无源光网络技术在配网自动化中的应用

王远琴

摘 要：随着我国经济的快速发展与人们生活水平的进步，对电力的需求不断提高，促进电网规模的不断扩大，对供电稳定性提出更高的要求。本文对无源光网络技术、配网自动化进行阐述，对应用无源光网络技术的配电网络进行分析，并对其在提高系统安全性方面的应用进行分析。

关键词：无源光网络技术；配网自动化；电力系统

前言

近年来，我国经济与社会快速发展的同时，对电力的需要也在不断增加。据相关部门统计，2017年全年用电量为63077亿千瓦时，同比增长6.6%，2018年1-5月，全社会用电量同比增长9.8%，快速发展的电力需求对供电稳定性、智能化也提出了更高的要求，配网自动化已成为现今电力系统发展的必然趋势。对此，加强无源光网络技术在配网自动化中的应用情况具有重要意义。

一、无源光网络技术概述

无源光网络是在20世纪90年代出现的一种纯介质网络技术，可以有效避免雷电影响以及电磁干扰，在降低外部设备以及线路的故障率具有重要意义，极大地提高了电力系统的稳定性。该技术采用点对多点的接入技术以及光纤数据传输技术，下行线路使用广播而上行线路使用时分多址技术，通过一系列先进技术的应用让无源光网络技术组成总线型、树形、星型拓扑网络，可以实现节约光缆资源、提高带宽资源共享率、提高网络建设速度、降低投资成本等目的。从结构上来说，无源光网络技术主要有光网络单元、光线路终端、光配电网络等部件组成。

二、配网自动化分析

自动化技术与信息技术的发展让配网自动化已经成为电力系统的发展趋势。配网自动化是指利用计算机技术、通信技术、网络技术将配电网络的用户信息、实时信息、电网结构、离线信息、地理信息等关键信息进行有效集合，构建成自动化管理系统，以实现对配电网络的自动化控制、监测以及管理的目的[1]。

配电自动化系统主要由配网主站、配网终端以及配网子站等部位组成。作为配电自动化系统最为重要的组成部分之一，配电通信系统采用先进的信息交换技术具有重要意义，可以有效提高自动化管理系统的运行效率。配网主站是整个配网自动化系统的核心承担着配网监控以及配网管理的重要责任；配电终端在配电系统中发挥着监控配电信息的作用；配网子站承担着整理数据并向配网主站传递数据职责。

在这一过程中，配电通信系统承担着连接系统各部分重要系统以及数据传输的重要职责，是配电自动化系统中不可或缺的重要部分。

三、无源光网络技术在配网自动化中的应用分析

无源光网络技术技术在配电网络自动化网络中应用十分广泛，为方便分析，我们以小型配电网络为例。该配电网由开关站、七座10kV分接箱组成，其通信系统根据其功能、位置等信息划分为三部分，分别为主站层、变电所层、馈线层。

其中，主站层所使用的网络为总线型以太网，以太网在使用过程中具有安装过程简单、扩充性较好且方便进行以及较好的可靠性能等特点。而在变电所层与主站层之间，利用同步数字光端机等设备通过百兆口形成SDH光传输网络，继而实现数据传输的目的。在该配电网络的变电所层与馈线层之间进行通信可以是利用无源光网络技术的方式进行数据传输。

（一）配网自动化系统馈线层通信网络分析

一般来说，小型配电网络的馈线层通信网络采用链型网络技术。该技术以变电站为起点，并在变电所中安装光线路终端等设备。此外，该系统还使用多个1分2光分路器，每一个光网络单元都与分路比为1分16的光分路器都被安装在FTU机箱中，光网络单位可以利用RS232实现与FTU的数据交换。通常来说，任何位置与数量的光网络单元出现失效都不会影响到其他光网络的正常使用。

采用此种通信方式可以有效提高馈线层数据通信的稳定性，并实现网络重构、线路监控以及故障操作等功能。

（二）配网自动化系统变电所层通信网络分析

配电自动化系统在运行過程中，可利用光线路终端的RS232设备接口实现与终端服务器的链接，继而实现与变电所的站内局域网进行链接，这一网络连接方式给主站数据采集服务器数据通信提供了可能。

变电所通信设备与SDH光传输环网进行连接的网络形式可以有效实现网络冗余，提高数据传输的稳定性。在施工技术方面，所有的变电所光缆线路都可以沿着输电线路进行铺设，方便修检工作的进行。

（三）配网自动化系统主站层通信网络分析

配网自动化系统主要由离线管理系统及实时监控系统两部分组成。通过两个系统的协调工作实现电网设备的信息、客户用电数据、历史数据、实时数据等有机结合起来。配网自动化系统主站层具有安全稳定、集成度较高等特点，相关人员在主站端开展测试，对配电自动化系统进行遥控开关三次，成功率为100%，系统的反映时间仅有0.8s，具有较高的实时性。

四、配网自动化系统数据安全应用分析

配网自动化系统在实际的使用过程中承担着许多职责，例如自动超抄表，远程断电、复电，SCADA系统以及Web管理等，电力系统在日常工作中需要对这些工作进行分别管理。然而，如何实现各项业务的互不干扰，提根据不同业务需求制定相应的加强措施来提高系统的数据服务能力，并增强敏感数据的保密能力、数据传输能力是配网自动化系统数据必须要解决的重要问题，而无源光网络技术在配电自动化系统中的应用则提出了解决方法[2]，主要包含以下方面：

第一，在配网自动化系统上行数据传输中使用时分复用的技术可以有效实现光网络单元利用自身时隙进行数据传输的功能，使系统具有良好的通道逻辑隔离能力。

第二，标签技术的应用可以有效实现不同业务类型的有效分类，继而实现相应业务的点对点数据传输工作。在现有的配网自动化系统中主要使用三层交换机、路由器等设备对不同类型的数据进行有效分类，提高数据处理效率。

第三，无源光网络技术可以为配网自动化系统提供基于IP地址、通信端口、TCP端口的差异化通信优先级服务。根据端口、网络的不同对带宽进行调节同时，无源光网络还可以实现重要数据优先传送的功能。

第四，数据加密方面，可以通过三重胶东、AES-128等方式实现对重要数据的加密，并实现对密钥的更新。以加强数据传输的安全性，避免重要数据的损毁与窃取。

结语：

综上所述，无源光网络技术因为其独特的优势在配网自动化系统中拥有较为广泛的应用，并在提高通信速率、降低建设成本，提高数据传输可靠性以及加强数据传输安全性等方面具有重要意义。加强无源光网络技术在电力配网自动化系统的应用研究，提高无源光网络技术的应用水平对于提高配网自动化水平，提高电力企业供电服务质量具有重要意义。

参考文献：

[1]陈亮. 无源光网络（EPON）技术在电力光纤入户与配网自动化中的应用[J]. 河北电力技术， 2014， 33（4）.

[2]闫润怀， 唐春喆， 张瑜，等. EPON无源光网络在配电自动化系统中的应用[J]. 内蒙古电力技术， 2015（s1）：42-45.