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1、精品学习资源摘要：配电网自动化地通信系统是智能电网建设地重要基础平台,介绍了目前常用地配电网自动化通信技术, 提出了 EPON技术地特点和组网优势 ,重点对 EPON技术应用于配电网自动化通信系统地可行性进行分析, 结合工程实际提出了应用案例.经分析说明 ,EPON技术实现简洁、成本低廉,是适用于配电网自动化系统中 配电子站到自动化终端这个层面地一种优秀地通信技术.关键词： EPON ；通信网络；配电网自动化；智能电网0 引言2021年我国大力开展智能电网建设, 明确了建设“以坚强网架为基础,以信息平台为支撑 ,实现电力流、信息流、业务流地高度一体化融合,构建贯穿发电、线路、变电、配电、用电服
2、务和调度全部环节和全电压等级地电网可连续进展体系” 地进展思路 .其中,配电网自动化系统直接准备着电力消费者对于电能质量地体验,其掩盖面积广、 技术实施手段多样化、系统建设周期长且难度较大,成为了我国建设智能电网地一个重要问题 1-2 .作为配电网自动化系统地一个重要组成部分配电网自动化通信系统, 负责信息地处理、命令地发送和返回 ,一个网架牢固、组网灵敏、扩展性强地配电网自动化通信网络是智能电网建设地重要环节.1 配电网自动化通信网地现状目前常见地配电网自动化通信技术有以下几种.1.1 基于电力线载波地有线通信电力线载波通信（ PLC）是电力系统特有地通信方式,它利用现有地电力线将数据调制成
3、载波信号或扩频信 号, 然后通过耦合器耦合到交 / 直流电力线上 .PLC 具有易爱惜、易使用、成本低等优点,但其电力线间歇性噪声较大、信号衰减严肃、线路阻抗经常波动、大规模组网特殊困难,通常应用于实时性、牢靠性要求不高地系统中 3 .1.2 基于 SDH/MSTP地光通信SDH/MSTP技术是电力系统通信网地主流技术,在主干电力传输网中地应用特殊广泛,它以高传输带宽、 支持多种环网爱惜协议、 抗干扰性强等性能为电力通信供应了一个健壮地平台.但在配电网自动化通信中 ,SDH 设备对其工作环境要求较高、带宽利用率较低、施工难度较大、成本较高,使得 SDH/MSTP技术在配电网中自动化系统中地应用
4、有些不切实际.1.3 基于“ RS232/485光猫”地光通信接受光猫 （Modem） 组网是利用光猫设备将RS232/485信号进行长距离延长 ,从而将配电自动化终端以RS232/485总线方式连接起来 ,上行通信接口通过协议转换设备在通信子站进行汇聚.大量地配电自动化终端设备通过光纤进行串接,组网简洁、成本低廉、配置灵敏,但它无法实现和子站设备间地统一网管、通信效率低、无法承载大容量以太网数据、抗电磁干扰才能差、光纤资源利用率低.1.4 基于工业以太网交换机地光通信工业级以太网交换机组网是通过在配电网中各个监测点布放工业级交换机 ,进行光纤连接组建基于 EAPS 协议地光纤以太网 .工业以
5、太网交换机具备高带宽、环网爱惜、 IP 化趋势等优点 ,但其对配电网光纤走向要求较高 ,无法中意配电网通信地点到多点通信结构、扩容性、抗多点失效等要求 .1.5 基于 GPRS 地无线通信GPRS 技术依靠租借驻地移动运营商地无线资源组建电力无线专网 , 不需要电力投资线缆资源 ,组网灵敏 . 但它带宽较低 ,最大带宽 114kbps, 很难中意配电网终端接入需求 ,其实时性和扩展性较差 ,适合遥测、遥信上行采集信号传输 ,不中意主站下发遥控、遥调把握信号地牢靠性传输要求 .通过上述分析可知 ,目前配电网自欢迎下载精品学习资源动化通信以光纤载波通信为主、无线等其他方式为辅,其进展和建设地重点和
6、难点在探究和选择最适合电力配电网自动化地通信要求地,能够良好应用与自动化终端到配电子站间地通信技术.2 EPON技术基于以太网无源光网络（ EPON ）是一种接受点到多点（ P2MP ）结构地单纤数据双向传输地光纤通信技术.EPDN 技术始于上世纪 90 岁月, 如今已进展到大规模商用阶段 4 .EPON 系统设备由三部分组成 , 分别是线路侧设备（ OLT ）、中间分光设备（ POS）、用户侧设备（ ONU ）.EPON 系统基本组成如图 1 所示.EPON系统地技术特性有以下几点5-6 ：资源利用率高：接受“单纤双向”技术,主干线路只需要一芯光纤,通过无源分光设备 ,最大可以辐射出 64
7、路光信号 .P2MP通信方式：通过 EPON分光器可以形成点到多点网络模式,适应复杂地线路资源情形.无源分光： EPON分光器不需要电源 , 对恶劣地环境地适应才能特殊强,工作稳固、不易损坏.灵敏地扩展才能： EPON 网络在扩展新终端和新线路地时候对网络地影响很小,无源分光器地设计使EPON网络扩容变得简洁、灵 活.强大地网管才能：单点或多点故障不影响系统稳固运行,彼此间有明确地业务界点 ,在 OLT 设备地网管上可以清晰地区分出不同地ONU设备.3 EPON 应用于配电网通信3.1 通信介质各省市电力公司已建成以光纤通信网络为主地调度通信网,光缆布放随着电缆走向实施,所辖电网内 35 kV
8、 、110 kV及以上变电站基本实现光纤全掩盖, 光纤网络具备向 110 kV或 35 kV以下地配电线路延长地网 络基础 ,具备了 EPON组网地通信介质条件 .3.2 组网结构光缆布放是随着配电网电缆走向实施地,通信网络地结构应与电力配电网缆线结构相符合,结合现有几种常用地配电网络拓扑结构 ,设计 EPON系统地网络结构如下.欢迎下载精品学习资源图 2 所示为 EPON链形组网 ,其结构契合单电源辐射网络,在配电子站布放OLT, 通过 OLT地 1 个 PON口级联多个 POS,POS可置于每一个分段开关处（例如杆塔或缆线分支箱）,每个 ONU置于 FTU 或其他箱体内.图 3 所示为 E
9、PON全链路爱惜组网 ,其结构契合双电源手拉手网络, 在 2 个配电子站分别布放 OLT, 通过 2 个方向利用 POS 进行级联延长 ,每个 ONU地上行链路都通过双PON口进行链路 1 1 冗余爱惜 . 设备布放位置同链形组网方式 .图 4 所示为 EPON双 T 组网,其结构契合双电源双T 网络,在 2 个配电子站分别布放OLT, 相对于手拉手网络,其 OLT 地光方向基本一样 ,设备布放位置也区域相同.3.3 设备取电在配电网自动化系统中 ,EPON设备地取电通常可以通过电压互感器变换电压、二次侧可输出220VAC, 就近配电变压器取电等方式进行,工程实际中 ,开闭所、负荷中心、用户电
10、表处取电相对便利,环网柜、柱上开关、变压器等处牢靠电压互感器+ 蓄电池（ UPS ）方式取电 .目前市场上地 ONU 设备基本能够接受宽泛地电压设计或者交直流双备份地方式实现电源保证.3.4 带宽及接口现有配电网通信终端（ FTU/DTU/RTU）地通信接口以RS232/485为主,随着以太网技术应用地不断进展, 以太口（ RJ45 ）最终会取代绝大部分地电力通信设备地接口.与传统地调度自动化系统相比,配电系统自动 化终端节点数量极大, 并且节点分散、通信距离短、每个节点地数据量较小、实时性要求高, 各种不同类型欢迎下载精品学习资源终端地速率要求大致分布在300 bps 2 Mbps之间, 而
11、 EPON系统基本可供应 1.25 Gbps地上下行速率, 并供应以以太口为主、 RS232/485口为辅地数据接口 ,中意配电自动化系统地带宽和接口地进展要求.3.5 网络性能业务爱惜 .网络地抗单点、多点失效性直接准备着整个配电自动化系统地网络健壮性.EPON系统中各个ONU设备通过 POS 接受并联方式组网,每台 ONU设备收到 OLT 设备以点到多点地方式发送地光信号, 当网络同时出线单纤中断、PON口损坏或 OUN死机等故障时 ,不会影响其他 ONU地正常工作； 同时,ONU设备通常能够支持双PON 口,能够形成主干光纤 1+1爱惜和支路 1+1爱惜,当 ONU检测到主干主用光纤中断
12、或多条分支主用光纤失效时能快速切换到备用光纤上工作.信息安全 .配电网自动化通信系统是一个综合通信平台,业务地隔离和信息安全是一个特殊重要地问题.EPON系统上行接受 TDMA方式,各 ONU 只在属于自己地时隙内发送数据,防止了数据地碰撞 ,实现了通道地隔离； 在 OLT 侧和 ONU侧可以使用 VLAN等方式进行划分 , 实现业务规律地隔离； 在 EPON地上行和下行数据中可以对业务数据进行三重搅动加密等,防止非法地 ONU猎取数据 .扩容性 .配电网自动化是一个长期工程 ,其通信系统必需具备很好地扩容性.相对于常见地光传输网络,EPON系统地网络扩容在设 备上只需添加分光器和ONU, 节
13、点设备数量没有限制 ,扩容成本低廉 .一般,光接口板及 SFP 光模块地价格一般为无源分光器地 5 倍以上, 单台工业交换机、 小型 SDH/MSTP设备地成本一般为 ONU设备地 5 倍以上.欢迎下载精品学习资源3.6 EPON系统在配电网自动化中地应用方案配电网自动化系统包括主站系统、子站系统和 RTU 等, 依据其系统结构设计EPON分层应用方案如图 5 所示.该系统通信介质为光纤 ,依据网架结构 ,依据“分区、分级、分层、就近接入”地原就规划EPON网络,接受OLT 和 ONU两级通信网地方式,使每个子站接入地 RTU 、FTU 地数量大致相像 .子站通信系统核心网利用现有地 MSTP/SDH传输网络 ,节省了主干网络和线路地投资.子站接入层以变电站为中心,接受 EPON核心设备 OLT, 终端依据就近接入地原就 , 依据实际分布特点选择组网方式.4 小结通过上述分析可知 ,EPON技术作为一种施工简洁、成本低廉、性能优越地光纤通信方式,能良好地中意配电子站到自动化终端这个层面通信牢靠、投资经济地需求, 利用 EOPN技术建设地智能、稳固、牢靠、经济、有用地基础通信平台 ,在配电网自动化建设和智能电网地建设中具有良好地进展前景和较高地有用价值.欢迎下载