配電網自動化的EPON解決方案

1 配電網簡介

1.1 配電網定義.直接向最終用戶供電的線路稱爲配電線路,由配電線路組成的網絡叫配電網絡,簡稱配網.其作用是在電力網中起分配電能,直接向最終用戶供電,配電網就是電力網絡中的接入網.

1.2 配電網構成(宏觀).由架空線或電纜配電線路、配電所或柱上降壓變壓器直接接入用戶所構成.

1.3 配電自動化功能.把配電網實時監控、自動故障隔離及恢復供電、自動讀表等功能,稱爲配電網運行自動化;而把離線的或實時性不強的設備管理、停電管理、用電管理等功能,稱爲配電網管理自動化.

2 傳統配電網通信接入技術分析

3配網自動化通信設備的要求

3.1 可靠性.配電通信終端常暴露在室外、受陽光、雨雪等自然條件的侵襲,同時還受外界的干擾.要求通信系統在任何時候均能可靠地工作.

3.2 經濟性.配網通信終端數量衆多、信息採集點面廣量大,可充分有效利用傳輸通道資源,方便網絡擴容,保證通信系統的投資不能太大.

3.3 通信暢通能力.在配電網停電區域和故障時,能捕捉故障信息,保證故障通告信息優先、快速地傳輸.

3.4 通信速率要求.進線監視、10kV 開閉所、變電站監控和饋線自動化對速率的要求最高;其次是公用配變的巡檢和負荷監控系統;遠方抄表和計費自動化對速率要求最低.

3.5 雙向通信能力.採集數據的上傳和控制指令的下發通信能力.

4 EPON 技術簡介

4.1 定義

EPON(Ethernet Passive Optical Network)是基於以太網的無源光網絡,顧名思義,EPON 是利用 PON(無源光網絡)的拓撲結構實現以太網的接入,無源光網絡-PON(Passive Optical Network)是指採用無源光分/合路器或光耦合器分配/匯聚各 ONU 信號的光接入網,是光接入網的主流技術之一.它採用點到多點結構、無源光纖傳輸,在以太網之上提供多種業務.它在物理層採用了PON 技術,在鏈路層使用以太網協議,利用 PON的拓撲結構實現了以太網的接入.因此,它綜合了PON技術和以太網技術的優點:低成本;高帶寬;擴展性強;靈活快速的服務重組;與現有以太網的兼容性;方便的管理等等.

4.2 無源光網絡的構成

OLT(Optical Line Terminal)-光線路終端ONU(Optical Network Unit)-光網絡單元ODN(Optical Distribution Network)-光分配網

4.3 EPON 系統數據傳輸機制

EPON 系統採用 WDM 技術,實現單纖雙向傳輸.

5 配網自動化 EPON 解決方案

5.1 配網自動化 EPON 手拉手組網模型(重點推薦)

重點推薦的 EPON 手拉手組網方式具有小於 50ms 的保護倒換能力:

(1)OLT/ONU 間通道實時監測:當 OLT PON 口、ONU PON 口、主幹光纖、分支光纖、分光器異常時,能迅速做出判斷,並進行通道倒換.

(2)OLT 上聯口實時監測:當 OLT 跟直接上聯設備之間的光口、光纖出現異常時候,能迅速做出判斷並及時通知下掛的ONU 進行通道切換.

(3)EPON 網絡跟主站系統間的實施監測:當EPON 網絡跟主站系統之間某一通道出現異常時,EPON 網絡能及時感知,並將所有流量切換到備用通道.

5.2 手拉手組網方式選點原則

(1)OLT 放置位置在變電站,兩臺 OLT 之間的線型,帶狀區域是最適合的建設點.所以規劃時要考慮到變電站的地理位置.(2)同一期的工程儘量以同一地區進行規劃,而不是同一類設備(臺變、柱上開關、環網櫃).(3)儘量做到"承前啓後"的佈局.考慮到後期將會加入的新站點(ONU、OLT).

5.3 EPON 優點表現面

(1)成本低、維護簡單,容易擴展,易於升級 結構在光傳輸途中不需電源,沒有電子部件,因此容易鋪設,基本不用維護,可節約長期維護成本和管理成本;EPON 系統對局端資源佔用很少,模塊化程度高.(2)提供非常高的帶寬 目前可以提供上下行對稱的1.25Gbit/s 帶寬,並且隨着以太技術的發展可以升級到 10Gbit/s.(3)節省光纖資源,服務範圍大 作爲一種點到多點技術,可以利用局端單個光模塊及光纖資源,服務大量終端用戶,特別適合配網環形或鏈型拓撲.(4)安全可靠性高終端與終端設備是並聯關係,任何一個終端或多個終端故障,不會影響整個系統穩定運行.具有抗單點和抗多點故障能力.(5)帶寬分配靈活,服務有保證 對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系,可以通過DBA(動態帶寬算法)對每個用戶進行帶寬分配,並保證其 QOS.(6)EPON 是基於以太網的無源光網絡,採用的標準是IEEE 802.3ah,相對與其他 XPON 技術,EPON 是目前最爲成熟,商用最廣的`一種PON技術.(7)完善的網管功能 支持配置管理,性能管理,故障管理,安全管理,告警管理等功能,能管理到 ONU 的 PON 的每個端口業務.

6 結束語

國家電網公司正在全面建設以特高壓電網爲骨幹網架、各級電網協調發展的堅強電網爲基礎,以信息化、自動化、互動化爲特徵的自主創新、國際領先的堅強智能電網.配電網是電力供應鏈的末端,是直接面向社會和廣大客戶的重要能源載體之一,因此它也是堅強智能電網中的重要基礎和組成部分.配網自動化是實施智能化配電網的重要手段,它不但可以極大地提高配電網調度、生產和運行的管理水平,提高供電企業的經濟和社會效益,同時可以讓廣大電力客戶直接感受到智能電網所帶來的高質量、人性化的服務.