坚强、可靠、灵活的配用电通信网络是实现智能电网配用电环节的重要支撑，文章结合泉州公司配用电通信网的建设实际，积极探索适合工业以太网和EPON两种技术体制下的光缆建设融合方案，以满足“两个系统”的应用要求，实现光缆资源的共享，节约投资成本。
1 概 述
配电自动化系统及用电信息采集系统(以下简称两个系统)是智能电网的重要组成部分，而配用电通信网络建设是实现两个系统至关重要的环节。其中远程通信采用的技术有多种选择，如EPON、工业以太网、低压载波及无线网络等，目前地区新建的配电自动化系统通信主要采用工业以太网技术，而用电信息采集系统通信采用EPON技术。
为了进一步提高配电可靠性、服务水平、信息互动，各地电网纷纷开展“两个系统”的建设，2012年后配用电环节业务需求突增，需建设配套光纤网络。由于配用电通信项目分属不同部门，业务节点不同，造成部分线路光缆重复建设。
为节约成本，实现光缆的资源共享，对光缆建设进行统一规划，研究工业以太网与EPON两种技术体制下的光缆建设融合方案迫在眉睫。
特别是在老城区实施接入网建设时，由于光缆施工环境复杂、建设周期长等因素，光缆分配网络规划是最棘手的事情之一。良好的光缆网络规划是接入网便于建设和运维的基础，因此规划设计出合理的光缆建设融合方案，是实施“两个系统”的重要前提。
2 存在的问题及建设思路
国家电网公司一直致力于配电网的建设及优化，但传统配网通信已成为智能电网建设的障碍。
十二五期间，配用电通信网络缺乏统一规划设计，仅作为配电、用电项目配套的专用通道随项目一并建设，只满足单一业务的需求。
2.1 主要存在的问题
①线路利用率不高;
②扩展业务难;
③不同业务单独组网，设备兼容性差;
④采用GPRS方式进行信息采集，安全性低、易拥塞、容易受制于运营商;
⑤现有的配用电通信各系统孤立建设，没有全网统一规划，不成体系，存在重复覆盖和遗漏，无法发挥整体效益。
2.2 建设思路
为了满足“两个系统”对通信系统的要求，本文对 “两个系统”接入网光缆建设融合方案进行研究设计，以规范通信工程的设计和建设。新建光缆网络的总体建设思路为：
配电、用电通信项目虽归属不同部门，但通信专业需对光缆网络的建设做好相应规划，提出专业意见，统一技术路线并提出规范化的设计方案，通过结合现场工程实施检验方案的可行性。
对光缆网络进行分层设计，根据“两个系统”的业务需求提前做好“主干汇聚层”的规划和建设，融合方案的光缆纤芯资源需满足智能配用电多业务的接入需求。
3 光缆融合建设方案
本方案结合地区用电信息采集系统配套通信项目，对光缆网络进行统一融合设计，该项目主要建设内容是组建市区8个变电站的汇聚层光缆网络，并同步考虑同期配电自动化项目的需求，建设接入层光缆网络。
3.1 光缆建设主要原则
通信人员通过提前介入相关工程的前期设计，对光缆网络进行有序谋划，组织各业务部门讨论后形成共识，制定以下几个建设原则：
光缆建设中主干环网以用电信息采集系统配套通信项目为主建设，并为配电自动化业务预留纤芯资源，实现纤芯资源共享，主干光缆依据实际需求可采用48芯或72芯光缆。
光缆网络采用分层设计，形成主干汇聚层和接入层。其中，汇聚层主干节点应形成光缆路由保护，有条件的接入层节点可考虑就近接入相邻主干节点形成手拉手保护。
由于EPON设备光接口的最大传输距离仅为20 km，当采用多级分光时，线路损耗较大;而当ONU到分光器的光路要利用配电自动化工程的光缆时，对光纤敷设及熔接有严格的要求。当配电自动化配套工程的24芯光缆经过环网柜时，其中12芯尾纤开断熔接进ODF盘，用于工业以太网光路的互联;而另外的12芯尾纤应采用纤芯直熔技术，以降低本接头的损耗，满足用电信息采集EPON设备对衰耗的要求。
3.2 具体设计方案
依据上述建设原则，通信人员设计出光缆建设融合方案。其中光缆铺设的原则为：选取光缆汇聚节点，以光缆汇聚节点为中心，向周边辐射。
汇聚节点选取原则：方便汇聚光缆引入，一般选取靠近管道资源或主干道附近的配电站点。
汇聚节点的作用是提供汇聚层网络光纤资源，并为接入层实现光缆灵活接入以及光缆资源调配。汇聚层主干光缆从变电站引出，利用管道资源或架空电力线架设光缆引到汇聚节点，每个汇聚点保证接入有两个路由回到变电站，形成光缆物理路由保护，如图1所示，其中环型网络的主干光缆最终接入同一个变电站，而链型网络的主干光缆分别接入不同的变电站。接入层光缆建设以汇聚点为中心，向周边辐射接入周边分散的配电站点。
从上图可以看出，每个汇聚节点都有两个光缆路由到达变电站，满足“N-1”要求。在近两年的“两个系统”建设过程中，我们在配用电通信相关工程中实施光缆融合建设，以检验方案的可行性。
4 方案实施
4.1 案例一
技术人员利用泉港地区“惠安变”用电信息采集配套通信工程建设的用电环3主干光缆为配电自动化科技项目提供5个柱上配电终端的接入。主干光缆环上的每个主节点都有为配电终端预留的纤芯。通过利用用电主干节点为惠德线48#、泗洲支线6#、溪头支线32#、土岭线48#、土岭线11#5个开关提高配电终端接入通道，可共享利用光缆约8.8km。
4.2 案例二
技术人员在用电信息采集系统建设配套项目中的永宏子站、释雅变子站、中芸洲变子站进行光缆融合建设的设计。此案例通过对配电两个环网进行优化可节约光缆3.5 km。
在主干光缆建成后，结合配电自动化通信工程优化了永宏基地子站的配电工业以太网组网拓扑图，取消原有设计的链状结构，部分接入层节点引入用电通信光缆主干节点，使得二层工业交换机互联形成环网，提高了网络及业务的可靠性。
5 实施成效
实际结果表明，该方案能满足EPON通信系统和工业以太网通信系统的光缆铺设及光功率要求，为配用电通信网的建设提供有力支持，为信息化、自动化、互动化的坚强智能电网提供信息通信支撑。该融合方案具有以下优点：
①网络层次合理，分层设计更为灵活、方便，有利于新增配电节点接入和后期运维。
②网络结构可靠性高。新的融合建设方案使得配用电通信网主干层采用光纤自愈环形保护，当单条光路发生故障，都具有快速迂回的自愈功能，避免了单一线路故障产生的大面积网络瘫痪情况的出现，大大提高了网络的可靠性。
③资源共享，节约成本。配电、用电通信网均属于终端接入网，“两个系统”出于安全性要求单独建网，设备上需考虑物理隔离，但光缆网络可融合建设，实现纤芯资源共享，有效降低了光纤网络的建设成本。
6 结 语
配用电通信光缆网络融合的建设及投运，解决了建设初期杂乱无章的设计问题及重复建设问题，为“两个系统”的可靠运行打造了坚强智能的光通信网络基础。
随着智能电网的发展，通信技术人员需对配用电通信网的建设及运维投入更多的精力，包括业务需求、技术体制、组网方案，而当前建设阶段应重点增强光缆网络融合建设的设计及运维管理能力。下一步，我们将重点研究EPON及工业以太网的安全性及智能电网多业务接入的实现，为公司建设坚强智能电网作出应有的贡献!
作者：李元九 陈芬 林明福 来源：企业技术开发·中旬刊 2016年8期
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