自动化技术|智能配电网电力通信技术“引领”智能电网新革命

水暖之家讯：智能配电网、供电质量、全寿命周期资产管理、配电网故障、分布式能源与微电网、电力通信......这些关键词的出现源于我国智能电网建设的逐步升入，在节能环保的号召下，这些词出现的频率或许会更高。

经过多年建设，电力通信系统主干网络已基本实现传输媒介光纤化，业务承载网络化，运行监视和管理自动化和信息化。然而，作为骨干网接入层网络的配电通信网，由于节点多、覆盖面广、建设难度大等原因，一直以来缺乏适用的通信技术和建设模式，成为电力通信网发展瓶颈，制约了智能配用电业务的应用。

无源光网络(PON)技术成熟，在国内外电信运营商网络和智能电网试点工程中得到应用;全球微波接入互操作(WiMAX)采用新一代宽带无线技术，在国外通信网中已成规模应用;电力线载波(PLC)与OFDM等通信技术相结合，能够提高传输带宽和可靠性，成为近年来研究的热点领域。通过对上述几种通信技术进行深入研究比较，提出了差异化组网方案，为智能配用电通信网的建设提供参考。

一、业务需求

随着智能电网配用电业务的不断应用，对通信网在安全性、实时性和传输带宽方面提出更高的要求。配电自动化系统涉及到开关设备的控制，处于安全I区;按照配电网技术规范的要求，开关量变位传送到主站小于10 s，重要遥测越定值传送时间小于10 s，系统控制操作响应时间小于5 s;配电通信网除承载配电自动化业务系统本身信息量外，还需汇聚智能用电网的语音、数据和视频信息。

以1座110 kV变电站20条配网出线、100台配变;1台配变120户居民用户，6户三相工商业用户的典型配置，每条配网出线业务流量统计见表1所列。

其中，配电监控只考虑重要节点，用电业务信息以每台配变为统计节点。根据计算，每回配网线路至变电站的传输带宽应不小于18 Mbit/s，变电站用于配用电网业务出口带宽应不小于360 Mbit/s。

从信息量统计可以看出，配电通信网业务节点多，数据流向集中，带宽需求大，宜采用专网方式通信，提高传输带宽和可靠性，目前，适用于配电网的通信技术主要有PON、WiMAX和宽带PLC。

二、现状及存在的问题

配电通信网目前主要与城市实施的配电自动化系统配套建设，从实施配电自动化的通信系统发展总体看，东部沿海地区及发达城市开展情况较好，覆盖率相对较高;中、西部地区只有少量试点，覆盖率较低。总体而言，配电自动化及其配套通信系统目前仍处于小规模应用阶段，尚未大规模展开建设。目前，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。

目前，在运的配电通信网大多为各地各部门根据实际需要分散建设，缺乏统一的网络规划，技术体制和建设标准在各地相差甚大，电力通信基础资源不能得到有效利用。大量业务应用依赖于公网运营商网络，受无线公网通信技术体制、运营性质和通道安全性制约，导致相关业务应用标准和技术指标降低，信息安全存在风险，严重制约智能配用电的发展。

三、智能配电网通信技术

3.1 PON技术

无源光网络(PON)是一种点到多点(P2MP)结构的单纤双向光接入网络，由系统侧的光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)、光分配网络(ODN，Optical Distribution Network)和用户侧的光网络单元(ONU，Optical Network Unit)组成，其系统架构如图1所示。

OLT放在中心机房，既是一个交换机或路由器，又是一个多业务平台，它提供面向无源光网络的光纤接口(PON接口)。ONU放在用户设备端附近或与其合为一体，提供面向用户的多种业务接入，根据ONU在所处位置的不同，PON的应用模式又可分为光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到办公室(FTTO)和光纤到家(FTTH)等多种类型。ODN完成光信号功率的分配，为OLT与ONU之间提供光传输通道，按照其连接方式不同主要可分为星型、树型、总线型和环型结构。

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