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随着经济发展和社会进步,各行业对电力的依赖越来越强,对供电可靠性及电能质量的要求日益提高,人们生活水平的不断提高要求电网不断改善供电服务质量,丰富服务内容。2009年5月,中国国家电网正式提出“坚强智能电网”(Strong&Smart Grid)的概念,正式拉开了中国坚强智能电网的研究与建设序幕。
坚强的智能通信网是智能电网的重要支撑系统,为智能电网提供高速、实时、可靠和安全的通信技术支撑和服务。目前,电力通信网总体上呈“骨干网强、接入网弱”、“高电压端强,低电压端弱”的态势,配电、用电环节的通信水平相对输电网而言差距较大。
因此,在智能电网信息通信系统的建设过程中,亟待解决在接入层面上可靠性高、带宽大、可扩展性好、维护量小的通信网络。本论文针对以上问题,着重研究智能电网中EPON的保护结构,以及不同保护结构之间生存性和可用性的差异。在此期间,研究的的主要成果有:
1.针对配电网中常用拓扑,设计与其匹配的电力EPON保护结构,得出在相同的网络覆盖范围下,“手拉手”保护的平均生存性最高,“双电源双T”保护次之,链型组网的平均生存性最差。在故障概率较低的情况下,“手拉手”和“双电源双T”保护方式的平均生存性明显优于链型无保护组网。
2.对电力EPON保护结构的网络生存性和可用性进行研究,通过仿真工具进行实验对比得出,链型组网的可用性比“手拉手”和“双电源双T”保护结构的可用性低很多,并且当ONU距离OLT越远时,业务的不可用性越高,这种组网结构只适用于OLT覆盖范围较小的情况。“手拉手”和“双电源双T”保护在覆盖范围大时仍能保持较高的可用性。
3.对电力EPON拓扑进行基于ONU邻接保护的拓扑优化,并对其生存性进行研究,得出基于ONU邻接保护的链型组网结构的改进,能够明显提高网络的平均生存性。在一些对可靠性要求不太高的区域,可采用链型组网与ONU邻接保护相结合的方式提高网络的生存性。
4.提出通过无线Mesh线路进行保护的新型EPON拓扑结构,研究其生存性与无线保护链路的数目、故障概率等之间的关系。通过仿真对比得出,对ONU进行保护的无线链路越多,网络的平均生存性越高,但是在一定的光纤故障概率和无线链路连通概率下,无线保护链路的数量过高对提高生存性的效果并不明显。