EPON在配网自动化系统中的应用研究黄小青

EPON在配网自动化系统中的应用研究黄小青

黄小青

（惠州市江北电力工程有限公司广东惠州516000）

摘要：EPON（以太网无源光网络）是配网自动化系统的重要通信手段，对提高配网的自动化水平具有十分重要的作用。本文介绍了EPON与配网自动化系统，分析了EPON技术在配网自动化系统中应用的可行性，并对其配网通信组网进行了介绍，为EPON在配网自动化系统中的应用提供参考。

关键词：EPON；配网自动化系统；应用

随着通信技术的不断进步以及智能电网建设的快速发展，配网自动化系统作为智能电网建设的重要平台，也得到了迅猛的发展。而EPON技术作为一种新兴技术，其在配网自动化系统中的应用，能够降低配网自动化系统建设与维护成本，且其可靠性高，具有良好的应用价值。

1.EPON和配网自动化系统概述

1.1EPON

EPON（以太网无源光网络）是一种具有时代特色的信息技术，其中以太网是其信息基础，结构模式从单一点到多点，完成无源光纤之间的传输工作，因此可以实现对更多数据业务的供给，如总线形结构、星形结构、树形结构及环形结构等均属于EPON典型的拓扑结构。EPON主要组成部件有网络侧的OLT（光线路终端），POS（无源光分路器）和用户侧的ONU（光网络单元）。

广播是变电站位置的OLT实现传输不同IP数据、语音数据和视频数据常常采用的方式，其主要针对位于下行方向的变电站位置OLT，数据信息分配至不同的ONU中由POS完成，在其上行方向上，EPON常采用的接入方法是TDMA。分配至上行ONU中的信息将会被转变成多种TDM（遥测数据）信息，最终转变成的这些TDM信息都将被输送到OLT中。

1.2配网自动化系统

完善的配网通信系统是配网自动化系统的重要组成部分，可以实现对数据信息的有效传递。配网通信系统是连接DAS主站和开闭位置配电监控终端的重要枢纽，主要任务是对配电终端实时信息数据进行采集，随后将搜集到的相关数据信息运送到主站系统，由主站系统完成对数据信息的进一步分析。主站系统的遥控命令如果能被及时传送到远方的配电终端，将可以达到对配电网的进一步监控，确保配网自动化系统安全运行。对此，应从以下几方面有效运用配网自动化系统：

（1）良好的可靠性是配网通信系统的基本要求。通常，配网自动化系统均选择在户外进行安装，因此务必要将天气环境、电磁干扰等外界因素考虑到位，实现对配网自动化系统的有效应用，同时还要定期对电力系统进行维护，确保电力系统安全稳定地运行。

（2）双向通信是配网方案中十分重要的一部分，可以让配网自动化系统更加稳定地传输数据。在此过程中，电网调配中心的命令指挥显得尤为重要，充分发挥其四遥功能。

（3）配网自动化系统对电网维护性和扩展性提出了较高的要求，配网自动化系统中涉及很多电气设备和监控设备、控制设备，鉴于施工多数都是在户外进行，因此在系统中用到的这些设备一定要事先考虑安装和维护问题，同时还要考虑远端设备的扩展性问题。

2.EPON技术在配网自动化中应用的可行性分析

EPON技术在整个配网自动化体系中已得到广泛应用，是一种与时俱进的创新电子技术，引入这项技术，有助于配网自动化系统的不断更新，并在配网自动化体系发展中占据着举足轻重的地位。表1是ADSL、LAN和EPON三种常见配网接入方式的比较：

表1接入方式比较

（1）与其他网络相比，EPON的接入可靠性比较高。此外，如光线损耗低、传输距离远、频带宽等均属于EPON的特征，外界电磁干扰对应用于EPON的光纤不能产生任何干扰，确保高质量的信号传输，为了降低故障点的数量，确保网络安全运行，在实际应用中一般会将该光纤架于网络终端和子站之间。

（2）EPON建设需要的成本比较低，大部分电力企业都想在对配网自动化体系的创新过程中付出更少的成本。此外，EPON技术还具有诸多优势，这些优势使得其更加符合大多数电力企业发展要求。位于EPON中的ONU是一种并列关系，即在系统运行过程中，系统中任何一个终端发生异常状况，都将会影响整个配网自动化体系的正常运行。另外，无源器件是EPON结构在传输过程中的主导力，不需要任何配置的电源，操作起来较方便。

（3）EPON具有较大的宽带，一定程度上可以供给系统足够的宽带流量，确保上下行方向的对称性，目前宽带流量已经基本满足人们对通信业务的需求，具体宽带值为10Gbit/s。EPON拥有宽广的宽带服务范围，能够为用户提供更多更便利的网络服务，更大程度上满足用户的要求，可以更好地实现对宽带的静态和动态分配。

（4）如安全管理、性能管理、故障管理、配置管理等均是EPON发挥多功能的重要体现。

3.基于EPON的配网通信组网

3.1组网方案

通信网络可以协助配网系统完成对通信通道业务的优化和完善，实际应用中将不同的OLT分别放置在对应的配电主站系统、配电子系统和变电站自动化系统中，这是实施组网方案过程中务必要重视的一点。此外，主干通信网的构建要以不同的OLT为基础，以变电站自动化系统为根本出发点进行对组网方案的实施，要将对分支通信网络的优化放到首位。通信网络、现场终端、配电主站系统等是配网通信系统的主要组成部分，结构如图1所示：

环网形式的保护协议主要用于主干通信网络，该环网由多个节点通过多种形式组成，但在实际应用过程中，需要选择一个主节点。一般情况下，配电子站的OLT担任该传输主节点的角色，完成对通信业务的快速传递和切换，一方面可以弥补单点高故障率的出现，另一方面可以使主干网络的可靠性提高。

树形拓扑是用于配电子站到不同监测终端之间的一种常见结构，其中变电站与不同监测终端之间也采用该结构，这种结构可以确保网络高速安全地运行，提高网络的时效性。即使在运行过程中某一个终端出现异常状况，其他设备的运行也不会受到太大的影响。也就是说，系统的独立运行能力较之前有所提高。此外，这种结构也提高了全网通信的效率。硬件设备会增大电力企业的建设成本，但运用这种技术，在系统中增加多个子站时，也不用投入更多的硬件设备，这恰恰是这种技术的最大优势所在，它可以建立多个子系统，使得通信通道更加完善，建立出如图2所示的EPON配网通信系统：

图2EPON配网通信系统

人机交互主要在主站系统完成，配网自动化系统运行效率的提高需要通信系统的协助，这样也可以将自动化系统的可靠性推向更高的台阶，网络数据链路的建立由前置机负责，确保信息数据的收发中转。完善的网络监控系统可以保证监控数据的实时性，为网络维护工作实施奠定基础，不同数字量和模量信息的采集由配网监控终端负责。

3.2DBA算法分析

DBA算法分析应以带宽的实际需求量为基础，带宽分配包括静态分配和动态分配两个部分。其中，动态分配的应用较为广泛，根据不同ONU带宽的实际动态分配，结合丰富的带宽信息资源，可以实现对数据业务的进一步分析，增强自动化系统网络通道的应用效果，提高信息传输的速度。目前，在配网监测系统中应用较为广泛的是监测终端，不同的数据业务由不同的监测终端进行完成。随着社会各方面的发展，电力工业也取得快速发展，以往单一的电力分配方式已经不能满足用户用配网业务的需求，为了进一步实现带宽在不同ONU之间的合理分配，风机调度的分配方法比较可靠，同时也将整个电力系统的综合性能提高。

（1）ONU内部调度分配。ONU内部业务可划分为高优先级、中优先级和低优先级三个级别。高优先级侧重点是时延和抖动问题，重在对这两个问题的改善，中优先级则侧重于宽带问题，保证数据信息的可靠传送，低优先级重在实现对网络最大通信能力的扩大，保证数据的准确传输。

（2）ONU间的调度分配。通常忽略ONU间不同的内部信息，将其看作一个整体的系统列队，分为轻负载和重负载。其中，前者为将一些未被利用的带宽重新被利用，主要通过向OLT提出请示、OLT同意请求、设计特定的分配方案、划分上行周期、上行发送等途径实现。在配网自动化过程中，为了提高通信的安全性，需结合实际情况，采用具体方案，如将终端设备两端的线路接到OLT设备上等方法。

由上述分析可知，这些通信方式不仅使得配网自动化工程取得很大的进展，实现四遥功能，而且实现了配网的自动化和一体化，可实时检测到用户的用电信息，同时也可以对一些潜在的故障做出防患措施，实现高技术、高安全的通信水平。

4.结语

综上所述，EPON技术不仅成本低、维护简单、且其可靠性高，在配网自动化系统中具有良好的应用价值。因此，在配网自动化系统中，可以应用EPON技术，构建可靠的配网通信组网，完善配网自动化系统，提高配网的自动化水平，从而确保配网的安全、稳定运行。

参考文献：

[1]EPON网络在配网自动化中的应用[J].罗晨,阿丽米热•买买提吐逊,摆文志.科技传播.2016(19)

[2]电力配网自动化中EPON技术的应用研究[J].苏龙,李孝华,王凯.中国管理信息化.2017(24)