0 引言

近年来，国家电网公司不断提高配电网管理的地位，一改以往“重输电，轻配电”的传统格局，相继成立了专门的配电网管理部门，并在未来的电网投资安排中向配电网方面倾斜。随着配电网自动化的推广，电网的用电信息采集、在线监测系统、视频监控系统等新业务需求量急剧上升，电力生产系统对电力通信网的传输质量、可靠性和安全性要求也越来越高。通信系统应具备稳定可靠、实时安全，并支持双向互通的功能，同时由于参与通信的节点数量巨大、分布广泛，还要求通信系统便于建设，具有良好的可扩充性和可维护性。因此目前电力通信网络规划要适应新形势、满足新要求^[1]。

配电网通信系统主要是在户外安装完成的，环境温度变化恶劣，通信系统应能够跨过故障区和停电区保持通信畅通，抵抗强烈的瞬时干扰，因此要求通信系统必须具有较高的可靠性。

配电网通信系统需实时采集和记录监测点的各项数据，并发送至主站，因此对通信系统的实时性及传输速率提出了较高的要求^[2]。

接入业务的多需求，通信系统的多业务接入，承载话音、四线&EM、RS485、RS232、Ethernet等多种业务。

近年由于传统业务和新增的高新业务不断增加，对电力通信系统的容量要求越来越大。要同时满足电话、调度自动化、配电网自动化系统、监控系统、办公和营业系统、会议系统等多种业务的需要，带宽必须达1000 Mbit/s以上（大容量传输）^[3]。

电力线载波通信（PLC）存在的问题主要有电力线间歇性噪声较大，信号衰减严重，传输容量小，周围环境对电力载波的影响较大，大规模组网时较为困难。SDH光传输通信是电力系统现有通信传输网的主流技术，但其对工作环境要求较高，且体积大无法在户外进行安装，价格相对较高。基于无线公网（GPRS/CDMA）的传输带宽低，具有易受环境影响、信号不稳定、可靠性和实时性差、安全性差等多种问题。

无源光网络（xPON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，由局端OLT（光线路终端）、用户端ONT/ONU（光网络终端，或称光网络单元）、连接前2种设备由单模光纤（SM fiber）和无源分光器（Split-ter）组成的ODN（光分配网络）以及网管系统组成，成为目前电力系统配电网自动化通信系统的首选应用技术。分析对比APON ATM无源光网络、EP-ON以太无源光网络、GPON千兆无源光网络可知，GPON具有传输距离远、可靠性高、对环境要求低、抗干扰能力强、高带宽和高传输效率，在接入网层面提供一个统一的接入平台便于维护和管理等特点，因此GPON更适合在电力系统中应用^{[4, 5]}。

分析电力调度系统数据可知，一般情况下大的数据出现在上、下级调度之间，变电站端通常不出现；分析光纤的运行可靠性可知，城市中心的地埋管道光缆、高等级电网OPGW 光缆至次一级电网ADSS光缆，其受外力破坏的可能性逐步提高；而从光纤的运行维护方面考虑，光纤跳接点越多，可靠性越低，因此采用“核心层至汇聚层至接入层”的网络结构，并在有条件的核心层和汇聚层应用环保护，可提升核心层和汇聚层的安全性、可靠性和可维护性。

在设计GPON 系统时，一般较大的OLT 设备安装在条件相对较好的调度中心和变电站的通信机房中，较小的ONU 设备安装到配电自动化通信终端控制箱内，将通信终端的数据信号集中汇集到变电站机房，再通过光纤网络汇集到配电主站和调度自动化通信系统。GPON组网模式如图 1所示。

图 1

图 1 GPON组网模式

通过“核心层至汇聚层至接入层”的方式解决了大范围、长距离的可靠组网方式，并通过网状环和1+1等多种保护方式提高了通信系统的安全性、可靠性和易维护性。10 Gbit/s的上行带宽、2.5 Gbit/s的下行带宽可以充分满足电力调度和配电网自动化对电力通信系统大传输容量和高传输速率的要求。内蒙古乌拉特中旗电力有限责任公司采用的OLT华为MA5680T、ONU华为MA5621，提供4&EM、RS232和快速Ethernet的服务，专用ONU集成了接入和传输的功能，不仅减少了设备使用的数量，提高了运行的可靠性，而且便于户外安装。

内蒙古乌拉特中旗电力有限责任公司采用的南瑞ON2000调度主站通过SCADA服务器接入OLT传入的IP包。调度主站接入示意图如图 2所示。经GPON接入FTU可以不使用终端服务器，而仅使用ONU至OLT至数据采集交换机至SCADA服务器，可以有效减少设备发生故障的数量，提高系统的可靠性和实时性。

图 2

图 2 调度主站接入示意图

4 结语

通信系统是配电自动化系统的重要组成部分，是配电自动化功能实现的基础。GPON技术是一种施工简单、成本低廉、性能优越的光纤通信方式，能够灵活地与配电线路的环形、链形结构相融合，很好地满足配电自动化终端到配电子站通信可靠、投资经济的需求，在配电自动化建设和智能电网的建设中具有良好的发展前景。