基于光纤通信技术的配网自动化的分析

摘要：当前国家电网正极力推广建设智能电网架构，从而完成实现电网的清洁、高效、互动目标。而配网自动化技术是坚强智能电网的一个关键部分，本文基于光纤通信技术分析光纤中自承式光缆、光纤环网，配网自动化系统架构中探讨了配网自动化基本配置和数据采集与监控系统，分析可知光纤环网具有能实现ATM、IP等多种速率的业务，应用网管软件完成通信网络的控制与配置，最后叙述了有一定推广意义的SCADA系统结构，这一研究对于配网自动化的进一步推广具有一定的意义。

关键词：光纤通信 配网自动化 SCADA

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0025-01

1、引言

智能电网是基于能源配置的最大优化、确保电力供应安全可靠为基础的，当前国家电网正极力推广建设智能电网架构，从而完成实现电网的清洁、高效、互动目标。而配网自动化技术是坚强智能电网的一个关键部分，相比发达国家的配电网络国内的配电网络的还是比较落后的，本文基于这一背景，分析了光纤通讯技术在配网中的应用以及配网自动化的相关技术，这一研究对于配网自动化的进一步推广具有一定的意义。

2、配网中光纤通信技术

在配电网的自动化系统中，载波通信、无线通信、有线通信以及光纤通信都是常见应用的通信技术，然而其通信质量标准显然是不一样的，就目前智能电网的发展来说，光纤通信技术是目前应用较为理想的方向，下面将就这一技术特点进行详细分析。

2.1 光纤通信技术特点

光纤通信具有以下特点：通信容量大、质量好、稳定性强；通信速率高可达2×108，误码率低10-8以下；光缆传输的抗干扰、抗雷击能力更强，运行环境比较广泛。然而光纤通信业存在着以下缺点：在传输距离长、小容量的情况下，造价成本过高；施工方式与无线通信相比较为麻烦，还需要进行架杆拉线等方式。

2.2 自承式光缆

电力系统通信领域，基于更有效利用输电线路和高压杆塔的情况，通常应用架空地线复合光缆以及自承式光缆（ADSS）。当前电力通信领域中ADSS是应用比较成熟与广泛的一种产品，这类光缆有很强的抗张能力，可直接挂于2电力杆塔间，跨度最大能在1km左右，常见的24芯自承式光缆具有以下特点：自承式光缆应用的是非金属材料，光缆口径小、重量轻、绝缘性能良好、抗拉强度大，线膨胀系数较小，适应温度范围比较广；和OPGW光缆相比，自承式光缆不需要依附于地线或者电力线，能独立的架设在杆塔上，故可实现带电作业施工；应用自承式光缆的通信线路和电力线路更成体系，维护较为方便；光缆内有芳纶丝缠绕，这样ADSS光缆就会有较好的防抢弹与抗张力的性质。

2.3 光纤环网

Synhronous Digital Hierarchy（同步数字体系）是世界通信领域在传输技术发展中的一项关键突破应用，同时其在光传输中也是较为成熟的技术，当前的很多区域骨干传输网都应用了这一传输技术。SDH光纤环网应用的是统一网关管理系统，应用了光纤信道完成多个节点（即网元）之间的同步信息传输、分叉、复用以及交叉连接等网络。光纤环网中节点之间应用的世界统一的网络节点接口Network Node Interface（NNI），采用了标准化的信息结构，即同步转移模式（STM—N，N=1，4，16，25……）。STM—N应用的是块状帧结构，网络管理中的任一节点都应用了标准光接口，完成了各类厂家光路通信上的互联。在STM—N结构中每一基本网元都应用了终端复用器实现低速率码流的复接/分接变换成高速率的码流，其中ADM（分插复用器）则实现高速码流中分出/插入低速率码流，DXC（数字交叉连接设备）则实现同等速率码流之间的交换。光纤环网能实现如ATM、IP等多种速率的业务，应用网管软件实现通信网络的控制与配置，光纤环网不仅在电力系统应用优势明显，且对于未来智能电网更多技术推广具有一定的技术支持。

3、配网自动化系统架构

当前应用光纤以太网通信的配电自动化系统下面对相关结构进行简要分析。

3.1 配网自动化基本配置

基于国内配网自动化技术的发展，实际应用规划主站的基本配置如下：数据库服务器——当前应用的有ORACLE9i或SQLSERVER 2000商用以及实时数据库系统实现数据存储、处理和对各工作站转发处理过的信息；前置机（数据采集工作站）——完成配电终端、配调子站和采集终端的数据采集与预处理，同时对应用服务器传送处理的信息；SCADA（配网工作站）——为配网与调度人员应用人机界面，包括曲线、饼图、棒图、接线图等实现多窗口、漫游等形式监视数据与控制；馈线自动化工作站——为配网调度人员提供自动故障定位、故障隔离和恢复用电的应用；WEB服务器——为运行人员提供终端配网状态、报表等浏览；GIS工作站——为调度相关管理人员提供地理信息系统。

3.2 数据采集与监控系统

数据采集与监控系统（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）是配电自动化的核心，其实现了电网各站的数据显现到监控屏上，能让调度员清晰的实现调度与感知能力。SCADA点有：应用的FTU智能化算法，改进了配网系统的稳定性、抗干扰能力，提高了精度；开发了小电流接地智能架构，解决了小电流接地的技术问题；实现了智能开关技术，应用了标准的主站支持系统。

4、结语

本文基于光纤通信技术分析光纤中自承式光缆、光纤环网，配网自动化系统架构中探讨了配网自动化基本配置和数据采集与监控系统，分析可知光纤环网具有能实现ATM、IP等多种速率的业务，应用网管软件完成通信网络的控制与配置，最后叙述了有一定推广意义的SCADA系统结构。在实际配网自动化改造与应用中，还应进行相关FTU相关的应用与设计。

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