引言：本文介紹了配變終端利用EPON通信網(wǎng)傳輸實(shí)時(shí)控制信息，終端間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)區(qū)域保護(hù)存在的問題和解決方法。

一、以EPON技術(shù)為基礎(chǔ)的配電通信網(wǎng)

電力配電網(wǎng)（配網(wǎng)）自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)三遙（遙信，遙測，遙控），建設(shè)配網(wǎng)系統(tǒng)的時(shí)候同時(shí)需要建設(shè)光纖通信專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)終端聯(lián)網(wǎng)。由于配網(wǎng)終端的數(shù)量巨大，為配網(wǎng)終端服務(wù)的通訊終端在許多電網(wǎng)公司采用了適合高密接入的EPON通信系統(tǒng)。

配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展過程中，電網(wǎng)專業(yè)機(jī)構(gòu)一直在研究進(jìn)一步保障供電可靠性的控制方法。一種方法被稱之為配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)（或有的被稱為面保護(hù)）。這種保護(hù)就是在10Kv線路短路故障發(fā)生的時(shí)候，主斷路器整定時(shí)間內(nèi)（通常為300ms），依靠智能化配網(wǎng)終端實(shí)現(xiàn)快速切除故障區(qū)域（通常150ms內(nèi)），快速恢復(fù)供電，同時(shí)盡可能縮小停電范圍。但配網(wǎng)區(qū)域保護(hù)對現(xiàn)有的EPON（以太網(wǎng)無源光纖網(wǎng)絡(luò)）制式的配電通信網(wǎng)形成挑戰(zhàn)。

二、區(qū)域保護(hù)對EPON通信制式提出苛刻要求

配電網(wǎng)在區(qū)域保護(hù)方式下，當(dāng)某條10Kv線路的某個(gè)點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，配變終端能夠根據(jù)相鄰終端傳輸來的短路電力變量并判斷故障點(diǎn)，并根據(jù)繼電邏輯自主決策開閘和合閘命令。通過故障點(diǎn)相鄰開關(guān)的閉合控制，可以在主斷路器跳閘前，把故障點(diǎn)切除，從而盡可能小地縮小因故障停電區(qū)域，提高供電可靠性。整個(gè)過程應(yīng)該在150ms內(nèi)完成，否則主斷路器跳閘，全區(qū)域停電了。這種區(qū)域防護(hù)的要求是通信和故障判決時(shí)間要足夠短，留下的時(shí)間是給故障區(qū)域相關(guān)開關(guān)裝置動(dòng)作用。

在配變終端通信方面，需要在終端間實(shí)時(shí)傳輸（組播方式）電力線路測量值，開關(guān)狀態(tài)和時(shí)間同步信息（通常借用智能變電站標(biāo)準(zhǔn)IEC61850的SV，GOOSE報(bào)文）等，保證配變終端判斷故障，同步操作時(shí)序。

SV及GOOSE報(bào)文要求實(shí)時(shí)地均勻地傳遞，但原生EPON系統(tǒng)很難保證這種低時(shí)延抖動(dòng)通信要求。問題來自于原本是EPON優(yōu)勢的P2MP（點(diǎn)對多點(diǎn)）通信機(jī)制。在P2MP的通信方式下，變電站側(cè)的OLT對配變終端側(cè)的ONU的通信的下行數(shù)據(jù)流是TDM（時(shí)分復(fù)用）方式，信息脈沖可以非常及時(shí)地到達(dá)各個(gè)終端。而ONU對OLT的上行通信方式是TDMA（時(shí)分多址），ONU上行通信受到OLT的控制，OLT會根據(jù)通信繁忙情況和優(yōu)先級情況動(dòng)態(tài)分配每個(gè)ONU上傳數(shù)據(jù)窗口。因此ONU上行數(shù)據(jù)流并不是想發(fā)出就能發(fā)出的。特別是當(dāng)OUN上行傳輸實(shí)時(shí)報(bào)文時(shí)，會因?yàn)樯闲袝r(shí)間窗口的不均勻而造成同步接收端獲得的是一個(gè)不可預(yù)估的同步信息。使得參與區(qū)域保護(hù)的多個(gè)配變終端延誤故障判決，擾亂相關(guān)開關(guān)動(dòng)作時(shí)序。

三、改善EPON時(shí)序，優(yōu)化終通信邏輯

問題的解決至少要從兩個(gè)方面入手。一方面減小EPON的傳輸抖動(dòng)，改進(jìn)現(xiàn)有的EPON系統(tǒng)：現(xiàn)有EPON系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化比較完善，但面臨新問題仍然有改進(jìn)空間。在P2MP機(jī)制中，上行時(shí)間窗口的令牌發(fā)放方式可以增加一種固定配額方式。在這種模式下，OLT為每個(gè)參與通信的ONU等時(shí)派送均勻的上行窗口。保證ONU的上行傳輸時(shí)延抖動(dòng)小，或有規(guī)律，或可預(yù)估。

另一方面提高配變終端的抖動(dòng)容限。既然配變終端已經(jīng)向智能化發(fā)展，那么在通信方面的容錯(cuò)能力也將是改進(jìn)方向?？梢詮脑诎l(fā)送報(bào)文長度，時(shí)序同步判決機(jī)制上改善。

四、結(jié)束語

電網(wǎng)會向智能化發(fā)展，配網(wǎng)自動(dòng)化是智能配電的第一步，海量的配網(wǎng)終端使得電力傳輸?shù)淖詈笠粋€(gè)階段可查，可控。面對海量的配網(wǎng)終端，從綜合考慮，EPON以點(diǎn)對多點(diǎn)的通信方式可能是比較好的通信方式選項(xiàng)。面對配網(wǎng)保護(hù)的智能化發(fā)展，EPON仍然有潛力改進(jìn)升級。這些改進(jìn)就像EPON從民用產(chǎn)品向工業(yè)產(chǎn)品的改進(jìn)一樣快速和有成效。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：和記奧普泰通信技術(shù)有限公司）

作者簡介

左慶（1973.10），男，大學(xué)本科，信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師，主要研究方向?yàn)楣馔ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)，傳輸網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字通信，信息系統(tǒng)集成。