张可为
摘 要：随着科学技术和经济水平的不断发展，人们对于电力的需求越来越大。当然，电力调度所承担的责任也就越来越大。电力系统调度自动化工作当中可以实现电网运行当中的稳定性和可靠性，也是一种影响电网调度的关键因素。光纤通信技术能够为电力系统调度提供更加安全和高效的路径，为电力系统的自动化提供了保障。本文针对光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用展开讨论。
关键词：光纤通信技术 电力系统 调度自动化 现代通信技术
中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）07（b）-0035-03
Application of Optical Fiber Communication Technology in Power System Dispatching Automation
ZHANG Kewei
（Heilongjiang Institute of Technology， Harbin， Heilongjiang Province， 150000 China）
Abstract： With the continuous development of science， technology and economy， people's demand for electricity is increasing. Of course， the responsibility of power dispatching is becoming greater and greater. Power system dispatching automation can realize the stability and reliability of power grid operation， and it is also a key factor affecting power grid dispatching. Optical fiber communication technology can provide a more secure and efficient path for power system dispatching， and provide a guarantee for power system automation. This paper discusses the application of optical fiber communication technology in power system dispatching automation.
Key Words： Optical fiber communication technology; Power system; Dispatching automation; Modern communication technology
光纖通信是一种随着现代通信技术的发展而兴起的一种新型技术，其特点有传输质量高、通信容量大、传输效率高等，在现代的通信技术当中具有明显的优势。如果实现电力系统调度的自动化，可以有效地增强电力调度的质量，对于促进我国电力实业的发展具有重要的意义。
1 光纤通信技术的概念
实际上，光纤通信就是以无线电和光波为传输媒介，以无线电和光纤为传输介质从一个特定的地方向另外一个特定地方传输的一种网络通信。光纤主要是由纤芯、包层及涂膜等部分组成，内芯一般长几微米几至十微米，比一根人的头发丝都要细;光纤的中间层称为包膜，由于其对纤芯和包膜层的折射频率不同，从而可以让光信号在整个光纤内部对其进行反射和折射，即这个过程就是对光波传播的过程[1]。
2 电力系统调度自动化的现状
就目前的情况来看，我国的大部分的电力系统调度的自动化系统当中都具有集成信息并且自动化采集信息的功能，这样的话，就能够让电气设备当中的若干设备之间及若干子系统之间进行整合，从而形成一个系统的有机整体，就能够促进不同数据之间的传输与共享工作[2]。例如，电力系统当中调度的自动化工作系统就能够将电网和发电厂连接起来，另外，还可以和专门负责接收监测的系统、测量的系统的信息和数据进行共享，还能通过一些特殊的程序编码来对其进行分类和储存，从而能够让管理人员在进行实际的管理工作时有一个参考。
3 光纤通信技术的内容
光纤通信技术本身实际主要包括光纤光缆技术、光交换技术及光网络技术等，另外还有光有源器件和光无源器件等。
另外，光纤技术的发展包括2个方面的内容：（1）通信系统当中使用到的光纤;（2）特种光纤。在早期传统的光纤技术当中常常使用到的窗口只有3个，分别为850nm的第一窗口、1310nm的第二窗口及1550nm的第三窗口。随着近几年光纤通信技术的发展，开发出了全新的L波段的第四窗口、全波光纤的第五窗口及S波段的窗口，在这当中最为重要的窗口就是无水峰的全波窗口[3]。
3.1 有源光纤
一般来讲，这种光纤通常是指掺有稀有离子的光纤，也是用来制造光纤放大器的核心物质。另外，有着不同掺杂的光纤会被应用到不同波段的实际工作当中。例如，掺饵光纤放大器EDFA就主要是在1550nm附近的C、L波段当中工作，掺镨的光纤放大器PDFA这种主要是工作在1310nm附近的波段当中[4]。这些掺有稀有离子的光纤也促进了光纤通信技术的发展，有着能够直接放大光信号的优势，还可以延长光传输的距离。
3.2 色散补偿光纤
常规G.652光纤在1550nm波长附近的色散为17ps/nm·km。如果光的速率达到了2.5Gb/s的时候，如果增加传输的距离的话，容易导致生成误码。如果是在GATV系统当中进行使用的话，会导致信号失真，主要的原因就是由于色散的现象使得正色散值增加让色散现象加剧，从而破坏掉传输特性[5]。如果想要有效地解决这个问题，应该采用色散为负的光纤，也就是将反串色散系的光纤加入到正色散系的光纤当中使用，通过抵消的作用来控制整个系统的色散大小，这些反色散光纤也就是色散补偿光纤。
3.3 光纤光栅
光纤光栅的原理是利用光纤材料的光敏性，再结合紫外光的照射，从而使光纤芯内部折射率产生的变化来实现。一般使用到的光纤是掺锗光纤，这种光纤结合相位模板的遮蔽功能，再用紫外光进行照射，就能够让光纤芯内部的折射率发生变化，然后经过退火处理之后就可以长期使用并且有效保存。另外，相位模板本身就是一块特殊的光纤光栅，其正负一级的衍射光相交形成干涉条纹，这样就能够在光纤的芯部形成光栅[6]。光栅本身也是一种选频器件，有效使用光纤光栅能够制作出许多重要的光有源器件和光无源器件。另外，光纤光栅的周期是模板周期的一半。在光纤通信技术当中常见的光纤光栅有色散补偿器、增益均衡器等。
3.4 多芯单模光纤
实际上，多芯光纤是指公用一个外包层，内部有许多根纤芯的一个整体，并且每一根纤芯都有着自己的外包层的单模光纤。这种光纤的优点就是制作成本低、生产的成本比较普通。另外，这种光纤能够提高光缆的集成程度，还可以降低施工的密度和施工的成本。针对于光纤光缆来讲，其发展主要就是表现在带状光纤光缆的成功开发于批量生产方面上，这种光纤光缆是光纤接入到局域网当中必须的一种光纤光缆。目前，光纤光缆当中所包含光纤的数量达到了数千根之上，这样就能够保障光纤接入局域网的要求[7]。
4 光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用
随着我国供电系统可靠性的不断改善，在整个电力系统当中的各种信号及数据传输过程中都应该能够满足它们所需的稳定与可靠，这就是对于我们在电力系统当中各种数据传输方式的基本要求[8]。而建立一种能够对各种综合信号进行传输的新型光纤通信网络已经逐步成为了当代电力系统的一种必然的发展趋势和需求，光纤通信技术逐步地成为构建电网的重要技术手段与关键性因素。目前，在我国的大型电力系统和调度自动化当中，光纤通信技术的广泛应用主要有以下几个方面。
（1）一般来说，电力系统就是由火力发电站、输变电系统及供配电系统等部分构成。但是在一个系统当中，对于信息的采集和传递也是它们正常工作和运行的一个重要关键性因素，所以光纤通信技术对于电力系统调度自动化工作当中起到了越来越重要的作用。双光纤通信的组网方式尤其灵活，一般由树型、星形、网状种类等组成。根据目前我国智能电网技术在配电系统当中的主要应用特征来看，光纤网络一般是采用网状结合的树型，并且这种网络可以直接由计算机连接到互联网上来实现信息和资源的分享，因为它们所在环路中各节点比较多，为了有效防止这些光纤设备发生故障、通信中断等情况发生。大多数企业都会选择采用双光纤环路自愈网的方式，并配置一台相应的具有自愈功能和自动切换功能的光纤接收器[9]。
（2）另外，还可以在一个供电站点区域当中同时设置多个站点，并且可以在不同站点之间采用一根光缆或者说是一根光端机的形式来进行开通和传输的业务，并且可以在电力系统的调度和自动化工作当中增加智能的PME设备来进行连接实时数据和语音[10]。在目前的光纤通信技术当中，光纤通讯基本上已经承担了整个各事业单位网络、调度管理自动化、监测视频和一些遥感器等信息服务的运营工作，有效地解决了城市通讯传输技术上面存在的容量和质量问题，为城市现代化信息技术的建设和发展打下了一个扎实的基础。
（3）在对输电线路进行保护的工作方面当中，光纤通信技术同样有着重要的作用，再加上目前阶段对于电网的可靠性不断提出更高要求的背景之下，对于输电线路的保护要求也越来高，重视的方面发生了改变。如果系统产生了故障的话，应该及时排除故障，避免发生保护不当的现象。所以，针对于保障电网的稳定运行工作当中，对于电网输电线路的保护也起到了关键的作用，同时也是对电网稳定性的一个保证。
（4）如果在通信的环路当中存在有许多节点的话，为了避免光缆或者是光端机出现故障导致线路被中断，应该有效地优化光纤线路的配置方式。现在许多单位都已经采用双光纤自愈的方法来彻底解决这一问题，在每个站点都已经设置了能够完全自愈的双光纤接收器。通常情况下，在使用12芯的光纤时，只是会将其中2芯来做为信息传输的通道，这样就有可能会在网络中形成两个独立的通讯环网。
5 光纤通信技术在电力系统的调度自动化工作的具体应用
在某个电力公司当中，设置了5个110kV的变电站以与3个35kV的变电站。目的就是想要提升电力系统电力调度自动化的水平，其中，光纤通信系统还采用了树形和环形相结合的方式来进行连接，形成了一种网络通信的连接方式，实现了将中心变电站和其他的调度中心变电站之间的有效通信连接。并且，中心变电站和其他中心变电站之间的连接方式又形成了一个环形的网络连接方式，能够提升不同的变电站之间的通信效率，从而确保电力系统当中的电力调度自动化工作能够正常运行。电力公司在组建光纤通信网络系统的过程当中，可以采用双光纤环路的自愈网络，也就是对每一个变电站都配备拥有自愈功能的光纤收发器。光缆一般是采用12芯光缆，通常情况下，只需要其中的两个芯作为A网和B网来作为两个独立的通信环网，所有的电力系统的调度工作都在这两个环网当中完成。如果分站接收到了两份通信报文，那么光端设备只能选择接受其中的一份通信报文并且传输到RTU;如果出现故障的话，就只能接受到一份通信报文，但是这时控制器会采取自动化的工作，形成一个新的环路，实现了光纤通信系统的自愈功能。
6 结语
综上所述，随着科学技术的不断发展，光纤通信技术的发展也是比较迅速的，利用光纤通信技术也能够让电力系统当中的通信的质量和速度都大大提升。光纤通信技术在电力系统调度自动化工作当中的广泛应用满足了对于信息的传输的多方面的需求，保障了电力系统运行过程当中的可靠性和安全性，也保证了电网生產的正常运行，创造出了巨大的经济效益和社会效益。光纤通信技术的应用，加强了我国的智能电网的建设质量和建设速度，也是未来的电力系统调度自动化的一种必然选择。
参考文献
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[6] 张辉，聂正璞，万莹.电力系统中光纤通信技术应用探讨[J].中国科技信息，2011（24）：89-90.
[7] 王云华，邱鹏.光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J]科技经济导刊，2017（32）：26-27.
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[10] 张雪清.解析光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].科技传播，2019，11（4）：129-130.
