Page 37 - 网络电信2016第5期

解决方案

或者承载重要业务的EPON光网络结构缺乏相关光路冗余保护手 M站为单母线分段接线，接有一台容量为240MVA的三绕组变压
段导致设备、光路故障时承载业务无法正常切换，电力通信接 器，变压器中压侧与110kV等级无穷大等值系统相联，其短路
入网业务中断影响信息的完整性。 容量为3500MVA，变压器低压侧接有补偿电抗(补偿容量约为20
Mvar)和补偿电容(补偿容量约为30Mvar)。
解决方案：EPON组网对链路采用冗余保护可避免光链路
以及业务端口故障对网络传输业务的影响。在故障发生时，可 (2)过程层EPON网络方案
通过业务端口和链路的倒换保证业务正常传输，根据标准Q/ 为了增强系统的传输可靠性，在对OLT和ONU进行设计时需
GDW373-2009《电力用户用电信息采集系统功能规范》中对用电 考虑支持1︰1冗余备份组网需求，在数据链路层处理以前具备
信息采集系统通信类业务的需求，EPON组网业务倒换过程中倒 单点双线保护机制，也即在光纤和电路上提供冗余备份保护。
换时间应小于50ms。 该EPON冗余拓扑结构具备的功能如下：
1)支持OLT侧断路保护。OLT侧一条光纤或电路断开后，上
3.实时性 下行数据通过另一条备用链路进行传输，系统仍然正常工作。
智能变电站的继电保护及控制设备通过智能变电站过程层 2)支持光耦合器之间的光纤断路保护。此时一部分ONU通过
网络采集SV采样值数据和GOOSE信息，进行内部功能运算后，通 主链路与OLT通信，另一部分ONU通过备用链路与OLT进行通信，
过智能终端设备进行跳闸操作。 系统仍然正常工作。
通常MU(80点采样，即250μs发送间隔)的采样值具有较好 图2 基于EPON网络的继电保护装置动模试验系统图
的发送均匀性和较低的离散度。但是经过ONU接入EPON系统后，
由于EPON系统OLT和ONU之间采用时分复用方式进行通信，OLT和 图3 过程层EPON通信网络图
ONU之间每次轮询时隙的最小时间间隔为约500μs，ONU和OLT
进行上传采样信息时，可能出现“压包”现象，即若干采样值
数据包不能随到随转发，压在ONU中，导致采样值数据包到达
OLT时呈现出较差的均匀度，保护因采样值通道离散度过大而导
致闭锁。
解决方案：
1)带宽分配周期升级为125μs，远小于通用EPON系统的分
配周期(500μs)。
2)带宽分配采用固定带宽分配，OLT周期性(125μs)地给
ONU分配上行窗口(带宽)。ONU不需要按报文边界向OLT报告字节
数。
3)为了提高带宽的利用率，OLT每个PON口最大支持下挂8个
ONU，且ONU上行报文切片传输，最大化利用固定窗口带宽。
4)FX口接收1500字节的报文需要120μs，ONU上行等待的时
延最大125μs。报文在OLT和交换机中的转发时延控制在50 μs
以内(需要设置严格的QoS)，即报文回到目的ONU 的延时控制在
300μs以内。另外通过精确计算所有SV报文在系统中每一跳的
驻留时间，报文到达目的ONU后，根据已逝去的时间与设置的固
定时延，计算出SV报文在目的ONU中需要等待的时间，确保报文
在EPON系统中经过的时延是固定值。
因此可看出，EPON网络数据转发时延控制时间越短，且时
延时间离散越小就可以解决“压包”现象，从而实现虚拟点对
点方式接入的保护装置功能不受影响。

动模试验 3)支持光耦合器与ONU之间的光纤或电路断路保护。断路的
ONU 通过备用链路收发数据，其他ONU不受影响。同时，系统冗
1.模型介绍 余切换时间得到控制。
为验证EPON网络优化方案的可行性，保护装置功能的适应
性，根据文献电力系统继电保护产品动模试验的技术要求，结 本次试验中采用A、B双EPON网络并行运行的组网方案，
合智能变电站实际工况，建立了基于EPON网络的220kV智能变电 表1 保护装置清单
站系统模型。
(1)动模系统 装置类型 数量/台 配置点
动模系统接线如图2所示，系统中N站发电厂经24.2km无互 母线保护 1 M站
感单回线路与M站系统相连，线路主要参数如表1所示。N侧电厂 变压器保护 1 M站
系统，装有10G、12G共两台发电机组，总装机容量为1100MW。 线路保护 2
线路M侧、N侧

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