电力系统自动化光纤通信论文

摘要：电力系统是我国的基础性能源供应架构之一，也是覆盖范围最广的持续供能网络。截至到2010年，我国330kv及以上线路长度达到了9.51万公里，预计在“十二五”期间新增电网长度为1.32万公里。庞大的电力系统不仅带动了风能、水能和太阳能等新能源的发展，更是形成了规模宏大的电力系统通信网络。下面是小编为大家整理的《电力系统自动化光纤通信论文 (精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

电力系统自动化光纤通信论文 篇1：

基于光纤通信的平安城市建设的思考

【摘要】随着全国范围内的“平安城市”项目的不断扩展，现在已经进入了高速的发展阶段。因此，网络数字标清变化就成为了现阶段“平安城市”建设的发展方向。

【关键词】“平安城市”光纤通信CWDMEPON

一、基于光纤通信的“平安城市”建设的系统设计

1.1“平安城市”建设的系统设计思想

“平安城市”建设主要是运用现代化信息技术，从而达到指挥统一、反应及时、作战有效的目的。主要是针对国际形势以及我国现代经济社会条件，以实现城市的有效管理以及全面打击违法犯罪行为为目的，增强城市的安全防范能力，促进城市安全系统的建设，建设文明和谐的“平安城市”。根据不同的群体，提供视频、报警以及移动多方面的组合方式。将110报警指挥、远程图像传输、GPS车辆防盗、地理信息系统以及远程智能电话报警系统进行有机的结合，从而实现对犯罪现场远程定位可视监控、火灾实时报警、同步指挥调度的控制，提高信息化的发展水平。另外，还实现了城市安防以往“事后控制”到现在“事前预防”的转变，大大提升了城市的安全系数，促进人民的文明和谐生活水平。

1.2“平安城市”建设系统整体规划

“平安城市”利用城市综合管理的公共信息服务平台，涵盖了城市内部数字化城市管理系统、视频监控系统、道路交通等系统，最终利用市级的数据交换平台，从而实现资源共享。并通过视频监控系统把所采集到的系统前端数据传送到市、县的监督指挥调度中心。通过增加网络产品以及增加基层组织监控使用的计算机设备，提高网络覆盖。随着“平安城市”系统的覆盖范围越来越广，其需求也就越来越大。另外，软件解决方案不仅包括数据库与操作系统，还包括了各种的监控管理平台、监控软件、流媒体软件、电子警察系统、智能交通系统等。

二、基于光纤通信的平安城市建设的系统组成

2.1高清数字摄像机

现阶段，光纤网络高速快球与高清网络摄像机被广泛应用。由于光纤网络高速快球与高清网络摄像机的优势各不一样，因此，“平安城市”监控系统监控点摄像头要根据监控点周围的实际情况以及监控侧重点来进行光纤网络高速快球或高清网络摄像机的选择。

2.1.1光纤网络快球摄像机

光纤网络快球摄像机是集摄像机、光纤信号发送设备、控制信号解码器、云台护罩为一体。将摄像机、加热器以及风扇等设备安装成整体，可以产生无重影、无杂波、对比度正常的高清晰数字图像，具有高倍率的宽全向高速云台以及高倍率的视角镜头。

2.1.2高清网络摄像机

城市监控点针对固定目标的监控，可在重要建筑大门、城门出入口、重要道路等监控点采用固定式高清网络摄像机、高清网络摄像机进行监控。为了满足24小时全天候监控的需求，要求摄像机必须具高清、彩转黑、黑转彩、低照度等条件。

2.2CWDM

在市级监控中心与其它低级别监控中心点之间采取CWDM技术进行联网，这主要是因为使用CWDM的成本较低以及接入的带宽较宽，还可以广泛应用于以太网、点对点等较为流行的网络结构。

2.3EPON

为了满足“平安城市”的视频监控需求，在下级各个派出所之间建设EPON系统。EPON系统中的GE信号可以通过CWDM环网传送到每一个派出所，而派出所可以通过波分环网把信号汇聚在数据平台上，最后网管信息通过数据平台传送到网管系统上。EPON综合了以太网技术与PON技术的优点，具有带宽较高、成本较低、扩展性较强、快速灵活的服务重组、管理方便以及较强的兼容性等优点。

三、结束语

综上所述，“平安城市”视频监控系统是以城市管理的需求为出发点，充分利用当前的视频资源，提供技术改造，提升监控图像的质量，实现资源共享与视频增值应用，从而建立全方位的多种级别联网监控管理体系。采用先进的网络传输技术、高清视频采集传输、视频编解码技术、高清视频显示技术、海量存储管理技术以及智能视频分析技术，全方位、高起点的增强视频图像信息系统的整合与建设，把市政、公安、社会以及交通视频监控资源进行汇总，建立管理平台，通过管理平台建立个统一规范化的视频图像信息系统。为健全社会的治安防控体系、创建和谐社会、深入开展平安创建活动、加强社会综合治理等做出重要的贡献。

参考文献

[1]雷玉堂.“平安城市”建设中安防工程商应具备的条件与技能[J].中国公共安全(综合版)，2012.07(11)：187-191.

[2]罗姗姗，彭鹏，毛亚胜，金乃正，沈水明等.基于光纤通信的多端线路电流差动保护装置[J].电力系统自动化，2006.12(09)：50-55.

作者：李会永

电力系统自动化光纤通信论文 篇2：

试论光纤通信在电力系统中的应用

摘 要：电力系统是我国的基础性能源供应架构之一，也是覆盖范围最广的持续供能网络。截至到2010年，我国330kv及以上线路长度达到了9.51万公里，预计在“十二五”期间新增电网长度为1.32万公里。庞大的电力系统不仅带动了风能、水能和太阳能等新能源的发展，更是形成了规模宏大的电力系统通信网络。本文将通过对光纤通信在电力系统中的应用介绍，详细阐述在不同应用层面的作用和特点，进而提出针对现代电网系统通信的合理化建设建议。

关键词：光纤通信;电力系统;电力通讯网;应用

从通讯网络的角度来说，电力系统的通讯网络是目前国内大型的专用网络之一。它承担着电力系统所有的语音、数据、视频和宽带业务，其中也包含常规电信业务、内部呼叫和自动化办公业务等。从整体上说，电力系统的通信网络与电力输送网络一样，都是不可或缺且十分重要的，它的整体性和稳定性将直接影响到供电系统的安全。

事实上，光纤通信技术已经超越了本身业务，成为近几十年来最前沿的综合性技术。结合电力系统自身的需要，它可以为电网系统提供快速监测、故障定位、远程监控等功能，成为我国电网系统应用层的主力辅助部分。从以上功能不难判断出，光纤通信在作用范围上主要击中在电网自动化控制方面和通信平台，作用的对象主要包括主站系统，子站系统以及馈线端。

一、在电力系统自动化中的应用

电力系统是我国经济发展和社会进步的重要组成部分，由于我国的国土面积广大，东西部能源和技术分配不均匀，因此需要架设大量长距离电力传输线路，进而形成了态势复杂的电网系统。根据现实情况分析，电力在运输过程中不仅要确保高效、经济，同时要尽量减少线路损耗的情况;从网络线路的运营角度来说，大量继电器信号传输接受和反应设备，成为最重要的解决途径。

在这个基础上形成的电力通信网络主要包括三个方面，分别是通信站、中转站和调度部门。这些部门之间采取专用的光纤局域网(电力专业网的一部分)进行互联。要实现互联的稳定性和安全性，就必须考虑到通信网络受到电力磁场的干扰问题，在以往的情况中这种现象很普遍，维修成本居高不下;而光纤通信技术可以很好的解决这一问题。

普通光纤的直径在三毫米到九毫米之间，属于单模光纤，多模光纤的最大直径也在五十毫米单位以下;光纤通信技术的良好延展性和融合性，使它在短时间内就成为了重要的现代化通信手段之一，并且在电力系统的应用方面发挥着重要作用。从光学通信的技术上讲，光纤通信技术之所以收到青睐，主要是因为自身的优势决定的，其中包括：良好的抗干扰性、大容量长距离传输、体积小质量轻、使用寿命长和环保低消耗等等。

在电力系统中，可以通过上下级来划分，用于体现出不同的控制权限。一般来说，电网规模的大小决定了其在电网系统中的地位，特别大的主站层可以划分为中心主站和区域站两层，主站层和子站层之间的通信要求可靠性和安全性，所以一般都会采用光纤通信技术。

(一)电力系统自动化通信的特点分析。

电网系统自动化是近年来我国重点实施的项目，光纤通信之所以能够成为电网通信的基础性设施之一，主要是符合在监控、检测、隔离等方面的特点。在进行通信设施建设的同时，首先要考虑的是电网建设所面临的现状。国家电网覆盖了我国大部分人口聚居地，电站呈点状分布，所面临的自然环境和地理环境多种多样。

我国电网的特点是采集点多，但是规模较小，可产生的有效数据也很少，所以不可能架设专门的设备建立起通讯机房，同时要耗费人力物力进行职守;在这种情况下，电力系统自动化的建设就显得尤为重要，而电力系统自动化的实现，对通信模块的要求有十分迫切。

环境的复杂性意味着通信模块必须承受恶劣的天气条件和自然条件，并要配合电力系统自动化功能的实现，这就对其在功能和组成上提出了更高的要求，如：防雷击、防腐蚀等。以往的通信模块中所普遍采用的双绞线、电力载波等通信模块非常容易收到破坏和干扰，而且在地理的故障解决方面缺乏有效解决方案。

(二)电力系统通信网络的设计

电力系统自动化实施的基础是快速可靠的通信网络，这已经是不争的事实。光纤通信技术结合快速以太网的拓扑模式，利用先进的虚拟总线控制技术，可以实现庞大的电网系统终端信息收集，同时进行快速遍历和检测。

从结构上来说，虚拟总线的控制平台主要是通过对直接下一层节点发布指令，为了尽量减少时间延迟，配合光纤通信网络和智能技术，在较高权限的设定下，可以直接进行控制。但在实际操作中并不提倡这样做，原因是越级管理可能造成系统指令的重复发送，不利已外部通讯设备的维护。可以建立起有效的预警机制，如报警装置，强制提醒装置等等。在组网的过程当中，要充分考虑到自动化设计的节点较多这一问题，对于同一级别的采取指令分级分批发送，通过建立数据模型在短时间内筛选出特许机制，以应对多变的外部电力环境。

此外，值得一提的是防雷击保护措施。伴随着电力自动化系统工作的通信模块位于户外，虽然光纤通信线路具有很好的保护层，但受到较大外力强压的时候依然存在断网风险。

二、配电网通信平台上的应用

“十二五”期间，我国提出了“智能电网”的建设规划，国家电网公司表示将全面加强对“智能电网”的建设和推进工作，以实现配电网自动化的目的。利用计算机技术、网络技术、电气自动化技术等可以构建完整的电力自动化系统，而在整个配电网中，通信平台是至关重要的。

但是，配电网的通讯方式与变电站的通讯方式截然不同的两种情况。就结构来说，要根据实际的工作环境进行划分，导致拓扑结构复杂，组点分散，通信点多等特征。在以往的工作中，配电网的通讯设施大多采用电缆施工，但效果并不理想。至今为止，电缆传输信号差的缺陷仍然无法解决;在无线通信技术方面，虽然可以解决地理环境的限制问题，但是依然收到信号差的问题，同时无线通讯的费用要高出很多。

结合两种情况，光纤通信技术可以完美的解决二者的缺陷，因此是配电网通信平台的不二选择。

(一)配电网中光纤通信网络架构分析

光缆的铺设与配电网中电力电缆的铺设实现一致。一方面，可以减少重复施工带来的额外支出，另一方面，可以确保两者之间配合的紧密性，也便于后期的维护与管理。但是，光纤的局部构建与通信拓扑有关，并非是单纯的地理关系。

目前来看，常用的通信架构主要有两种。

第一，采用P2P(点对点)的网络架构。两个同等功率的变电站对一片区域实行电力输送，并形环状结构，性能比较稳定。这种结构最大的优点是，同时实现了电力和网络部分的保护，除非环状结构内两个电站全部失去功能，才会导致中间环节的节点失去通信功能。但是这种情况发生的概率较小。

第二，采取单电源树形架构。对于用电规模较小的区域，可以采用这种方式，也可以更好的发挥光纤通信长距离的优势，在配电网自动化实现的过程中，网络通信部分使用的较为频繁。

(二)配电网中光纤通讯的优势

配电网的服务对象很多，除了优质用电区的城市、工业区之外，还有包含广大的农村地区，涉及到高中低三个配电级别，任务非常繁重。除了要做到安全、稳定之外，更重要的是实现实施监控和对故障的判断功能。

光纤产品的种类很多，性能各不相同，在实际的电力系统中所使用的光纤主要有两种：(1)架空地线光纤。这种光纤产品在设计上增加了隔热层，材料是热塑胶，可以发挥最大的保护作用，所采用的激光焊接技术延长不锈钢管道实现延伸，距离超过一万米，而且可以有效的防止雷击破坏;(2)全介质自承式光缆。这种光缆的质量很轻，不仅具备很好的防雷击性，而且具有很好的抗电磁干扰性。

从长远发展角度出发，配电网的通讯模块必须满足故障率低于电力系统的需求，否则视为本末倒置，会额外加重电力系统的负担。鉴于电力电缆的铺设与通信线缆的铺设在施工方面的平等性，选取优质高效的通讯材料和技术也就成了关键。光纤通信的基本物质是光纤、光源和光检测器，无论是从光缆的结构还是特性上来说，都具有极高的稳定性，外界潮湿、腐蚀、雷击等行为对其影响很小，因此具有很强的优势。

三、结束语

目前我国正处于“十二五”发展的攻坚阶段，电力系统的完善和进步，将进一步推动我国经济和社会现代化建设。工信部所发布的数据显示，“十二五”期间我国光纤基础设施投资规模将达到5000亿元。光纤材料技术和光纤通信技术的应用范围将随着时间发展越发拓宽，作为电力系统中重要的一部分，光纤通讯设备及技术运用仍然在不断的发展，相信随着科技的进步和新材料的研究，光纤产品会逐渐呈现出多元化的特征，在电力系统中也会发挥更重要的作用。

参考文献：

[1]郑佩璋.浅谈电力通信技术在电力系统中的应用[J].中国新技术新产品，2013(05).

[2]沈重.浅谈电力电子技术在电力系统中的应用[J].科技致富向导，2013(12).

[3]郑汝波.光纤通信技术在电力系统中的应用[J].科技创新与应用，2013(01).

[4]聂正璞，万莹.信息通信融合在电力系统中的应用[J].中国新通信，2013(02).

[5]王秀彪.光纤通信技术在电力通信中的应用[J].才智，2010(02).

[作者简介]曾子轩(1990.07-)，男，湖北襄阳人，华中科技大学文华学院10级光电信息工程2班，本科，研究方向：光纤通信。

作者：曾子轩

电力系统自动化光纤通信论文 篇3：

光纤通信技术及其在电力系统中的实施与应用

摘要：现阶段我国通信行业发展速度不断提升，光纤通信技术被广泛应用在各个领域。电力系统对技术要求较高，考虑到光纤通信技术具有诸多应用优势，将光纤通信技术应用在电力系统中，既能提高处理速度，也能提高电力系统传输承载能力，有助于推动我国电力系统逐步向超长距离传播、超大容量、超高速方向发展。在电力系统中正确应用光纤通信技术，不仅能够提高通信效率和通信效果，也能促进我国电子通信行业创新发展。

关键词：光纤通信技术;电力系统;通信效率;技术保障

目前我国社会经济发展速度逐步加快，为各项技术创新提供良好机遇，光纤通信技术是目前各个领域应用率较高的一种新型技术，将其应用在电力系统中具有诸多优势，在保障电力系统长期处于安全稳定运行状态同时，全面满足电力通信网络业务需求，为后续高效落实电力系统优化创新工作提供技术保障。本文从光纤通信技术入手，展开阐述，针对在电力系统中如何高效应用光纤通信技术进行全面探讨。

1光纤通信技术

1.1内容

“光纤通信”主要指使用光缆代替传统形式下的电缆、使用数字交换代替传统形式下的机电交换，主要将数据通信技术作为核心保障。在光纤通信技术不断成熟的背景下，各个领域在广泛应用光纤通信技术。细致分析“光纤通信技术”，可知该项技术是在信号传输过程中，充分利用光导纤维传输信息，光波是信息传输的重要载体，这是目前应用率较高的一种信息传输通信方式。将光纤通信系统与其他类型的通信系统进行对比，可知其具有显著特征，如光波载波频率较高，通常状况下可以达到100THz，其与微波载波频率不同，微波的载波频率处在1GHz-10GHz范围内。光纤通信系统主要由发送部分、接收部分、光缆部分、中继器等共同构建而成。

1.2特征

一是通信成本低。

无论哪种类型的技术在大规模推广和应用的状况下，都要充分考虑成本问题。在实际推广和应用光纤通信技术过程中，可知其具有成本低的特征，将光纤通信技术应用在电力系统中，可以节省更多成本，为电力系统提供优质服务。将光线通信技术与其他通信技术进行对比，不难发现该项技术性能较强，在通信运营过程中无需投入较多资金。

二是抗磁干扰性强。

石英是光纤通信技术重点使用的一种材料，具有较强的抗腐蚀性和绝缘性[1]。不仅如此，石英材料也具有较强的抗电磁干扰能力，这样既能保证通信数据流具有稳定性，也能进一步提高光纤通信技术在强电环境中的应用效果。

三是实际需要的空间比较小。

主要因为光纤传输芯非常细，并且以多芯传输方式为主。这样不仅光缆直径小，也能节省更多空间，即便在特殊的环境中也能应用光纤通信技术。

四是通信容量大。

光纤通信容量高于微波通信容量，即便与电缆铜线进行对比，光纤宽带也比较大，再在将光纤通信技术与密集波技术进行有效融合之后，能够保障宽带充分发挥应用价值。

2电力系统中应用光纤通信技术重要方式

电力系统在实际运行过程中，对通信技术具有较高要求，全面结合电力系统通信特征进行分析，正确应用光纤通信技术，在满足可靠性和业务容量大的需求之后，保证光纤通信技术在电力系统中最大程度上发挥作用，具体包括以下几项应用要点。

2.1架空地线复合光缆

架空地线复合光缆具体包括三层，如果按照“从外到内”的顺序进行划分，可知具体包括铝线、钢芯、光纤。除此之外，光缆结构具有一定的差异性，具体可以分为层绞式光缆、骨架式光缆、中心束管式光缆。在电力系统中正确应用架空复合光缆，既能保证新电力系统导电性能和机械强度符合标准要求，也能提高电力系统运行安全，保障电力系统具有较高的抗外力破坏性能。现阶段架空地线复合光缆被广泛应用占110 Kv线路中，有助于实现电力输电线路、复合光缆同步建设这一目标。光缆短路电流输出，以应用铝合金和纯铝丝保护材料为主，在实际开展设计工作时需要充分考虑电力系统负荷量，并要在具体应用时采取有效措施保护电缆，如可充分应用双层保护套，科学合理地减少紫外线伤害。

2.2光复用技术

在光复用技术充分发挥应用价值之后，既能促进电力系统高效应用光纤通信技术，也能推动光纤通信技术创新发展。

一是波复用技术，主要指在一根光线上同时传播多种波长的光载波，最终目的是提高光纤传播能力。在此期间，以利用波长方向差异为主，实现单根光纤的双向传输目标，有助于提高光纤通信技术在电力通信中的应用灵活性。

二是频分复用系统，在这一系统中通常相邻的峰值波长间隔在1nm内，并且光载波之间的间隔比较紧密，非常适合应用在大容量、高速电力通信系统、分配式电力网络系统中[2]。传统形势下的合波器、分波器频分复用系统器件，无法区分光载波，这就要应用高分辨率可调谐光播滤波器等多项先进技术。

三是光码分复用技术，在该项技术充分发挥作用后，能够实现光编碼与解码，在提高光信道的复用和信号交换性能之后，进一步提升网络容量，在解决抗干扰与抗多径衰落问题方面发挥重要作用，有利于提高电力通信安全性和保密性。

2.3电力通信调度

在电力系统自动化调度中应用光纤通信技术，主要因为光纤通信技术可以有效拓展网络的多重结构。在该项技术充分发挥作用后，能够使发电厂与其他下级调度中心进行有效通信，在保证各操作间具有较强融合性同时，能够突出自动化控制操作的便捷性。考虑到光纤通信技术隶属于高度统一的集中自动化控制方法，可以将其应用在电气系统运行状态实时监控这项操作中。在光纤通信技术的辅助下，电气系统反应速度能够保持在0.01-0.05S之内，这样能够保障电气系统运行的同步监控。

结束语：

综上，我国电力系统运行过程中面临严峻挑战，为了保障运行效率和质量，需要充分应用现代社会的各项先进技术。光纤通信技术应用在电力系统中，既能满足当下的用电需求，也能保障电力系统安全稳定运行。主要因为光纤通信技术具有成本低、抗磁干扰性强、需要空间小等特征，制定科学合理的应用方案，保证光纤通信技术发挥作用，为后续促进我国电力行业长远发展创造条件。

参考文献：

[1]马雪梅.光纤通信在电力系统继电保护中的应用[J].无线互联科技，2021，18(07)：11-12.

[2]顾艳莉.基于光纤通信的智能配电网研究[J].决策探索(中)，2020(09)：63.

作者：周毅