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.直接向終端使用者供電的線路稱為配電線路,由配電線路組成的網路叫配電網路,簡稱配網.其作用是在電力網中起分配電能,直接向終端使用者供電,配電網就是電力網路中的接入網.
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使用者所構成.
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,稱為配電網執行自動化;而把離線的或實時性不強的裝置管理、停電管理、用電管理等功能,稱為配電網管理自動化.
2 傳統配電網通訊接入技術分析
3配網自動化通訊裝置的要求
3.1 可靠性.配電通訊終端常暴露在室外、受陽光、雨雪等自然條件的侵襲,同時還受外界的干擾.要求通訊系統在任何時候均能可靠地工作.
3.2 經濟性.配網通訊終端數量眾多、資訊採集點面廣量大,可充分有效利用傳輸通道資源,方便網路擴容,保證通訊系統的投資不能太大.
3.3 通訊暢通能力.在配電網停電區域和故障時,能捕捉故障資訊,保證故障通告資訊優先、快速地傳輸.
3.4 通訊速率要求.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 雙向通訊能力.採集資料的.上傳和控制指令的下發通訊能力.
4 EPON 技術簡介
4.1 定義
EPON(Ethernet Passive Optical Network)是基於乙太網的無源光網路,顧名思義,EPON 是利用 PON(無源光網路)的拓撲結構實現乙太網的接入,無源光網路-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 訊號的光接入網,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,在乙太網之上提供多種業務.它在物理層採用了PON 技術,在鏈路層使用乙太網協議,利用 PON的拓撲結構實現了乙太網的接入.因此,它綜合了PON技術和乙太網技術的優點:低成本;高頻寬;擴充套件性強;靈活快速的服務重組;與現有乙太網的相容性;方便的管理等等.
4.2 無源光網路的構成
OLT(Optical Line Terminal)-光線路終端ONU(Optical Network Unit)-光網路單元ODN(Optical Distribution Network)-光分配網
4.3 EPON 系統資料傳輸機制
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 跟直接上聯裝置之間的光口、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 網路跟主站系統間的實施監測:當EPON 網路跟主站系統之間某一通道出現異常時,EPON 網路能及時感知,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,而不是同一類裝置(臺變、柱上開關、環網櫃).(3)儘量做到"承前啟後"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,容易擴充套件,易於升級.EPON 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,模組化程度高.(2)提供非常高的頻寬.EPON 目前可以提供上下行對稱的1.25Gbit/s 頻寬,並且隨著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.EPON 作為一種點到多點技術,可以利用局端單個光模組及光纖資源,服務大量終端使用者,特別適合配網環形或鏈型拓撲.(4)安全可靠性高.PON終端與終端裝置是並聯關係,任何一個終端或多個終端故障,不會影響整個系統穩定執行.具有抗單點和抗多點故障能力.(5)頻寬分配靈活,服務有保證.EPON 對頻寬的分配和保證都有一套完整的體系,可以透過DBA(動態頻寬演算法)對每個使用者進行頻寬分配,並保證其 QOS.(6)EPON 是基於乙太網的無源光網路,採用的標準是IEEE 802.3ah,相對與其他 XPON 技術,EPON 是目前最為成熟,商用最廣的一種PON技術.(7)完善的網管功能.EPON 支援配置管理,效能管理,故障管理,安全管理,告警管理等功能,能管理到 ONU 的 PON 的每個埠業務.
6 結束語
國家電網公司正在全面建設以特高壓電網為骨幹網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎,以資訊化、自動化、互動化為特徵的自主創新、國際領先的堅強智慧電網.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,因此它也是堅強智慧電網中的重要基礎和組成部分.配網自動化是實施智慧化配電網的重要手段,它不但可以極大地提高配電網排程、生產和執行的管理水平,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慧電網所帶來的高質量、人性化的服務.
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