（新乡华源电力勘察设计有限公司 河南新乡 453000）
摘要：就目前而言，电力配电网主要包括配电主站、配电子站以及配电终端。这三层级之间要通过通信系统进行连接，通信系统的作用就在于不同层级之间进行数据信息的交换，其直接决定了配电网的运行状态。基于此，本文就基于EPON的电力配电网通信进行相关讨论。
关键词：EPON 配电网 通信
前言：EPON是一种新式光纤接入技术，常常由光线路终端、无源光纤网络等多个部分组成，不仅实现了无源光纤传输，同时还能够在以太网上提供不同种类的业务服务。EPON应用于接入网的优势主要有：①具有较灵活的组网的方式。②具有较高的带宽。③能直接节省大量的光纤资源。④具有较灵活的带宽分配方式。⑤具有较高的安全可靠性。本文就其在电力配电网通信中的运用进行相关分析。
一、基于EPON的配电网通信方式结构分析
现阶段来看，配电网的架构主要有单电源辐射状连接形式、双电源手拉手环网形式。前者的信息点分布相对分散，后者信息点分布较为集中，主要在主干线以及分支线上。
1）匹配于单电源辐射状的通信结构。与单电源辐射状网络通信结构相适应的模型如图1所示。此种配电网通信设计方面的困难之处在于具有较多的分段以及分叉，并且TTU相对分散，所以设计的关键点就在于怎样提供高带宽、高可靠性的通信模式。按照不同的终端信息点分布状态来看，基于EPON技术进行单电源辐射状配电网通信模型设计过程中可以采用如下几种模式：集中分光模式、两级分光模式以及串联多级分光模式：①集中分光模式。此种结构模式是在变电站或者开闭所来布设光线路终端，在配电设备周边的电线杆或者配变箱内设置分光器，而在设备箱内设置光网络单元。此种模式的光路设计比较简单，主要应用在信息点相对集中的场所。②两级分光模式。此种模式的主要优势在于主干光路具有较好的一致性，此种模式主要应用在配变设备或者信息点相对集中的场所。③串联多级分光模式。此种模式的主要优势在于良好的光网络扩展性，光线路设计比较简单，此种模式主要应用在配变设备或者信息点相对分散的场所。
2）匹配于双电源手拉手环网形式的通信结构。与双电源手拉手环网形式通信结构相适应的模型如图2所示。此种模型的RTU主要是按照环网柜的设置位置以及主干的开闭来布设的，从而形成手拉手的形式接入到不同的配电子站当中，在两配电子站之间会形成贮备通信保护。此种配电网的架构形式是现今建设一次线路的主流形式，此种连接方式可以通过主干光纤保护模式以及手拉手全光路保护模式进行通信：①主干光纤保护模式。此种模式主要适用于配电设备分布比较密集的情况。②手拉手全光路保护模式。此种模式主要适用于信息点分布的相对稀疏的配电网通信系统。
二、配电网的总体通信方案分析
在进行配电网总体通信架构设计过程中，一定要充分考虑已有的电力通信网络情况，同时要使配电业务更加的安全可靠。按照这些关于配电网网络架构和通信模式的基本需求，再加上EPON技术的应用就可以进行配电网总体通信方案的设计。一般情况下的电力配电网都会包括3个层级，对于这种配电网结构来说，在主层站以及子层站之间的主干网上大多采用了基于有源光网络的通信方式，配电终端主要的作用就在于对现场不同设备（环网开关、柱上开关、箱式变配电变压器、集中抄表系统以及开闭所等）信息的采集以及监控。由于配电网终端设备具有数量大、种类多以及分布广等特点，因此采用合理的配电方式对于实现配电网的自动化是非常重要的。而EPON技术的OLT与ONU之间只需要采用光纤以及分光器等无源元件进行联系，不需配有庞大的机房以及相关的电源，很大程度上降低了建设和运营成本。
在此种通信网络结构中，主站系统设置了双实时通信网络来提升系统信息交换的可靠性和实时性，同时将OLT配置到子站当中。在主站系统内配置有多个管理以及业务方面的服务器，这样就能够对所有的通信端口参数进行初始配置。在配电网的二层通信网络，通过快速环网保护协议来连接不同的OLT设备，使其形成环网，用于完成毫秒级的业务转换。RRPP属于以太网方面的一种链路层协议，这种协议可以降低配电网故障的收敛时间，从而能够良好的预防数据环路造成的广播风暴。此系统中RRPP环的工作方式如下：配电网的主站作为主节点来配置不同端口的相关参数，在正常工作状态中，主端口会按照一定周期发送Hello报文，而从端口会接收发送来的报文，只要接收到就会马上闭塞从端口。RRPP协议能够进行一定程度的自愈，例如在环网出现某些故障时，故障点的相邻节点就能够发现此种故障，同时也会给主节点报送故障报文。主节点一旦收到故障报文就会立即开放相应的从端口链路，并且通过报文的形式告知其他节点故障的发生，使其转变传输的方向。处于正常工作状态的节点在获得报文信息后就会对转发表数据进行相应的更新，从而使其转换到正常链路上。
此外，对于不同的终端层来说，各个OLT通过不同的模式（主要包括树形模式、手拉手全光路保护模式以及串联多级分光模式）和不同的ONU相连，从而将不同的光口汇集到一起。终端的不同设备，例如RTU、FTU以及TTU等就可以通过网线接入到最近距离的ONU设备当中。由于每一个ONU设备都能够支持TCP/IP协议，同时具有10/100M的端口，所以能够有效的提升整体配电网的通信效率。另外，在通信网络运行过程中以及故障恢复过程中，有可能会发生OLT下属的全部ONU同时等待的情况（此种情况较为极端，不易发生），此种情况下的系统会面临非常大的负载压力，有可能会造成注册冲突。可以采用通信系统随机跳窗以及发现窗内随机延时的方式来防止出现此种极端的情况。
三、小结
总之，在智能电网的迅猛发展过程中，利用EPON 的配网通信技术，将有利于实现配电网通信技术的自动化，进一步推动配电网的稳健发展。因此，只有详细掌握和了解EPON 的配网通信技术的相关优势，才能根据实际情况，选择使用最佳的组网方案，确保整个配电网系统的高效、安全运行。
参考文献
【1】刘文周.基于EPON的配网通信技术研究[J].科技研究，2014，（21）.
【2】程远，石丰琦，樊强.基于EPON的配网自动化通信技术研究[J].电力系统通信，2012，（12）.
论文作者:焦坦,王纪强
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/8
标签：模式论文; 配电网论文; 此种论文; 通信论文; 终端论文; 报文论文; 手拉手论文; 《电力设备》2016年第17期论文;