光纤通信技术在电力系统中的运用

任海旭 郭青青

（四川通信科研规划设计有限责任公司 四川省成都市 610000）

在我国经济快速发展的背景下，人们对于电力系统的需求不断提高，特别是电力用户对电能运行质量提出更高的技术要求，因此确保电力系统安全、稳定、正常运行已经显得十分重要。电力系统的建设中需要应用光纤通信技术，提高我国电力系统网络运行安全性和稳定性。

1 光纤通信技术的组成

1.1 多天线传输技术

多通道天线数据传输技术是一种新型信息天线传输技术，其可以利用其他有源信号天线技术实现合理天线列阵，使其在毫米载波和其他有源信号天线之间实现无缝连接，在很在较大程度上大幅改善了有源天线网络使用性能，使其网络覆盖范围进一步得到扩大，通过充分应用多通道天线数据传输技术，可以有效率地降低企业能源消耗，促进5G企业移动通信的健康节能环保发展及大大提升企业用户5G通信业务使用体验。

1.2 密集网络技术

随着移动智能手机的快速普及，人们每天需要消费的海量数据和信息流逐年快速增长。此外，数据流量大、信息流大的应用用户数量逐年快速增长。传统的超级移动通信应用网络已经不能完全满足当今社会大规模数据和信息流应用的需求，密集型的网络通信技术在实现移动通信信息系统的高效应用，使得该系统首先可以同时提供超大的网络数据传输流量，其次是通过在室外不同通信位置和应用区域之间设置密集式的网络，将通信天线合理分布设计在室内宏基变电站各个不同位置，使室外室内移动通信系统覆盖面的空间进一步得到扩大，实现较好的通信噪声和比益，并且这种密集式的网络设计技术不仅具有较好的网络可靠性，也可以使得5通信系统应用更加灵活，可以有效满足用户多样化的移动通信应用需求。

1.3 新型网络架构技术

目前，LE两种接口的组合入网网络系统全部采用了全方位网络化的双线扁平化组合入网系统架构，减小了整个网络系统内部建网过程时延，降低了网络系统内部建网设备过程维护成本和整个网络系统维护人员管理过程成本。C-RAN这是基于无线网络集中化实时数据处理、协作式网络实时模拟无线电和基于移动网络实时无线电的云计算网络基础设施构架的一个完全绿色化的无线网络基础接口和可进入网无线基础设施构架。C-RAN的基本网络设计思想是用户可以充分利用低成本、高速的光纤将网络信号传输到无线网络，为方便用户搭建一套无线链路信号网络接入无线网络传输系统，在无线数据中心节点服务机构的远程无线通信基站天线和节点之间直接传输各种无线网络传输信号。哪一种可以覆盖每个区域的数百个无线通信基站和每个服务中心节点，甚至数百平方公里。C-RAN综合网络管理架构技术能够实现适于网络用户随时采用网络数据频谱协同处理网络技术，能够有效率地减小用户网络数据干扰，降低功耗，提升网络数据频谱集中处理工作效率，同时它还能够实现便于网络用户随时实现网络数据信息动态集中处理使用的综合网络管理智能化组网，集中处理网络数据也更有利于有效率地降低用户网络管理成本，便于后期网络维护，减少其他网络管理运营商的成本以及支出。[1]

2 光纤通信技术在电力系统中应用的必要性

2.1 网络结构相对复杂的电力系统对通信技术要求更高

在整个电力系统网络通信的运行过程中，需要同时使用的电力通信设备网络类型多种多样，而不同通信设备之间的网络连接传输方式和网络信息转换的方式也各不相同，这种复杂的信息传输方式就会导致整个电力系统中间的通信网络结构以及网络群的构成变得十分复杂，对于电力通信网络技术的应用要求也就会相应较高。电力系统中经常使用各种信息传输技术线路，如电力干线信息传输和电力用户线信息扩展、载波通信设备和微波通信设备，直接进行电力信息交换和传输，不同电力设备的信息转换和传输技术手段不同，这直接导致了我国整个电力通信技术系统行业中信息交换和传输技术手段的多样化。基于这种实际情况，光纤电力通信传输技术具有容量大、质量高、抗干扰能力强等主要特点，已成为我国电力通信技术系统产业发展不可或缺的一部分。

2.2 信息传输损耗低

当前，随着当代社会主义经济的快速发展，为了有效缩小城乡地区的收入差距，促进我国的综合发展，电力企业认为，应尽快建立完善的通信中继站，形成封闭的数字电力通信网络传输技术网络，使所有家庭都能安全使用这种电力通信传输技术。比如，针对目前我国西部部分地区来说，为了尽快形成新的电力通信传输网络，就需要陆续建设很多的电力传输线和网络通信系统，但是由于西部部分地区地理位置的一些特殊性，给我国电力通信传输网络系统建设发展带来了很大的技术难度。因此，我国政府相关地方政府部门应该大力支持光纤通信技术的推广应用，从而大大减少光纤通信网在使用中的成本，降低网络信息源在传输中的损耗。[2]

3 光纤通信技术在电力系统中的具体应用

3.1 架空地线复合光缆

架空光缆接地铝线钢芯复合碳纤维光缆结构由外向内分为架空铝线、钢芯和光纤三层。根据高纤光缆网络结构的巨大差异，大致可分为三类：层绞高纤光缆、骨架高纤光缆、中心高纤光缆和束管高纤光缆。这种传输光缆在电力系统中的广泛应用，将有助于大大提高电力系统的导电传输性能和机械传输强度，提高系统在使用和传输过程中的电力安全性，并具有较高的系统抗冲击性和无损保护性能。目前，该传输光缆已在多个领域应用于110kV输电线路，可实现电力系统传输光缆线路与电力光缆线路的同步发电建设。由于传输光缆的电流短路和大电流控制输出系统采用铝合金、纯铜铝丝网和保护层，因此在应用设计中，特别是在应用设计过程中，必须充分考虑系统的安全负载，应对该传输电缆本身采取有效的安全保护措施，利用双层塑料保护层外套等方式，避免接受紫外线的直接危害。

3.2 金属自撑架空光缆

此类型的化纤新型光缆结构复杂，多数情况是通过借助于高模量新型光纤光缆塑料管的内部外套，引入一层弹性防水物，再将此类新型光纤塑料软管内部套入其中，光缆塑料管套管理中心还不仅仅只需额外对其进行一层防水加强型的防水涂层处理，四周连接处还不仅需额外进行涂抹一层防水聚乙烯，以有效度地增强此类光纤塑料套管的此类光缆内部防水性、耐热性，管套中还不仅需额外涂抹一层防水保护油膏以有效度地保护此类新型光纤光缆内部结构，增强对此类光缆内部余长的远程自动控制，提升此类化纤光缆塑料管套中心抗拉伸的使用性能。此外，此类光缆安装可使光缆的内外部套管或安装衬管配套光滑异常，有助于有效率地减少安装光缆间的安装摩擦，避免光缆遭受较强紫外线的直接照射造成危害。具体在我国现代网络电力系统建设中的实际应用中，还是很有必需能够看到网络防水供电保护作用化合物的大量应用加入，以有效率地增强现代电力系统光纤无线网的网络防水供电保护作用性能。

3.3 非金属自撑架空光缆

此类碳纤光缆产品抗拉保护性能强，最大抗拉距离长达1km，主要结构采用优质芳纶聚酯纤维材料构成，本发明具有重量轻、强度高、抗弹性强的优点。外层采用双马拉松层或双绞线连接，具有较强的光缆抗电磁和防腐能力。这些宽带光缆大多适用于200kV及以上的特高压宽带传输光缆线路。一般情况下，在施工和配电维护期间，无需停电维护即可正常运行。该工艺简单，但仍存在一些主要缺点，如干线宽带光缆的充电容易直接引起放电。干带状光缆一旦放电，就会落入灰尘中，直接降低光缆的电场均匀性，继而可能引发光缆漏电短路现象。此外，一旦供电线路发生放电，会直接导致供电光缆内部表层材料遭受过热灼伤，破坏内部光缆供电线路。

3.4 电力调度自动化

光纤通信技术也可广泛应用于电力系统远程自动调度。它可以提供多种通信结构，支持火电厂电网的正常运行。例如，这种通信技术可以使火电厂与其他上下级电力调度中心进行有效的通信，确保调度操作之间的有效集成，提高调度自动化控制系统运行的效率和便利性。由于我国光纤无线通信电气技术系统属于高度统一的信息集中和自动化过程控制管理方式，可以对电气系统在日常运行中的状态进行实时自动监控。在该核心技术的支持下，电气系统的动态响应速度可长期保持在0.01～0.05秒之间，实现对系统正常运行的同步自动监控。

3.5 光联网系统

光联网电力系统在我国电力系统中也是具有广泛应用，由于其大大增加了电力网络覆盖范围与电力节点网络数量，因而可以赋予光电力网络超大数据容量，强化了电力网络透明性，实现了与多个不同电力系统及网络信号的有效隔离连接，提升了电力网络管理灵活性，促进了我国电力通信系统效率与网络性能大幅提升。一旦我国电力系统网络出现重大故障，光联网系统可迅速自动恢复电力网络，最大限度地有效降低故障时的危害，减少电力建网、运行与设备维护期间成本。此外，基于电子光纤通信的新型光弧子放大、光弧子交换通信技术等也促进了新型光弧子放大器的研发，为发展全光弧子网络、光弧子网络通信技术提供了重要技术支持，可有效率地解决我国电子间光交换网络容量不足问题，提升网络透明度与通信速率，节约中国电力公司建网与通信网络技术升级的时间成本。[3]

4 光纤通信技术的发展趋势

在未来的通信网络技术快速发展中，全光通信网络将发展作为主要的发展趋势。全光无线网络技术是目前光纤无线通信相关技术最顶级的重要发展战略目标。虽然目前传统上的光纤数据通信网络技术主要实现的不是节点的全部分光化，然而由于光纤网络结点连接处还存在需要部分采用其他电子元器件才能实现传统光纤通信的数据传输，对传统光纤通信数据传输网络容量增大产生一定的不利影响。全光传输网络主要特点是以光缆的节点直接代替了光电缆的节点，实现网络信息无线传输的全部分光化，即网络信息从始至终一直可以采用光的发射形式直接进行无线传输，而且根据光的波长大小决定是否路由。全光通信网络技术具有超高网络带宽、超大网络容量、超高传输速率、网络节点结构简单、可靠性、稳定性、兼容性、可持续扩展性、能够随时随地增加新网络节点且几乎无需额外安装移动设备的七大优势，要使移动全光通信网络能够更好的为现代人们提供服务，还必然需要其与移动因特网、移动无线通信网良好的相互融合。虽然目前我国全光信息网络的技术发展还只是处在一个起步初的阶段，但其的发展趋势和它的发展技术优势都非常明显，可以将其作为未来信息网络的技术核心。

5 结语

目前相比于其他传统的通信网络技术，光纤通信技术仍然有着显著的发展优势。随着现代光纤通信技术在我国电力传输通信网网络建设过程中的广泛应用，它可以有效地提高我国电力传输和通信网络结构的稳定性。简要分析了光纤传输通信网技术在我国电力传输通信网建设中的实际应用，进一步了解了该技术的发展优势和应用特点，并对光纤通信技术的发展趋势进行了分析和探究。就目前的实际情况而言，电力通信在电力系统中应用的重要性不言而喻。只有不断逐步提高电力通信网的建设技术水平，才能有效促进我国电力系统的正常运行和通信质量的不断提高。