当前课程知识点：光电子技术（器件及电力应用） > 第一章 概述 > 1.5 光电子技术的电力应用需求分析1-光通信 > 1.5光通信
好
同学们好
前面两节
我们分别介绍了光电子技术的发展历程
光电子技术的应用概述
我们分了三次讲述
我们现在来介绍
光电子技术的电力应用需求分析
本部分从电力系统的角度
对光通信
光传感
与光伏发电的应用需求进行分析
光通信与光传感
是光电信息系统的
典型代表
而光伏发电
是光电能量系统的典型代表
那我们就从这三个方面来讨论
光通信的电力应用需求
光传感的电力应用需求
光伏发电的需求
先来看光通信的电力应用需求
电力系统通信网是专用通信网之一
是电网调度自动化
电网运营市场化
和电网管理信息化的基础
我国的电力通信网的主要传输方式
从20世纪70年代的电力线载波
80年代的模拟微波
90年代的数字微波
发展到目前的光纤通信
截止2014年底
国家电网公司
一级骨干通信网
已建成投用的光传输系统
共有33个
光通信站714个
光传输设备809套
光缆总长度
66874.778公里
可以说
光纤通信已经成为
电力系统通信的主流技术
需求1
电力超长站距无中继光纤传输系统
电力通信网是电网安全稳定运行的基础
是电力信息化建设的基础平台
截止目前
国家电网建设投用
十三交十一直
24项特高压工程
核准在建
一交三直
4项特高压工程
已投用特高压工程
累计线路长度
35583公里
累计变电换流容量
39667万千伏安
我国已进入特高压规模化应用的新阶段
这个图给出了
中国特高压输电网建设的规划图
大家可以看到
这个图里面有大量的交直流输电线路
从我国的不发达地区向发达地区输电
和我们现在的高铁一样
遍布全国各地
由于特高压输电的特性
它的交流特高压电网
变电站间的站间距离
将比目前的
500kV网架结构的站间距离更大
一般来说可以达到300~500公里
而直流输电系统换流站间的距离
可以高达上千公里
光纤通信网
是特高压大电网系统的主干通信平台
它被用来传输
与特高压大电网系统相关的调度
远动
继保
图像等业务信息
考虑到特高压交直流电网站间距离较大
300~500公里的
超长站距的无中继光纤传输系统
将越来越多的被电力系统采用
采用的原因是
一方面
超长站距光传输系统
可增加中继站站间的距离
减少新建站的数量
这样就有利于控制工程的造价
降低运维的成本
同时提高系统的可靠性
另一方面
超长站距光通信
又面临的光信号
高衰减大畸变的考验
所以
我们需要深入的探讨
超长站距光传输的关键技术
和系统的设计方案
尽量的减少中继站的建设数量
对特高压交直流电网的安全高效的运行
实际上具有非常重要的现实意义
需求2
电力光纤骨干网与接入网
骨干通信网
是传送大量业务数据的主信息通道
我国早期的电力通信网主要是以SDH
就是同步数字系列为基础的环形网络
这个网络
主要的承载了传统的时分复用的电路业务
以SDH组建的光网络
是一个高度统一的标准化网络
它采用了全球统一接口
实现了多个厂家设备的兼容
但随着电力系统的发展
及信息系统应用的深化
电网信息通信业务的需求急增
SDH环网暴露出难以克服的一些缺点
为此
近来的电力骨干网开始使用OTN技术
也就是光传送网技术
OTN继承了SDH技术的优点
同时
采用WDM
也就是波分复用技术的
大带宽颗粒的调度
多级串接监视
光层组网等新功能
使原有光纤传输容量成百倍的增加
主要的本质实际上就是利用了波分复用
原来的SDH主要的是一个信道
现在相当于把光纤的多个信道
同时利用了起来
随着智能电网的不断发展
大范围的电力信息的交互的实时性
和可靠性
成为电网的安全稳定运行的重要的指标
这就需要一种
能够满足通信业务更高需求的
经济有效的新型灵活网络
ASON
就是自动交换光网络的出现
满足了人们对光通信网的期望
它具有高度透明
超大容量
安全可信
智能交换的优点
可支持多颗粒度
多保护等级的通信业务的
安全高效的传输需求
它的特点
主要的是对网络的资源
可以动态地分配按需分配
这是它的特点
而早期的光网络没有这一点
那这个图给出了
我国的电力调度数据网的架构
主要的分为五个等级
国调
网调
省调
地调到县调
那这些调度之间
信息的传输
就属于光纤骨干网的研究的内容
也就是说这些
站点之间就可以采取
刚才讲到的SDH
OTN或者ASON来组网
而这里有骨干网采取了两个平面
主要的是让它具有保护功能
也就是说
一个平面损坏了另外一个平面
可以继续工作
这个图给出了
某市公司的
OTN与SDH结合的一个网络拓扑
这个图里边中间部分
都已改造为OTN部分
边上主要的是SDH设备
所以因为中间的信息的容量的聚合
所以通过OTN技术
就是实际上可以满足
这个大容量信息传输的这样一个要求
这个图给出了某市公司
ASON组网的结构图
同样的大家可以看到
它的中间的网络节点
因为它的容量比较大
所以利用ASON
实际上可以动态地分配资源
使得网络的性能更好
电力接入网是骨干通信网的延伸
近来随着配电自动化
分布式能源项目的稳步的推进
对接入网容量的需求也逐渐的增加
考虑到无源光网络
我们简称为PON
在运营与管理上的方便性
与配电网架构天然的匹配性
以及以太网在国内的普及
和现有电力接入业务的需求
国内普遍采用的是以太无源光网络
简称为EPON
作为电力接入网的主流技术
这个EPON主要的应用于
配电自动化系统和电力抄表业务中
我们来看这个图
是某地的一个EPON的接入的应用方案
大家可以看到
这个图里有三种EPON的架构
一种是树型
树型结构就像树一样
一个一个来分支
通过一个OLT
向多个ONU
像树型的这样一个形状来分支
中间这一个是OLT
通过手拉手结构向ONU来分支
为什么采取手拉手
就是说起到保护作用
如果一个方向坏了
那另一个方向仍然可以使用
还有最右边这个是星型结构
就是一分多这样一个结构
这是EPON应用的主要的形式
好
我们对这一节做一个总结
光电子技术的电力需求应用分析
我们这一节主要讨论的
光通信的电力需求分析
那下一节我们来介绍
光传感的电力需求分析
和光伏发电的应用需求分析
好
这节课的内容就讲到这里
谢谢大家
-1.1 光电子技术的发展历程
--1.1测试题
-1.2 光电子技术的应用概述1-光通信与光传感领域
--1.2测试题
-1.3 光电子技术的应用概述2-信息存储与显示、工业精密计量与材料加工及生物医学领域
--1.3信息存储与显示、工业精密计量与材料加工及生物医学领域
--1.3测试题
-1.4 光电子技术的应用概述3-国防和科技前沿领域
--1.4测试题
-1.5 光电子技术的电力应用需求分析1-光通信
--1.5光通信
--1.5测试题
-1.6 光电子技术的电力应用需求分析2-光传感与光伏发电
--1.6测试题
-第一章测试题
-2.1 半导体激光器
--2.1测试题
-2.2 光放大器1-半导体光放大器SOA
--2.2测试题
-2.3 光放大器2-掺铒光纤放大器EDFA、光纤拉曼放大器RFA(*)
--2.3测试题
-2.4 光探测器1-光电发射与光电导探测器件
--2.4测试题
-2.5 光探测器2-光伏探测器件
--2.5测试题
-2.6 光探测器3-热电偶(堆)、热释电探测器、测辐射热计
--2.6测试题
-2.7 无源光波导器件1-光耦合器、 光复用与解复用器
--2.7测试题
-2.8 无源光波导器件2- 光隔离器与光环形器、 光纤光栅、 光开关
--2.8测试题
-2.9 电光波导调制器及其应用
--2.9测试题
-第二章测试题
-3.1 光纤的损耗与色散
--3.1测试题
-3.2 光纤的非线性特性1-受激拉曼散射SRS、受激布里渊散射SBS
--3.2测试题
-3.3 光纤的非线性特性2-自相位调制SPM、交叉相位调制XPM、四波混频FWM(*)
--3.3自相位调制SPM、交叉相位调制XPM、四波混频FWM
--3.3测试题
-3.4 电力超长站距无中继光传输系统1-关键技术
--3.4测试题
-3.5 电力超长站距无中继光传输系统2-典型案例
--3.5测试题
-第三章测试题
-4.1 光传感技术概述1-光传感原理与传感器组网方式1
--4.1测试题
-4.2 光传感技术概述2-光传感器组网方式2
--4.2测试题
-4.3 光纤电流传感器及其应用
--4.3测试题
-4.4 光纤布拉格光栅传感器及其电力应用(*)
--4.4测试题
-4.5 光纤布里渊散射传感及其电力应用
--4.5测试题
-第四章测试题
-5.1光伏电池概述(*)
--5.1测试题
-5.2光伏发电系统
--5.2测试题
-5.3光伏发电系统中的聚光器
--5.3测试题
-第五章测试题
-期末测试题
