张亮 王钰
(中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司 陕西 710054)
摘 要:在信息化、智能化不断发展的今天,电力系统通信也已逐渐成为人们关注的焦点,同时其面临的诸多技术和应用难题也逐渐被人们所重视。而电力系统通信中的接入层网络因其面对终端用户,需要解决不同生产厂家、不同设备型号和不同接入协议之间的兼容与互联互通等问题,因此也成为电力系统通信中最复杂、最困难、最需亟待解决的技术难点之一。而近几年快速发展的EPON技术就能够有效解决电力系统通信接入网存在的接入难、接入费用高、设备维护复杂等问题。
关键词:EPON技术；电力系统；通信；应用
电力系统中的通信网络承载着电力系统的信号调度、数据采集、故障报警、远程操作、视频监控、办公自动化、客户管理、资源管理等众多业务，对电力系统的安全稳定运行具有极其重要的支撑和保障作用。
一、电力通信网的结构及存在问题
电力系统通信根据网络结构可以分为：干线网与本地/城域网。干线网是对整体电力通信网的业务进行调度和管理，本地/城域网是对辖区的变电站、所，营业大厅等相关直属单位的业务进行调度和管理。同时，本地/ 城域网又分为核心网和接入网，核心网主要实现业务汇聚、大颗粒调度、与干线网互联等业务，而接入网主要实现各站点的业务接入、通道分配、数据采集等业务。电力系统通信的的主要功能包括：电力系统的业务自动化管理、安全稳定控制管理、继电保护、管理信息业务、视频管理系统、供电小区业务管理系统等功能。
可以看出，随着电力系统管理功能的不断扩充，电力通信网络承载的信息量也越来越多，这样就出现了带宽不足的问题。同时，由于不同控制系统或业务之间的协议不同，不能有效的实现各业务之间的信息共享和各控制系统之间的互联；因此，无法对整体电力系统的信息进行统一的分析和控制，也就不能智能的、有效的、实时的对电网系统提供最有效的电力调度方案，不能及时的发现电力系统运行的不稳定因素，不能及时的对电网进行维护管理，并排除故障，这会给电网运行带来很大的安全隐患。
二、电力通信EPON 网络的架构分析
以光纤接入方式的EPON 网络建设成本较低，能够根据系统的通信需要进行升级，而且EPON 网络的带宽能够满足电力网络通信的要求，能够有效的覆盖网络的电网的分布地区，节约电力通信资源，安全性、稳定性比较强，能够为电力系统的通信提供保障。
EPON 网络的基本结构。EPON 网络架构主要由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）等三部分构成，具体的系统架构如下图1 所示。
在EPON 系统的信息上行传输方向，主要采用的TDMA信息传输方式，使多个光网络单元ONU 共享网络的信道容量和相应的信道资源，系统上行的信道传输信息的都是由OLT 集中控制，每一个ONU 根据通信协议按照OLT 分配的时间间隙进行信息的传输，由于每个ONU所采用的时间间隙是根据OLT 分配的，各不相同，在信息的传输中不会发生冲突和阻塞的现象。
电力系统EPON结构。如图2，在局端机房的EPONOLT设备中，通过POS、ONU 设备将多个单元连接起来，并连接到电力系统的主干网络上，能够有效的实现电厂、变电站、营业厅、办公大楼、远程控制系统和视频监控系统等相关的部分接入，有效的保证本地/城域网与主干网的互联。通过采用标准的TCP/IP 通信协议，保证了EPON网络通信的兼容性和扩充性，对于不同网络的通信方式，可以采用诸如RS232、RS485 或其他专用通信接口实现网络通信的兼容与信息协议的转换，实现信息在IP网络上的传输。为确保网络通信的安全性、可靠性、有效性，在EPON 网络与主干网之间采用双环光纤网络连接，使系统具有双总线，使网络构架更加灵活可靠，能够有效的实现网络通信安全与稳定。系统采用无源分支技术，运用单一的ONU 进行连接，在一个ONU 出现故障时，不会影响整个系统的工作，保证系统的有效运行和稳定性。
三、EPON 的电力通信网建设
EPON 网络的架构方式。EPON 网络的主干网主要采用电力系统中的SDH传输网作为信号传输信道来搭建骨干数据网络平台，其主要采用IPoverSDH技术实现，能够使EPON 网络的信号传输速率达到100Mbit/s。这种架构的方式主要是依据现有电网的架构进行设计，其不需要对电网的结构进行变动，只需在电网的SDH 设备上加装INTERNET 上网设备，就能够实现EPON 通信网络；这样可以充分的利用SDH信号传输网络的保护机制，网络搭建的成本较低。EPON 作为电网的通信网络，能够为电网提供宽带接入服务，并根据电网的需要可以提供网络数据的控制和调度服务，通过相应的网络管理软件可以对网络的不同业务制定、分配带宽、信号调度、性能管理、通道管理和自动化管理，实现电网的安全运行。在具体的架构设计时，还要考虑线路终端的布放和光网络分配单元的设计，根据各个电厂、变电站、办公楼宇、视频监控、不同居民小区的要求，选择不同的FTTP 的信号接入方式，来满足不同的需求。
四、EPON 的子网接入
EPON 子网的接入可以在沿途的主干线中进行接入，根据距离的远近可以采用无源分光器进行逐级接入，保证EPON 的接入速率在1Mbit/s～1Gbit/s 范围内可调。其采用的无源分光器是性能良好的光学器件，不存在感应电压，能够有效的防止雷击，不会产生干扰信号，通信功能的扩展性能好。而且，EPON 网络的接入，不需要改变原有的电力通信网络结构，采用OUN 进行直接连接即可。采用这种方式，能够有效的保证网络的安全性能，在一个EPON 的网络设备存在故障时，不会影响其他网络的工作情况。这样，网络出现故障率比较低，便于维护管理，同时也能满足新的EPON 子网的接入。
结语
EPON 的网络接入是智能电网通信接入的有效方式，它可以为系统的用户提供可靠的数据传输、视频监控业务、语音业务、远程控制、业务调度和远程抄表等功能，可以实现电网的继电保护和自动控制的功能，使得电网的通信系统更先进、可靠、运营成本更低，能够满足市场发展的需求。
参考文献
[1]李学易，韩一石，韩国军，等.基于EPON的综合接入组网设计[J].光通信技术，2009（9）.
[2]周锁根，尹树华，徐晓，等. EPON在应急通信中的网络拓扑结构研究[J].光通信技术，2010（9）.
[3]吴国沛，刘育权.智能配电网技术支持系统的研究与应用[J].电力系统保护与控制，2010（12）.
作者简介
张亮（1981.6），男，陕西渭南人，中国人民解放军西安通信学院 通信工程 本科，工程师，单位：中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司。
第二作者；王钰（1984.12），男，陕西西安人，太原科技大学 通信工程 本科，助理工程师，单位：中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司。
论文作者:张亮,王钰
论文发表刊物:《电力设备》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/4/15
标签：网络论文; 电力系统论文; 电网论文; 业务论文; 通信论文; 电力论文; 系统论文; 《电力设备》2016年1期供稿论文;