智能配电网通信组网技术研究

       摘要：随着我国经济的发展，社会各行各业对电力的需求加大，作为电力通信网络最重要部分的配电通信组网，因为其长久以来没有适用的组网解决方案，以至于成为了制约我国电力通信网络和智能电网的最重要因素。以下将对现代智能配电通信组网技术进行深入研究。  
       经过多年来的投资建设，我国电力通信系统的主干网络已基本实现了传输媒介光纤化，业务承载网络化，运行监视和管理自动化和信息化。而其中最重要的接入层网络的配电通信网，却因为诸多因素的影响，制约了智能配用电业务的应用。好在无源光网络技术、全球微波接入互操作和电力线载波与OFDM的成熟，并在我国电信运营商网络和智能电网试点工程中得到应用，提高了传输带宽的可靠性.成为近年来研究的热点，并成为了智能配用电通信组网的发展趋势。  
       一、智能配电通信网技术的现状及发展需求研究  
       配电通信网是我国目前为止，主要的城市配电自动化系统。从总体上看，配电自动化的通信系统在东部沿海地区发展情况较好，发展水平较高，覆盖率相对较高。而中、西部地区发展较为缓慢，只有少数地区被覆盖。总的来说，我国配电通信网多采用光调制解调器、工业以太网、以太网无源光网络、中压电力线载波、无线公网等通信方式。在错综复杂的电网系统中，由于缺少统一的网络规划和技术体制，导致了各地区电力通信发展的良莠不齐，基础性资源得不到有效利用。严重制约着我国智能配电网通信技术的发展。  
       今年来，随着我国对智能配电网通信技术的重视，该项技术也有了一定的发展。同时，对通信网的实时性和传输带宽等方面有了更高的要求。配电自动化系统所涉及到的有关对开关设备的控制,要求要按照配电网技术规范。规定开关量变位传送到主站时间应小于10 秒，重要遥测越定值传送时间也必须在小于10 秒左右，系统控制操作响应时间小于5 秒。配电网通信组网还要集智能厢电网的语音、数据和视频信息等功能。目前，适用于配电网的通信技术主要有PON、WiMAX和宽带PLC。  
       二、几种智能配电网通信技术的研究  
       1、对无源光网络技术的研究  
       PON技术是一种有一点控制再到多点结构的单纤双向光接入网络，俗称无源光网络。由系统侧的光线路终端、光分配网络和用户侧的光网络单元组成。光线路终端一般被放置在中心机房，他既是一个交换机，又是一个服务于用户的平台，还会提供一个或多个面向无源光网络的光纤接口。光分配网络被放置在用户设备端附近，有的还会与用户设备端合为一体，提供面向用户的多种业务接入。运营机构会根据用户侧的光网络单元所处位置的不同，把无源光网络的应用模式分为光纤到路边、到大楼、到办公室及光纤到家等四种类型。光分配网络在完成光信号功率的分配后，会为光线路终端和光分配网络之间提供光传输通道，更加方便的完成传输任务。  
       而PON系统从光线路终端到下连接的多个用户侧的光网络单元进行传输数据，一般会采用广播的方式进行。按照IEEE 802.3ah协议的相关规则，每个数据帧的帧头包含着之前注册时分配的特定用户侧光网络单元的逻辑链路标识。这一标识是为了表明，本数据帧是给用户侧光网络单元中的独有的。另一方面，部分数据帧可以是给所有的广播式和组播用户侧光网络单元。一些来源于多个用户侧光网络单元到光线路终端上行的数据，一般采用时分多址技术，分时隙给用户侧光网络单元传输上行流量。而光线路终端则会根据系统的配置，给用户侧光网络单元分配特定的带宽，或采用动态带宽分配策略。  
       2、对全球微波接入互操作技术的研究  
       WiMAX是一种无线宽带城域网接入技术，一般被称为全球微波接入互操作，能够最大限度的实现同定和移动用户的无线高速接入。全球微波接入互操作网络体系是核心网和接入网的总称。而核心网中包含了网络管理系统、路由器、用户数据库以及网关设备等，主要是用来实现用户认证和网络管理等功能的，同时还会提供与其他网络之间的接口。接入网则包含了基站和移动用户站，其主要是为全球微波接入互操作用户提供无线接入。  
       3、对电力线载波通信技术的研究  
       PLC是电力系统特有的通信方式，学名是电力线载波通信。他是利用电力线缆作为传输媒质，并通过载波方式传输语音和数据信号。电力线载波通信已在35 kV以上的高压输电线路中被大量应用。承载着调度电话和继电保护信息的作用。目前，中低压电力线载波一般是为远方集中自动抄表系统提供数据传输通道。而从另一方面来看，电力线载波信道复杂多变，需要克服的技术困难比较严峻。所以，需要采取编码调制技术来提高信息传输的带宽。  
       三、智能配电网通信组网方式  
       通过以上对配电通信网相关技术的叙述，智能配电网通信组网可以分为以下两种方式：一种是配网自动化覆盖区域内。配网自动化站点涉及的范围广泛，主要包含了开闭所、配电室和柱上开关等，用来达到遥信、遥测和遥控功能。其相对于过去的技术来说更加安全可靠、带宽要求更高。应用高分光比的无源光网络系统，能够实现在有限的时间内对目标配电网区域实现快速覆盖，并合理的安排、光分配网络分光网络配置，根据配网信息点随配网线路链状串接的特点，该网络宜采用不均等分光器，以保证网络灵活性和扩展性。可见，无源光网络技术以其特有的技术优势成为了配网自动化站点信息接人系统的首选。所以，通信网适合于用光纤方式。另一种是，配网自动化覆盖区域外。配网自动化覆盖区域外的配电通信网建设，是考虑到“十二五”期间不实施配网自动化和智能用电互动服务，全球微波接入互操作传输带宽要求相对较低，是较好的组网方式，但考虑到国家政策限制等因素，目前阶段宜采用同样投资少、建设周期短的宽带PLC专网或L1rE无线公网方式。  
       结语  
       智能配电网通信组网是电力通信网的重要组成部分，也是配电业务应用的重要支持系统。对该技术的研究不仅能够实现配电通信网的快速布网，还能满足智能配电业务对通信带宽和可靠性的要求，取得利国利民的效果。