智能电网的通信接入网技术研究

智能电网的通信接入网技术研究

刘洋唐超文毕波

辽宁邮电规划设计院有限公司刘洋唐超文毕波

摘要：智能电网是传统电力工业与信息通信的深度融合，而电网智能化改造以信息通信技术为支撑，以智能控制为手段，覆盖电网的各个环节。本文重点研究PON技术在电力配网接入中的规划策略及部署原则，并对智能电网通信网发展进行展望。

关键词：智能电网；接入网

1、智能电网概述

1.1智能电网简介

智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。

1.2、智能电网的重要意义

发展智能电网具有极其重要意义，具体体现在以下几个方面：

（1）具备强大的资源优化配置能力。

（2）实现高度智能化的电网调度。

（3）满足电动汽车等新型电力用户的服务要求。

2、电力系统中通信技术的应用

目前适用于配用电接入网的主流通信技术包括光纤专网技术、电力线载波通信和无线网通信技术等。

2.1光通信接入网技术

接入网技术主要有EPON、10GPON和工业以太网。EPON和10GPON又称为无源光网络。光通信接入网技术作为电网骨干通信网的延伸，在电网中低压线路上得到广泛应用。

2.2无线接入网技术

无线接入网技术以无线通信技术为基础，实现远端终端的信息采集和接入，其主要技术特点是接入灵活快捷的特点，适用于道路、河流等环境复杂的地区，无需破路挖沟等线路施工。根据无线接入网技术特点和建设主体的不同，可以分为无线宽带专网技术、微功率无线技术、无线公网技术。

无线宽带专网技术

无线宽带专网技术包含TD-LTE、Mcwill、WIMAX等。无线宽带专网技术主要适用于电力的远程抄表、线路故障监测等业务。

TD-LTE的系统应用特点包括：网络容量大、动态组网模式、网络架构扁平化、频谱资源相对丰富。

WiMAX是一项基于IEEE802.16标准的宽带无线接入网技术，主要用于为家庭、企业以及移动通信网络提供最后一公里的高速宽带接入，以及个人移动通信业务。

WiMAX系统工业应用特点：技术成熟较成熟、网络结构倾向于高数据流量。

McWiLL宽带无线接入系统是我国具有完全自主知识产权的宽带无线接入系统，因其具有覆盖范围广、高带宽、高保密性等先进优势，使其广泛的用于公网、电力等行业用户。

微功率无线技术

微功率无线自组网具有设备成本低、组网方式灵活、数据传输可靠性较高等特点，是解决农村电网中数量庞大的支线到主线“最后一公里”通信问题非常实用的解决方案。

无线公网技术

无线公网通信是指电力计量装置或终端通过无线通信模块接入到无线公网，再经由专用光纤网络接入到主站采集系统的应用，目前无线公网主要有GPRS、CDMA、3G、4G四种。

2.3电力线载波技术

电力线载波技术分为中压载波和低压载波。中压载波技术作为骨干网的延伸在农网10千伏中压线路上得到应用。低压载波技术主要用于用户接入网。电力线载波技术特点是建设成本低，实现以中压配电网为介质的传输通信和以低压用户线为介质的本地数传通信。

3、智能电网接入网方式研究

考虑到PON接入技术在运营商接入网络中应用已较为广泛，对于智能电网接入网侧重点进行PON接入的研究。

在配电通信网中，配电主站至变电站的通信骨干层选用已建成的SDH骨干光纤传输网。在接入层，变电站至环网柜、柱上开关等自动化信息采集站点选择EPON光纤专网技术为主的接入方案。

1）OLT设备安装于变电站内，与变电站现有SDH传输设备通过GE或FE互联，完成配电信息向主站传送。OLT设备支持EPON/GPON共平台，支持10GGE、STM-1、E1等上行方式，方便日后扩展应用，节约成本。

2）ONU设备安装在信息采集点处，实现相关设备信息上传至变电站。ONU设备选用双PON口设备实现全保护自愈。结合配网特点及PON的组网优势现将EPON组网部署建议总结如下：

OLT建设的建议

（1）OLT位置及覆盖区域

城市地区OLT的覆盖范围应控制在5公里之内，农村地区可以适当扩大至10公里。

（2）OLT配置建议

OLT设备应至少具备2GE上联，并随着用户数的增加和用户提速逐步增加上联GE，并应保证OLT上联至少具有1个备份GE。ODN建设的建议

（1）分光器设置位置

城市地区分光器位置应主要采用集中放置方式，设置在小区内光节点，尽量避免与OLT放置在同一端局机房。农村地区分光器位置可根据实际情况灵活放置。

（2）分光器的选择

POS（PassiveOpticalSplitter无源光分路器）光分路比应在常用的1：2、1：4、1：8、1：16、1：32五种形式中根据情况选用，1个PON口下的宽带用户数不应超过512户。在有保护需求的情况下可以选用2：N的光分路器。

ODN（OpticalDistributionNetwork光分配网络）总分光比应根据用户带宽要求、光链路衰减要求等因素确定。在城市地区应主要采用一级分光方式，在农村地区也应主要采用一级分光方式，可以根据光缆资源情况和村落分布情况采用多级分光，但应控制在3级之内。

ONU建设的建议

在网络建设中，应根据用户需求选取不同类型的ONU，但应控制类型总数。ONU的建设应考虑和OLT的互通性，并适当考虑PON速率升级对ONU的影响，选用能够更换上联PON模块的产品。

4、结语

基于网络的各业务应用系统的全面发展也给现有的电力通信系统带来了新的要求与挑战，因此通信技术作为智能电网实现的基础，随着智能电网的建设和发展，将拥有巨大的潜在发展空间。

作者简介：

刘洋，男，2007年毕业于东北大学，学士学位，通信地址：沈阳市浑南新区金科街7号，110179。唐超文，男，2009年毕业于沈阳化工学院，学士学位.毕波，男，2007年毕业于东北大学，硕士学位.