基于EPON技术的配电自动化系统研究

赵方方

（宿州明丽电力规划设计院有限公司 安徽宿州 234000）

基于EPON技术的配电自动化系统研究

赵方方

（宿州明丽电力规划设计院有限公司 安徽宿州 234000）

关于配电网络实现自动化这一技术，是保证智能电网可以进行有效数据传输的依据因此，对于配电自动化技术我们必须做到与时俱进，通过现代化的信息技术与通信技术对其进行有效的改善，对于保证电网运行安全具有十分重要的积极意义。EPON是一种基于以太网的PON技术，将其应用在配电自动化系统中能够显著提升通信的可靠性。本文对EPON技术在配电自动化系统应用进行了简要分析。

EPON技术；配电自动化系统；应用分析

我国经济发展令电力事业得到了快速的发展，为了保证电网的顺利运行，必须做好配电自动化工作，所谓配电自动化系统正常发挥功能需以先进的通信技术为支撑，其运行过程中能够进行命令传递与信息收集。该系统中存在大量的远方终端，所以，要想保证系统的运行可靠性，就必须重视从通信方式上进行改进，在确保其作用发挥的基础上，尽量提升系统的运行效益，为我国电力事业发展做好基础工作。

1 配电自动化系统对EPON技术的需求

1.1 配电自动化系统中EPON技术介绍

EPON技术是基于千兆以太网技术的无源光网络技术。EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。

它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。

1.2 配电自动化系统对EPON技术的需求分析

配电自动化系统对EPON技术的基本需求主要有以下内容：

（1）要具有可靠性。一般情况来说，通信系统由于往往处于户外环境中，受气候因素与天气条件、外界干扰的影响较大。在这种情况下，为了保障自动化系统可以正常发挥作用，就必须重视提升通信的可靠性。

（2）要能够进行双向通信。自动化系统的正常运行，需要保证能够进行双向通信，不仅要求能够实现数据上报，还必须保证能够顺利接收命令。

（3）要具有可扩展性。配电自动化系统中有很多的远端设备，并且还在进一步扩充过程中，因此，为了保证系统功能的实现，带宽应具备可扩展性。

（4）设备在维护时要相对便利。通信设备功能非常重要，因此，有必要对其进行经常性维护。考虑到现实中其经常与监控等设备保持着连接，再加上施工也通常在户外进行，所以，应尽量保证后期维护的便利性。

（5）技术要具有较高的经济效益。先进技术固然有很多优势，但是在进行利用的过程中，也要重视对现有资源进行重新整合与规划，避免不必要的浪费。

由于EPON技术结合了无源光网络技术与以太网技术的优点，具有低成本，高带宽，可靠性高，与现有以太网可以进行有效的兼容，方便的管理，对称速率为1.25Gbit/s，传输方式为无源光纤，并支持多项业务。所以，将其应用在配电自动化系统中，对于提升通信的可靠性是具有重要的现实意义的。

2 基于EPON技术在配电自动化系统中的应用研究

本文以某地配网自动化工程为例，介绍了EPON在配网自动化工程中的应用。该项目通过对EPON技术的采用以实现通信组网和无线公网GPRS互为备用的组网模式，将5套OLT分别设置在艾湖变、江坊变、高新变、青山湖变和秀泊变，并通过手拉手的保护方式来实现全光路保护工作，以期建成无源光网络系统，最终实现对覆盖某地高科技开发区的34条10kV配电线路的配电自动化通信网络。建成后的系统具有可承载该区域所有10kV主干线路及其配电自动化、用电信息采集、双向互动营销等各种智能电网的双向通信业务，满足一次系统各种配电智能终端的通信要求。

2.1 EPON技术在该项目应用中的可行性分析

（1）在经济效益方面：由于EPON的无源器件铺设与维护均比较方便，因此，其能够显著降低运维成本，经济效益优势突出。另外，其局端具有模块化特点，无需过高的投入，并且扩展性能也比较好。

（2）在可靠性方面：ONU在EPON系统中是并联的，所以，终端设备同样是并联的。此种方式使得系统的平稳运行不会因为某个终端出现故障而受到影响，具有较高的稳定性与可靠性。同时，EPON具有加密机制，能够为各个平面的正常运行提供可靠保障。

（3）在带宽方面：EPON具有带宽大的优势，在以太网技术不断完善的基础上，其能够从1.25Gbit/s、提升至10Gbit/s，可以更好的满足配电自动化系统不断变化的带宽要求。EPON网络结构决定了其能够服务更多的用户，并且其还能够借助动态带宽分配，提升用户的服务满意度。

（4）在功能方面：EPON具有多项管理功能，并且可以借助监控系统，实现DTU等监控设备的高效管理。

2.2 基于EPON技术进行某项目通信网络组网方案分析

通信网可以作为终端与主站通信的渠道。在主站与子站系统中分别放置光线路终端，能够通过光线路终端形成通信网络。监控终端的数据可以经过远程终端单元转发，以此构建通信网（图1）。

图1 配电通信组网EPON组网图

由此图我们可以看出，该项目在进行构建的过程中，ODN采用的一般是“环形+树形”或者“链形+树形”的方式来实现组网的，在组网过程中将所涉及的几个变电站几条线路采用是手拉手的连接方式（相邻的两个变电站OLT各出1个PON口组成手拉手的2条链）来实现的，各个ONU通过双PON口分别连接到这2条链上，这样可以实现OLT设备、主干光纤、PON端口、分光器、分支光缆全网的保护，任何1台OLT、任何1个PON口、任何1个分光器、任何1条光缆出现故障都不影响ONU的正常使用。

我们可以看到EPON通信系统通常包括四个部分：①主站系统；②子站系统；③现场终端；④通信网。

主干通信网能够通过借助快速环网保护协议，可以有效提升其可靠性。快速环网保护协议中包含多个节点，其主节点一般是主站的光线路终端，传输节点则一般是子站的光线路终端。快速环网保护协议能够在网络业务流量较大的情况下，确保正常的业务秩序，具有十分重要的保障作用。

树状拓扑结构决定了通信网具有一个非常显著的优势，即设备运行不会被其他设备的故障所影响，故障发生率非常低。DTU等监控终端借助网线就能够接入光网络单元，可以显著提升通信效率。在子站增加的情况下，进行扩展无需中断现有应用，非常方便。

通信系统的各个部分“分工明确”：主站的功能主要在于实现人机交互、确保配电运行秩序；前置机的功能在于建立数据链路，可以作为收发中转；监控系统的功能在于监控和维护；DTU等终端设备的功能在于采集数字量等。

EPON系统能够联系主站与子站，高效传递信息。光线路终端本质属于业务平台，支持WDM传输、E1接口等类型的业务。光线路终端不仅可以进行网络集中，还能够结合用户的实际服务要求分配带宽。终端的使用无需电源，并能够在户外放置，维护非常方便。光网络单元能够向控制中心发送来自终端的数据，也能够将数据传递至监控设备。

3 结束语

由此可知，在做好EPON配电自动化系统的研究工作的同时，也要提升对配电网络自动化程度的管理，在通过实际案例的介绍中，我们发现基于EPON的通信技术可以有效的提高通信的速度、降低成本，并通过对相关事项的改变，可以有效提升通信网络的可靠性，这样对电力应用的经济效益的提升有所帮助。从这些特点我们可以看到，通过这种技术的使用，可以有效提升配电自动化系统的应用价值。本文就是通过对EPON技术在配电自动化系统中的实际应用效果，并通过与通信网相互结合，最终对组网的方案进行了有效分析，希望可以为广大电力从业人员提供有效的参考价值。

[l]国家电网．基于以太网方式的无源光网络（EPON）系统[Z]．北京：国家电网公司，2009．

[2]李学军，林芳茜.智能电网技术在我国的发展与研究[J].创新与发展，2015（12）.

[3]康王可，常新桥，李文琦.配网自动化系统中EPON技术应用系统探究[J].河南科技，2014（23）.

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2016-4-12