華為XPON智能配電解決方案

智能電網(wǎng)(Smart Power Grids)已成為世界電網(wǎng)體系技術(shù)革新的最新動(dòng)向，是改變未來電力系統(tǒng)面貌的發(fā)展新模式。我國也高度關(guān)注智能電網(wǎng)發(fā)展，國網(wǎng)“十二五”期間將投資 2860億元建設(shè)智能電網(wǎng)，重點(diǎn)提升骨干傳輸網(wǎng)承載能力和可靠性，加強(qiáng)和加快10千伏通信接入網(wǎng)建設(shè)。至2015年底，要求城市10千伏配電站點(diǎn)通信總覆蓋率達(dá)到52%，其中光纖通信覆蓋率達(dá)30%;農(nóng)網(wǎng)10千伏配電站點(diǎn)通信總覆蓋率達(dá)到12%，其中光纖通信覆蓋率6%。由此可見，智能配網(wǎng)通信系統(tǒng)將成為整個(gè)智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

智能配電網(wǎng)建設(shè)迫在眉睫

國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞在與美國能源部長朱棣文的會(huì)談中說道: “統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。中國處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期，對(duì)電力的需求與日俱增，供電壓力十分巨大;從長遠(yuǎn)來看，智能電網(wǎng)是滿足用戶多樣化需求，提升電網(wǎng)增值服務(wù)與互動(dòng)能力的友好途徑。如隨著智能樓宇、電動(dòng)汽車、智能監(jiān)控、智慧城市等快速發(fā)展，用戶對(duì)電網(wǎng)的供電可靠性，電能質(zhì)量、用電服務(wù)等更為關(guān)注。

由于配電網(wǎng)絡(luò)直接面向客戶，具有布網(wǎng)復(fù)雜、故障率高等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)95% 的停電故障發(fā)生在配網(wǎng)，70%的線路損耗發(fā)生在配網(wǎng)。每停一度電帶來50元損失，我國由于停電帶來的損失一年超過2000億。其中，配網(wǎng)通信系統(tǒng)用來承載主站與配電單元xTU之間業(yè)務(wù)通信，以及配電單元之間的業(yè)務(wù)通信，通信系統(tǒng)中斷是造成配網(wǎng)故障的主要原因。因此,高質(zhì)量的配網(wǎng)通信系統(tǒng)將成為智能配電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)。

XPON通信系統(tǒng)助力打造堅(jiān)強(qiáng)配電網(wǎng)絡(luò)

智能配電網(wǎng)具有終端設(shè)備多、接入業(yè)務(wù)復(fù)雜、分布范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸量大的特點(diǎn)。XPON技術(shù)憑借其高速率、高可靠、抗多點(diǎn)失效、易維護(hù)等優(yōu)勢逐步在配網(wǎng)通信建設(shè)中得到推廣。EPON已經(jīng)被國家電網(wǎng)列為智能配電網(wǎng)通信建設(shè)的主選技術(shù)，將助力實(shí)現(xiàn)滿足現(xiàn)網(wǎng)需求的高品質(zhì)配電網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)PON 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠軌蚺c電力配電網(wǎng)環(huán)形、鏈形結(jié)構(gòu)完全吻合，滿足智能電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、友好互動(dòng)的要求。華為推出的XPON智能配電解決方案，采用業(yè)界領(lǐng)先的高性能OLT，并針對(duì)電力行業(yè)要求，定制開發(fā)電力專用的工業(yè)級(jí)ONU Smart AX MA5621，助力打造出XPON智能配電的完美解決方案。

在XPON配網(wǎng)建設(shè)中，OLT 設(shè)備通常安裝在110kv/35kv變電站，通過MSTP環(huán)網(wǎng)接入到主站系統(tǒng)。下行與ONU采用不等比分光器進(jìn)行連接。

ONU 設(shè)備位于開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、配電房等配電站點(diǎn)中，通過串口或 GE/FE 自適應(yīng)電口采集電力終端(FTU、DTU、TTU)的信息，完成電光轉(zhuǎn)換等處理后，通過 PON 口上行到 OLT。ONU設(shè)備選型應(yīng)采用雙 PON 上行，通過兩條不同的鏈路連接到OLT,形成“手拉手”全保護(hù)組網(wǎng)，在主鏈路發(fā)生故障時(shí)，可迅速切換至備用鏈路，大大提高通信系統(tǒng)的可靠性。

這樣OLT 與 ONU 相互配合，實(shí)現(xiàn)配電主站系統(tǒng)與電力終端的雙向通信及電力終端之間的雙向通信。(參見圖1所示)

XPON智能配電解決方案具備以下多種優(yōu)勢，已成為當(dāng)今智能配電通信網(wǎng)建設(shè)的首先技術(shù)。

1.光纖、配電“手拉手”

電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)主要包括SCADA(數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視/控制)、無功補(bǔ)償和電壓調(diào)節(jié)、自愈控制、故障定位等業(yè)務(wù)。其中，各配電單元xTU之間要求能快速通信，以了解相互的狀態(tài)、參數(shù)，從而減少停電范圍。同時(shí)，主站對(duì)配網(wǎng)實(shí)現(xiàn)三遙，同樣需要高效的縱向通信保障。

XPON配網(wǎng)的手拉手組網(wǎng)方案中，采用不等比多級(jí)分光，實(shí)現(xiàn)了ONU獨(dú)立雙上行，異地雙機(jī)備份，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常出現(xiàn)的電壓不穩(wěn)，短暫停電等故障提供了可靠的通信業(yè)務(wù)保障。同時(shí)滿足ONU之間橫向通信時(shí)延5ms的要求，支持GOOSE協(xié)議，且主站與ONU的縱向通信時(shí)延可控制在100ms 內(nèi)。另外在單鏈路發(fā)生故障時(shí)，主備鏈路倒換時(shí)間50ms，有效縮短故障時(shí)業(yè)務(wù)中斷時(shí)間，避免引起誤動(dòng)，導(dǎo)致故障升級(jí)。

2. 專業(yè)、穩(wěn)定、高保障

配電網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備通常位于開閉所、環(huán)網(wǎng)柜等場景，靠近高壓側(cè)設(shè)備，環(huán)境相對(duì)惡劣，因此對(duì)通信設(shè)備的質(zhì)量也提出了很高的要求。華為針對(duì)電力行業(yè)的高可靠要求，推出業(yè)界首款工業(yè)級(jí)設(shè)備ONU Smart AX MA5621 ,采用鑄鋁外殼，配合專有散熱技術(shù)，可以提供高達(dá)85℃的耐高溫性能;同時(shí)端口滿足6kV防雷標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)業(yè)界2kv防雷效果提高20倍;滿足EN 55022 Class B電磁電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于電力配電的高壓場景有著很好的適應(yīng)能力。

3. 友好、便捷、易管理

在配電網(wǎng)絡(luò)中，終端設(shè)備多，部署復(fù)雜，占據(jù)大量工程施工時(shí)間。與此同時(shí)，配電通信設(shè)備的維護(hù)成本也相對(duì)較高。例如在ONU柱上開關(guān)安裝場景中，通常需要在離地面 6米高的線桿上高空作業(yè)，需專業(yè)施工人員進(jìn)行安裝，ONU反復(fù)進(jìn)站調(diào)試，將大大增加工程難度與維護(hù)成本。華為端到端的PON網(wǎng)絡(luò)集成經(jīng)驗(yàn)和一站式交付能力，很好的解決了上述難題。在華為XPON配電解決方案中，ONU設(shè)備支持批量離線預(yù)部署，一次進(jìn)站，即插即用，大大縮短部署工期。并且，支持海量ONU 遠(yuǎn)程批量升級(jí)，遠(yuǎn)程故障定位和排除，有效降低運(yùn)維難度，節(jié)約運(yùn)維成本。