光纤通信技术在配电网自动化系统中的实践

刘怀远

（海南电网有限责任公司 三亚供电局配电管理中心，海南 三亚 572000）

0 引 言

配电网通信系统包含着不同的组成部分，复杂程度较高，在利用光纤通信技术时需要根据不同的情况及不同条件和环境来进行有效利用，发挥其应有的价值和效果，建立可靠且完善的通信方式。对于光纤通信来说，需要考虑技术和成本方面的因素，避免在应用时存在较为严重的成本浪费问题，提高实际的通信效果和水平。

1 光纤通信技术的概述

1.1 原 理

为了使光纤通信技术能够在配电网自动化系统中发挥其应有的价值和效果，在实际实施时需要了解光纤通信技术本身的特点，为后续工作指明正确的方向。光纤通信技术实质上是利用光波来完成信息的有效传递。完整性的光纤包含内部和外层两部分，共同组成光纤通信系统，由较多数量的光纤线路形成完整性的光缆。玻璃物料是生产光缆中最为基本的材料，并且具备较高的绝缘性，能避免对其他的线路造成一定的影响。光纤通信技术要保证信息传递速度是非常快的，并且也要承担不同的通信信息数量，避免出现能源消耗的问题[1]。此外，光纤通信技术在实际实施时表现出较高的抗外界干扰能力，已经成为社会上广泛关注的问题。特别是随着配电网自动化系统的广泛利用，融入光纤通信技术能够保证系统传输的稳定性，避免在后续工作中存在严重的干扰问题，从而使得光纤通信技术应用效果能够得到全面提高。

1.2 特 点

光纤通信技术属于高速率的数据通信网络，不仅具备高效率的性能，而且还可以防止出现较为严重的干扰问题，是其他通信方式很难达到的优势。光纤通信不会受到电磁波或者是电磁场的影响，整个系统的稳定性非常明显。通信网络具备较强的自愈功能，能够在环形结构光纤通信网络中形成不同的测量点，为了使光纤通信可靠性能够得以充分保证，需要采取双环通信网进行合理利用。这主要是由于如果通信出现故障的话，那么可以进行自动切换，保证主站到各子站之间的畅通性，使得通信能够具备较为完善的可靠性[2]。另外光纤通信技术配置非常灵活，扩展非常方便，如果在配电网中需要增加新的特点的话，那么可以在就近的光纤通信环网内直接打开相对应的链接。在实际优化时需要考虑连接的速度以及通信节点的特征，可以根据光纤通信技术本身可扩展性的功能满足配电网自动化系统本身的扩展需要，灵活应对在实际工作中所存在的问题。此外，光纤通信技术具备完善的通信接口，如果用户采用扩展性的通信口的话，那么要融入接口转换器，转换成实际工作中所需要的通信接口工作电源。

在静态工作电流下需要优化工作电流传输数据时的最大值，通过低功耗的设备防止在配电网中出现较为严重的能源消耗问题。由于整个光缆传输的是光信号，所以强电和磁场的干扰力较小。值得注意的是，在实际铺设时需要考虑周边的环境加强对其他电缆和管线的有效分析，避免对线路运行造成一定的影响，从而保证系统可以更加平稳地运行，在地面上要和加工电压线同杆架设，保证系统的平稳利用[3]。

2 光纤通信技术在配电网自动化系统中的应用优势

当前通信网络中，光纤、卫星以及无线通信这3个部分共同组成了光纤通信网络，从实际情况可以看到如果通信信息传输量比较大的话，那么能源使用量会根据宽度变化等情况进行有效节约，能够完成远距离的能源输送。由于光纤能够进行远距离的信息传递，所以在实际工作中需要进行合理性的划分，从而节省通信系统中的能源消耗，保证系统的平稳性运行。外界因素干扰很容易会导致通信质量降低，其对于配电网的主要表现形式为干扰信号频率，这会对通信系统内部造成非常严重的影响，所以在实际光信号生产中需要完善频率范围的设置，防止在外界出现较严重的干扰问题[4]。另外还需要增加系统本身的绝缘性，以此来有效应对在实际传输时所遇到的问题。此外还可以在电网自动化高压输电线路中设置平行的支架结构，或者是可以设置电导体负荷物料的电缆结构，在配电网自动化通信系统中达到保密性和规范性的要求。如果在信号传输时出现泄漏，那么很容易会导致系统出现瘫痪。

在系统优化时，可以在光纤上涂抹消光剂，达到良好的预防效果。在利用较多光线线缆时需要进行干扰因素的有效协调，避免对后续运行造成一定影响。以往的配电自动化模式中，主要是根据变电站和核心控制中心进行信息的传输，但是很容易存在严重的干扰问题，使得通信效果无法满足相关的标准。因此，在实际工作中要利用光纤通信技术来解决以往工作中所存在的不足，将数字变为音频，利用专门的线路完成信息的传输任务，从而提高后续的应用效果。

3 光纤通信技术在配电网自动化系统中的具体应用

3.1 系统的设计

3.1.1 点对点的配置

对于不同工作站之间要以光的方式进行互联，完成点和点之间的通信在这一方面应用时比较适用于距离较长（几十千米以上）或者是不同的站点。这些站点距离中心站距离较远，所以在实际实施时需要将不同的设备连接到环形网络中，采取点对点的方式满足实际工作需要[5]。在这一设计方案中需要将光端设备转发开关放置的位置中，具体结构如图1所示。

图1 点对点结构形式

在系统设置时需要支持多点通信，在环形通信系统中有一个主站来负责信息的传输，对于连接在环路上的子站来说需要进行地址的查询，每一个子站接收来自于不同的查询命令。只有确定最终查询报文中的地址，才可以进行信号的响应，具体方式如图2所示。

图2 环形配置方式

这一方案比较适合配电系统多点、分散通信的特点，能够多方位满足实际的通信要求。光端设备的转发开关装置需要放置在断开的位置，子站要放置在转发的位置，这样可以使主站能快速地接收到有关环路方面的信息。之后再以光的方式沿着环路进行，返回之后再转发相对应的数据，使得不同的子站就会处于半双工通信的状态中，有效提高了实际的应用效果[6]。

3.1.2 环网通信的对等配置

在环网通信对等配置时，环路中的各个点都可以作为主站，但是每次数据传输时需要经过一个主站，主站和子站之间要转发开关的设置。当环路没有任何信息传输时，转发开关要放置在转发的位置，如果某一个子站划分到了主站，那么要处于断开的位置以保证信息的有效传输。各个站点在转发开关时要由控制中心软件进行合理控制，从而使得转换开关能够处于正常的工作状态中，避免在信息传输时存在着严重的干扰问题，具体系统结构如图3所示。

图3 对等环路配置方式

3.1.3 光纤单环网和双环网的设计

在应用光纤通信网络节点时，如果节点比较多，为了防止出现较为严重的通信故障而中断，需要采取光纤双环路通信的方式。在双环路通信装置设置时，需要在光端设备中融入自愈功能，即使是某一阶段的光缆故障，而故障两端的光端设备也可以自动愈合。两端各部位要生成环路，从而使整个线路能够具备通畅性的特征。对于双环路光纤通信来说，每个配置要融入不同的光端设备具备自动切换和自愈的功能。光端设备自愈功能需要由双环控制器而进一步的实现，从而提高实现运用效果。

在正常情况下，无论是查询命令还是相应的报文来说，需要沿着各自的环路进行信息的传授[7]。子站在接收不同信息的同时需要转换到双环切换控制器，选择一个环路进行信号的传输，主站由一个串行口发送信息，之后在不同的环路中进行信号的传输，两个串行口分别接收来自不同环路中的信息。当光线通信环路出现较为严重故障的时候，需要马上进行信号的切断，防止对后续运行造成一定的影响。左侧光端设备只能够接收某个环路中的信息，断点右侧光端设备要接收其他环路的信息，当双环切换控制时，需要接收一个环路信息，那么很容易会出现一定的延迟，所以需要马上将接收到的信号切换到另一个环路的发送端中，满足信息传输的需要。在这一过程中需要生成新的通信环路，两侧的光端设备需要经过新型的信息传输路径，多方位符合光纤环路本身的自愈功能[8]。

另外在进行光纤通信系统设计时，需要明确各个布局方式，进行统一规划，既要考虑当前线路特点，还需要考虑未来的使用方向。根据电缆沟的走向或者架空线路的走向，以最小路径的原则防止出现资源浪费的问题，构成完善的通信网络，满足实际工作需要及标准[9]。

3.2 ADSL技术

这一技术是近年来迅速发展的宽带通信技术，具备高速上网和远程监控的功能，可有效提高实际的工作效率和工作水平。其在数据传输方面优势的非常突出，使用过程中需要融入回波抑制和均衡等不同的工作模式，具备非对称性，防止信息的不断增加而导致系统运行效率的降低。在传输速率自适应性方面，要根据传输距离和电话线的信号车辆进行有效调整，可以选择最高的运行速度或者根据当前的速率完成信号的传输，为用户提供更加高质量的服务[10]。在调度自动化中需要根据整个通信网络给予不同的申报路径，如果变电站和工作站之间距离非常远，那么要设置不同的过滤结构，完成信息和音频的过滤，将最终信息传送到变电站内部的网络交换中。在自动化配电系统运行时，要根据通信服务站将光纤设置在新的调动中心后，再利用系统功能完成信号的传输，通过多个回路满足信号传输的要求。

4 结 论

在当前配电网自动化系统中融入光纤通信技术非常重要，实际工作中要根据实际工作要求来优化整个系统的结构，从而使得配电网稳定性能够得到全面提高。另外还需要推进光纤通信技术在配电网中的应用范围，使得我国电网服务质量得到有效完善，促进行业的发展和进步。