智能配電網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展與研究以及通信組網(wǎng)的方式

經(jīng)過多年來的投資建設(shè)，我國電力通信系統(tǒng)的主干網(wǎng)絡(luò)已基本實(shí)現(xiàn)了傳輸媒介光纖化，業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)化，運(yùn)行監(jiān)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?yàn)橹T多因素的影響，制約了智能配用電業(yè)務(wù)的應(yīng)用。好在無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、全球微波接入互操作和電力線載波與OFDM的成熟，并在我國電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)和智能電網(wǎng)試點(diǎn)工程中得到應(yīng)用，提高了傳輸帶寬的可靠性。成為近年來研究的熱點(diǎn)，并成為了智能配用電通信組網(wǎng)的發(fā)展趨勢。

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(tǒng)。從總體上看，配電自動(dòng)化的通信系統(tǒng)在東部沿海地區(qū)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(qū)發(fā)展較為緩慢，只有少數(shù)地區(qū)被覆蓋?？偟膩碚f，我國配電通信網(wǎng)多采用光調(diào)制解調(diào)器、工業(yè)以太網(wǎng)、以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)、中壓電力線載波、無線公網(wǎng)等通信方式。在錯(cuò)綜復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)中，由于缺少統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和技術(shù)體制，導(dǎo)致了各地區(qū)電力通信發(fā)展的良莠不齊，基礎(chǔ)性資源得不到有效利用。嚴(yán)重制約著我國智能配電網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展。

今年來，隨著我國對智能配電網(wǎng)通信技術(shù)的重視，該項(xiàng)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(tǒng)所涉及到的有關(guān)對開關(guān)設(shè)備的控制，要求要按照配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。規(guī)定開關(guān)量變位傳送到主站時(shí)間應(yīng)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(tǒng)控制操作響應(yīng)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)的語音、數(shù)據(jù)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。

PON技術(shù)是一種有一點(diǎn)控制再到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)，俗稱無源光網(wǎng)絡(luò)。由系統(tǒng)側(cè)的光線路終端、光分配網(wǎng)絡(luò)和用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元組成。光線路終端一般被放置在中心機(jī)房，他既是一個(gè)交換機(jī)，又是一個(gè)服務(wù)于用戶的平臺(tái)，還會(huì)提供一個(gè)或多個(gè)面向無源光網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。光分配網(wǎng)絡(luò)被放置在用戶設(shè)備端附近，有的還會(huì)與用戶設(shè)備端合為一體，提供面向用戶的多種業(yè)務(wù)接入。運(yùn)營機(jī)構(gòu)會(huì)根據(jù)用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元所處位置的不同，把無源光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)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(tǒng)從光線路終端到下連接的多個(gè)用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，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(guī)則，每個(gè)數(shù)據(jù)幀的幀頭包含著之前注冊時(shí)分配的特定用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)。這一標(biāo)識(shí)是為了表明，本數(shù)據(jù)幀是給用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元中的獨(dú)有的。另一方面，部分?jǐn)?shù)據(jù)幀可以是給所有的廣播式和組播用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元。一些來源于多個(gè)用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元到光線路終端上行的數(shù)據(jù)，一般采用時(shí)分多址技術(shù)，分時(shí)隙給用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元傳輸上行流量。而光線路終端則會(huì)根據(jù)系統(tǒng)的配置，給用戶側(cè)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。

WiMAX是一種無線寬帶城域網(wǎng)接入技術(shù)，一般被稱為全球微波接入互操作，能夠最大限度的實(shí)現(xiàn)同定和移動(dòng)用戶的無線高速接入。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。而核心網(wǎng)中包含了網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、路由器、用戶數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)關(guān)設(shè)備等，主要是用來實(shí)現(xiàn)用戶認(rèn)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)用戶站，其主要是為全球微波接入互操作用戶提供無線接入。

PLC是電力系統(tǒng)特有的通信方式，學(xué)名是電力線載波通信。他是利用電力線纜作為傳輸媒質(zhì)，并通過載波方式傳輸語音和數(shù)據(jù)信號。電力線載波通信已在35 kV以上的高壓輸電線路中被大量應(yīng)用。承載著調(diào)度電話和繼電保護(hù)信息的作用。目前，中低壓電力線載波一般是為遠(yuǎn)方集中自動(dòng)抄表系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸通道。而從另一方面來看，電力線載波信道復(fù)雜多變，需要克服的技術(shù)困難比較嚴(yán)峻。所以，需要采取編碼調(diào)制技術(shù)來提高信息傳輸?shù)膸挕?/p> 三、智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)方式

通過以上對配電通信網(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(qū)域內(nèi)。配網(wǎng)自動(dòng)化站點(diǎn)涉及的范圍廣泛，主要包含了開閉所、配電室和柱上開關(guān)等，用來達(dá)到遙信、遙測和遙控功能。其相對于過去的技術(shù)來說更加安全可靠、帶寬要求更高。應(yīng)用高分光比的無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在有限的時(shí)間內(nèi)對目標(biāo)配電網(wǎng)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)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(jù)配網(wǎng)信息點(diǎn)隨配網(wǎng)線路鏈狀串接的特點(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(kuò)展性?？梢?，無源光網(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(tǒng)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(qū)域外。配網(wǎng)自動(dòng)化覆蓋區(qū)域外的配電通信網(wǎng)建設(shè)，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(shè)周期短的寬帶PLC專網(wǎng)或L1rE無線公網(wǎng)方式。

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(yīng)用的重要支持系統(tǒng)。對該技術(shù)的研究不僅能夠?qū)崿F(xiàn)配電通信網(wǎng)的快速布網(wǎng)，還能滿足智能配電業(yè)務(wù)對通信帶寬和可靠性的要求，取得利國利民的效果。