1 配电网简介
1.1 配电网定义.直接向最终用户供电的线路称为配电线路,由配电线路组成的网络叫配电网络,简称配网.其作用是在电力网中起分配电能,直接向最终用户供电,配电网就是电力网络中的接入网.
1.2 配电网构成(宏观).由架空线或电缆配电线路、配电所或柱上降压变压器直接接入用户所构成.
1.3 配电自动化功能.把配电网实时监控、自动故障隔离及恢复供电、自动读表等功能,称为配电网运行自动化;而把离线的或实时性不强的设备管理、停电管理、用电管理等功能,称为配电网管理自动化.
2 传统配电网通信接入技术分析
3配网自动化通信设备的要求
3.1 可靠性.配电通信终端常暴露在室外、受阳光、雨雪等自然条件的侵袭,同时还受外界的干扰.要求通信系统在任何时候均能可靠地工作.
3.2 经济性.配网通信终端数量众多、信息采集点面广量大,可充分有效利用传输通道资源,方便网络扩容,保证通信系统的投资不能太大.
3.3 通信畅通能力.在配电网停电区域和故障时,能捕捉故障信息,保证故障通告信息优先、快速地传输.
3.4 通信速率要求.进线监视、10kV 开闭所、变电站监控和馈线自动化对速率的要求最高;其次是公用配变的巡检和负荷监控系统;远方抄表和计费自动化对速率要求最低.
3.5 双向通信能力.采集数据的上传和控制指令的下发通信能力.
4 EPON 技术简介
4.1 定义
EPON(Ethernet Passive Optical Network)是基于以太网的无源光网络,顾名思义,EPON 是利用 PON(无源光网络)的拓扑结构实现以太网的接入,无源光网络-PON(Passive Optical Network)是指采用无源光分/合路器或光耦合器分配/汇聚各 ONU 信号的光接入网,是光接入网的主流技术之一.它采用点到多点结构、无源光纤传输,在以太网之上提供多种业务.它在物理层采用了PON 技术,在链路层使用以太网协议,利用 PON的拓扑结构实现了以太网的接入.因此,它综合了PON技术和以太网技术的优点:低成本;高带宽;扩展性强;灵活快速的服务重组;与现有以太网的兼容性;方便的管理等等.
4.2 无源光网络的构成
OLT(Optical Line Terminal)-光线路终端ONU(Optical Network Unit)-光网络单元ODN(Optical Distribution Network)-光分配网
4.3 EPON 系统数据传输机制
EPON 系统采用 WDM 技术,实现单纤双向传输.
5 配网自动化 EPON 解决方案
5.1 配网自动化 EPON 手拉手组网模型(重点推荐)
重点推荐的 EPON 手拉手组网方式具有小于 50ms 的保护倒换能力:
(1)OLT/ONU 间通道实时监测:当 OLT PON 口、ONU PON 口、主干光纤、分支光纤、分光器异常时,能迅速做出判断,并进行通道倒换.
(2)OLT 上联口实时监测:当 OLT 跟直接上联设备之间的光口、光纤出现异常时候,能迅速做出判断并及时通知下挂的ONU 进行通道切换.
(3)EPON 网络跟主站系统间的实施监测:当EPON 网络跟主站系统之间某一通道出现异常时,EPON 网络能及时感知,并将所有流量切换到备用通道.
5.2 手拉手组网方式选点原则
(1)OLT 放置位置在变电站,两台 OLT 之间的线型,带状区域是最适合的建设点.所以规划时要考虑到变电站的地理位置.(2)同一期的工程尽量以同一地区进行规划,而不是同一类设备(台变、柱上开关、环网柜).(3)尽量做到"承前启后"的布局.考虑到后期将会加入的新站点(ONU、OLT).
5.3 EPON 优点表现面
(1)成本低、维护简单,容易扩展,易于升级.EPON 结构在光传输途中不需电源,没有电子部件,因此容易铺设,基本不用维护,可节约长期维护成本和管理成本;EPON 系统对局端资源占用很少,模块化程度高.(2)提供非常高的带宽.EPON 目前可以提供上下行对称的1.25Gbit/s 带宽,并且随着以太技术的发展可以升级到 10Gbit/s.(3)节省光纤资源,服务范围大.EPON 作为一种点到多点技术,可以利用局端单个光模块及光纤资源,服务大量终端用户,特别适合配网环形或链型拓扑.(4)安全可靠性高.PON终端与终端设备是并联关系,任何一个终端或多个终端故障,不会影响整个系统稳定运行.具有抗单点和抗多点故障能力.(5)带宽分配灵活,服务有保证.EPON 对带宽的分配和保证都有一套完整的体系,可以通过DBA(动态带宽算法)对每个用户进行带宽分配,并保证其 QOS.(6)EPON 是基于以太网的无源光网络,采用的标准是IEEE 802.3ah,相对与其他 XPON 技术,EPON 是目前最为成熟,商用最广的一种PON技术.(7)完善的网管功能.EPON 支持配置管理,性能管理,故障管理,安全管理,告警管理等功能,能管理到 ONU 的 PON 的每个端口业务.
6 结束语
国家电网公司正在全面建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网.配电网是电力供应链的末端,是直接面向社会和广大客户的重要能源载体之一,因此它也是坚强智能电网中的重要基础和组成部分.配网自动化是实施智能化配电网的重要手段,它不但可以极大地提高配电网调度、生产和运行的管理水平,提高供电企业的经济和社会效益,同时可以让广大电力客户直接感受到智能电网所带来的高质量、人性化的服务.
