備，以滿足EPON／ONU和EPON／OLT設備之間的冗余備份鏈路．

4結語

輸電線路現場網絡段若監測點集中，終端通信節點和匯聚通信節點在同一桿塔上，可考慮采用RS485／以太網口的有線方式；若監測點分散，終端通信節點和匯聚通信節點在不同的桿塔上，或終端通信節點在線路上，可考慮采用wifi的無線方式．遠傳網絡段通信方案的選擇需要考慮在有條件的情況下盡量采用專網方案，只有在專網不可實現或者需要備用通信的情況下可以選擇公網方案；在條件的情況下盡量采用無線接力將數據傳遞到線路附近變電站的方案，避免遠距離傳遞通信可靠性和抵御災害能力的問題；在必須遠距離傳遞數據時盡量采用光通信技術，如果需要通過無線接力中繼無線部分的應該距離盡量短；如果一種方式不能保障數據傳遞是可靠性，可以采用主備路由方案．若匯聚通信節點和數據通信網接入點之間距離較長，且全程鋪設OPGW光纜，可采用專網光通信方式．若匯聚通信節點和數據通信網接入點之間距離較短（一般不超過5公里），可采用專網無線接力通信方式．若匯聚通信節點和數據通信網接入點之間距離較長，且沒有全程鋪設OPGW光纜，光分接點距離監測區域可能還有一定的距離，可采用專網組合網絡通信方案．EPON系統網絡拓撲能夠與電力配電網環形、鏈形結構完全吻合．能夠節省光纖，實現站點到配電終端之間鏈路的1＋1保護功能并且實現50ms保護切換．

能夠實現單纖雙向高帶寬業務承載，全程無源．能夠完全滿足智能電網堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的要求．因此EPON技術是配電網通信接入的最佳技術選擇．配電載波系統數據傳輸優點是技術相對簡單．典型的配電載波機的傳輸率可達到150－300bit／s，可滿足雙向通信的要求，對遠方抄表和監測線路數據比較經濟，但對于停電區數據如何用配電載波上傳仍然是一個技術難題．

作者：盛建雄單位：湖州電力局