摘要：光纤通信技术以其高效可靠的特点广泛应用在电力行业中，成为电力通信不可替代的技术支持。光纤通信系统在电网继电保护、监控及调度自动化方面扮演着越来越重要的角色。
关键词：光纤技术；传输性；调度自动化
1 光纤通信技术的概念、组成和特点
1.1 光纤通信的概念
光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。光纤由纤芯，包层和涂层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；中间层称为包层，通过纤芯和包层的折射率不同，从而实现光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输；涂层的作用就是增加光纤的韧性保护光纤。光纤通信的原理是：在发送端首先把要传送的信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出的光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号把它变成电信号，经解调后恢复原信号。
1.2 光纤的机构组成
就光纤通信技术本身来说，应该包括以下几个主要部分：光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。光纤通信在技术功能构成上主要分为：①信号的发射②信号的合波③信号的传输和放大④信号的分离⑤信号的接收。
1.3 光纤的特点
①频带极宽，通信容量大。②损耗低，中继距离长。③抗电磁干扰能力强。除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，且在军事领域的用途也越来越为广泛。
2 发电厂内的光纤通信系统
对于发电厂，厂内有电气、热力、燃料供给等不同的设备，对这些设备的调度控制、运行管理也有所不同，从而形成了结构各异的数据传输的光纤网络。对于变电站，需要对站内电气设备的运行参数进行实时采集，由调度中心对数据和信息进行分析，从而实现远程控制和实时调度。这些具有控制和管理任务的计算机系统构成了控制调度的光纤网络。对于调度所、供电所，所需要处理的数据量大，控制对象多且分散，更需要混合结构的光纤网络保证其正常运行。
电力系统发电厂内的计算机光纤通信网承担了诸如数据传送、数据共享、软件共享、硬件共享、灵活控制调度等任务。目前，由于厂网分开，全国性的或大区域性的电力调度控制任务是由国调、网调、省调、地调和县调中计算机光纤通信系统来承担的。 为此，各个调度机构中的计算机通信网络将多个地区的供电、用电信息及时准确地传送给调度中心，并准确的下达控制调度命令给各个电网。计算机光纤通信系统以其高度的可靠性，灵活的控制力很好地完成电网中分散控制、集中管理、统一调度的目标。
3 高压电网中的光纤通信系统
电力系统中的光纤通信是为电力的生产、输调度和管理等服务的，保证了电力系统安全、可靠地发电供电。针对高压电网，光纤通信系统也是如此。
特别对于高压电网的运行状态、分层控制、调度管理等方面，光纤通信又有更具体的职能。具体任务表现为：负责将有关层次采集到的相关信息，通过光纤通信系统逐级传送上报；将各层次所辖电网运行情况的监视信息，以及相应的统计分析结果等逐级传送上报；将有关层次电网的请求支援信息及时逐级地传送上报，并将相关的调度命令及时的逐级传递下达；有关的计算机数据信息，逐级传送上报和下达；电视会议有关图像信息和语音、数据等信息的传送。
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因为高压电网中信息的传送主要是点对点的方式，所以相应的光纤通信系统也采用点对点的方式。此外，因为所需传送的信息内容多，数量大，所以在传输线路中采用的是密集波分复用技术。
4 在调度自动化中，光纤通信的运用
随着供电可靠性的不断提高，电力系统的各项信息都需要进行可靠稳定的传输，这是对电力系统通信有了更进一步的要求。构建能够承载各项综合业务的通信网络已经成为了发展电力系统的必然趋势，光纤技术也成为组成电网的重要手段之一和发展的关键因素。
目前，在调度自动化中，光纤传输技术在调度自动化中的应用和实施有以下几个方面：
（1）电力系统主要是由发电厂、输变电系统、配电系统等共同组成。而在系统中，信息的采集和传输是其正常运行的关键因素，因此光纤通信技术在电力系统中扮演着越来越重要的角色。双光纤通信的组网方式极其灵活，大致分为树形、星型、链型、网状、环状等。按照智能电网配电自动化系统的特点，光纤网通常采用环型网或者树型环型相结合的网络，并通过与计算机的连接实现数据资源共享。由于环路节点较多，为防止光缆设备故障、通讯中断等通信事故出现，大多数企业采用双光纤环路自愈网，并配置具有自愈功能和自动切换的光纤收发器。当光缆出现故障时，断点两侧的光纤设备通过双环路切换器构成新的光纤路径，实现自愈功能，为电网的运行调度和继电保护系统保驾护航。
（2）某单位在供电区域内设立供电所变电站共有29个站点，在每个站点之间都采用光缆和光端机来开展通信业务，并且在调度自动化中使用智能的PMC设备接入实时数据和语音。在现阶段的通信中，光纤通信承担了整个单位的网络、调度自动化联网、监控的视频以及远程信息业务等重要方面。有效地解决了通信容量以及质量上的问题，为城市的现代化信息化标准化发展建设打下了可靠的基础。
（3）在输电线路的保护方面，光纤通信也有着重要的运用。由于现阶段各单位对电网可靠性不断的提出更高的要求，在这种发展的前提下对输电线保护的要求也随之提高，侧重点也发生了改变。在系统发生故障时要迅速的切除，不能够发生保护不当的情况。因此在对保证电网的稳定运行的工作中，对电网的保护起到了举足轻重作用，是对电网稳定的一项重要保证。保护好传输的通道，对故障信息进行判别找出故障发生在哪个环节，从而使装置更好的受到保护。在区外故障发生时按兵不动，在发生区内故障时迅速进行故障的排除。利用光纤通道的特点，为电流的保护的应用提供强有力的技术保证。
5 光纤通信的发展趋势
在网络技术不断发展，光纤通讯迅速提高的前提下，自动化系统对其的运用也在不断的加深。随着社会不断的进步，人们需求的不断增加，智能化变电站成为了发展的必然趋势，是对光纤更高一个层次的要求。智能变电站是信息采集、传输、处理、输出等全程实现数字化的变电站，是变电站自动化技术发展的延伸。目前，智能变电站的主要技术特征有以下几点：自动化的运行管理系统以及标准的通信网络、网络化的二次设备等技术。智能变电站是变电站自动化和地理信息系统等各项技术的融合和兼并，其发展建设工作正处于起步阶段，工作的重点集中在开关设备、检测设备以及光纤传感器等方面，现阶段还不能够大范围地进行推广和运用。
总结，光纤通信技术作为目前高端可靠地通信技术，其可靠的同步网系统，高效的信息传输率，功耗小，效率高，抗干扰性强的特点，为我国电力行业广泛使用。更在铁路运输、矿业开采、互联网宽带的行业得到大力推广。然而，有些地区因为地域和历史原因还在使用微波通信，我国电力系统的光纤通信建设任重而道远！
参考文献
[1]张永健.电网监控与调度自动化[M].中国电力出版社.
[2]张保会,尹项根.电力系统机电保护(第二版)[M].中国电力出版社.
[3]李文海,毛京丽,石方文.数字通信原理(第二版)[M].人民邮电出版社.
论文作者:王春喜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：光纤论文; 光纤通信论文; 电网论文; 变电站论文; 信息论文; 电力系统论文; 信号论文; 《电力设备》2017年第14期论文;