摘要：随着社会经济水平的不断提升，以及科学技术的不断创新与发展，人们对电力通信的需求越来越高，作为一种专用通信网络，必须确保电力部门应用通信技术的有效性，并保障电网现代化管理、商业化运营、自动化控制，从而为人们提供高质量的信息通信服务。目前，由于光纤技术具有传输损耗低、传输容量大、抗干扰能力强等优势，已经大规模应用到电力通信系统当中，但随着城市规模的不断扩大，给电力通信的联网工程的建设带来一定难度，致使通信工程越来越多，对此要积极探究光纤技术优势，开发新型的光纤技术，降低光纤技术应用成本和维护成本，满足人们的电力通信需求。
关键词：光纤；电力智能；集抄系统；高端应用
一、项目背景
近几年，国家电网公司和南方电网公司对设备通信方式的招标中，逐渐出现对4G无线通信和光纤通信的要求，慢慢代替原有的GPRS/CMDA 2G通信方式和以太网通信方式。继电保护、安全自动装置、自动化已普遍使用光通信技术，通道可靠性有了极大提高，摆脱了带宽、时延、可靠性等原有通信条件的束缚，跨区域的控制成为可能，跨系统的监视、分析成为现实。电流差动保护、新 EMS系统等新的电网控制技术得以广泛推广。目前，国内电网均已建成可靠的电力通信网络，形成了以光纤通信为主，微波、载波、卫星等多种通信方式并存，分层分级自愈环网为主要特征的电力专用通信网络体系架构。传输媒介光纤化，业务承载网络化，运行监视和管理正在逐步实现自动化和信息化。
二、相关现状
目前，昆明计量自动化终端通讯采用以下几种通信方式：230M、GPRS/CDMA无线公网、RS485总线、电力线载波、微功率无线和昆广网络直采。但每种通信方式都具有特定的优点和局限性，存在以下问题：
（1）网络运营商逐渐淘汰GPRS/CDMA通信， 2G信号覆盖和通信能力越来越差，出现无线信号弱或者终端在线，但无法进行数据传输等现象，导致部分终端设备无法与主站正常通信。
（2）部分地下配电室GPRS/CDMA信号、运营商以太网络均未覆盖，导致终端无法覆盖。
（3）计量自动化系统数据受信道制约造成数据实时性差。
（4）GPRS/CDMA、230M通信因通信速率低，无法支持远程费控、负荷控制、实时状态监测等工作开展。
（5）部分农村、乡镇集抄建设存有线网络直采无法布线施工，载波集抄存在载波通信孤岛情况突出。低压集抄部分小区的电力载波通信受电力线上电网阻抗变化、噪声、谐波等影响比较大，集抄抄表率不稳定。镇区农村普遍属于架空铝线，经过长年老化后，载波通信衰减比较严重，抄收效果不理想
（6）RS485长距离通信压降造成通信不稳定，和强电同通道敷设易受电磁干扰。
（7）集抄昆广网络直采的方案可分配IP段紧缺，在用IP多，管理难度大、运营商网络覆盖存在局限性，通道租赁费用高。
为了解决以上存在的问题和能够符合智能电网的通信效果和特征要求：通过实现数据读取的实时、高速、双向通信的效果，能将配电网末端的每一个需要监视、控制、管理的计量自动化终端和电表设备数字化，通过网络化的信息通信平台进行数据的交互和整合，使自动化终端的运行管理由“静态”模式转变成“动态”模式，并具备康复自愈和优化、用户参与、灵活的供用电方选择等特征。昆明供电局计量中心提出了基于4G，以太网，光纤等多种实时通讯方式构建高可靠性的自动化抄表系统用方案。通过本项目的实践，对探索适应昆明地区用电环境复杂、通讯资源覆盖局限情况下的远程抄表方案具有积极重要的作用，通过技术的积累的尝试，本项目实现的基于无线公网4G转以太网、光纤的远程抄表系统具有广泛的应用前景和推广价值。
三、建设目标
（1）完成基于全网通公网4G转以太网、转光纤设备、采集器及电能表光纤通信模块的研发。
（3）解决地下配电室无GPRS/CDMA信号问题。
（4）解决电力线窄带载波集抄通信干扰、衰减严重、信号孤岛突出、通信速率低的问题。采用该研发成果的集抄方案具有损耗低、抗电磁干扰能力强、通信速率高、稳定性强等通信优点。
（5）解决光纤直采集抄有线网络传输距离短、铺设难度大的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆上行是无线4G全网通通信下行为光纤网络通信的方式，4G网络通信无需铺设网络线路，光纤属于石英材料，体积纤细，损耗低、抗电磁干扰能力强，适合远距离传输，网络铺设简单容易。
（6）解决原有有线网络通信的IP资源紧缺和管理复杂问题。三家公网运营商的4G卡IP资源丰富，不存在紧缺现象。采用设备号管理方法，简化原有的IP与设备号结合的管理方法。
（7）研发成果组建的抄表方案具有通信速率高，稳定性强，能保证数据抄收速率和实时性，可以实现按小时或者更短时间间隔抄收终端数据，提高数据巡测效率，保障远程拉合闸、负荷控制的开展。
（8）研发成果包含五种通信方案和兼容了原有RS485通信和无线组网通信，能适应不同的地理环境集抄方案。
四、建设思路
（1）首次在国内开展基于4G公网、以太网、光纤的远程抄表系统的实用化研究。
（2）使用光纤直接接入到终端，大大提高了点对点通信的有效距离，减少了线路的中间交互，路由设备，降低整体线路的故障风险。
（3）提出了一种新的计量自动化远程数据采集传输通信方案。
（4）光纤直接接入到终端，光模块可以检测到是否有光信号，可以明确指示出光纤是否有断开或连接不好，降低维护难度。使用光纤作为通信线路，几乎可以忽略掉电磁干扰对通信线路的影响，提高通信的可靠性。
（5）4G转光纤和4G转以太网设备达到对无线4G网络覆盖范围远距离扩展的目的，有效解决终端覆盖安装问题。
（6）4G转光纤，4G转以太网通信设备兼容多种光端及网络的协议，直接拨号或者获取地址进入网络，有效的提高了数据的安全性及节省IP资源。
（7）采集器及电能表光纤通信模块的研发，率先实现了光纤到表的表计电能量数据直接采集。
五、技术路线
1234该项目研究，通过把无线4G全网通信技术、光纤通信技术、以太网通信技术结合在一起，研究出公网4G转以太网、公网4G转光纤、采集器及电能表光纤通信模块三种通信转换设备，可用于建设高速率传输的专变、公变、集抄数据传输通道，构建一种稳定性高、通信速率高、实时性强的计量自动化通信系统。
（1）根据上述项目主要内容所述，完成公网4G转光纤、公网4G转以太网、采集器及电能表光纤通信模块的技术方案及设计。
（2）完成软硬件开发、产品试制、性能试验。重点研究解决三种设备的通信协议转换兼容问题。
（3）完成现我局计量自动化系统通信方案的调试，终端地址管理、IP地址管理转换的开发。
（4）选取具有针对性代表性的试点，如：选择昆广网络直采集抄未能覆盖的小区，选择无信号覆盖的专、公变地下配电室，选择需数据实时性要求高的用户，选择原载波集抄运行指标低难提升的集抄小区进行改造等。
（5）实验数据收集和研究成果改进：试点试运行后，至少持续开展1个月的数据分析和运行情况监测。
结束语
未来技术的不断革新会让光纤传输技术实现技术创新，在各个方面的功能也将不断完善，更好地为人们所服务。因此，电信行业未来具有广阔的发展空间，也为光纤通信技术的发展提供了更有利的条件。面对海量的数据和长距离的考验，电力通信工作也将面临更大的挑战，光纤通信技术的优势也将进一步体现。
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论文作者:杨茗,张宇瑶,王雷,陈莹
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/6
标签：通信论文; 光纤论文; 公网论文; 终端论文; 以太网论文; 载波论文; 电网论文; 《电力设备》2019年第3期论文;