智能接入（精选8篇）
智能接入 篇1
根据中国互联网络信息中心 (CNNIC) 数据, 截止至2011年底我国的移动电子互联网用户数量突破1.5亿大关, 而随着未来我国的3G网络的全面铺开以及智能手机的逐步普及, 未来的移动网络用户数量还将持续增长。对于我国政府而言, 着眼于未来的移动智能互联网的发展, 近年来也在积极推进政府网站的移动智能终端接入, 不断加强政府网站的多元端口的发展, 并且无论在数量还是质量上都有了明显的提高。但是, 在软实力、软件方面的提升并没有充分与硬件设施的改善相匹配, 我国政府在实际的服务过程中并没有充分顺应时代发展, 没有充分的结合移动智能终端接入后实施创新性服务, 由此也制约了整体政府网站的功能发挥, 限制了政府服务能力的提升以及市民的满意度。由此, 本文探讨移动智能终端接入的政府网站服务智能创新, 在新时代下改变传统的服务理念, 提升我国政府的服务能力。
1 发展应用现状根据
近年来, 移动互联网发展迅猛, 在终端上, 智能终端的处理能力和使用在快速上升。智能终端所提供的高清大屏幕、超薄机身、多点触摸等能力, 为应用体验的提升打下了良好的硬件基础。在面对移动互联网应用井喷的今天, 政府网站也应该与时俱进, 大力建设基于移动互联网的无线电子政府, 推进政府网站服务创新应用的春天已经到来。
2 服务创新的关键内容
政府如何做好服务创新, 如何形成与移动互联网相匹配的服务内容就显得至关重要, 具体而言应该包括以下几方面:
2.1 及时性的互动与事务处理
相对于传统互联网必须要坐在电脑前面相比, 移动智能终端的接入意味着政府的网站能够被公众在任何地点、任何时间进行访问, 而这就要求政府相关人员必须要实时的满足公众对于政府网站访问需求, 特别是与现代微博以及各类论坛网站之间的无缝结合, 借助于微博等及时信息交流工具, 在于公众之间建立起良好的沟通渠道与交流平台的基础上, 形成良性的有序互动, 不仅解决了公众的相关问题, 同时也进一步体现了政府的亲和力, 从而改变了传统政府高高在上的形象。
2.2 个人信息定制服务
随着我国电信企业手机号码实名制的逐步推广, 我国政府网站应该结合手机号码实现个人信息的定制服务, 通过移动互联网端口实现用户姓名的实名制, 从而帮助政府可实现实名投诉、在线信访、市长信箱、问卷调查、满意度评价、干部监督等功能。与此同时, 市民也能够对于某些可疑电话, 通过政府网站找到相关信息, 避免了上当受骗。
3 服务创新策略
3.1 建立完善的网站服务工作目标机制
对于未来的政府网站服务而言, 首先要制定完善的工作目标机制, 不断满足时代发展需求与政府职能转变的要求。
一是完善履行政府网站职能的目标机制。具体包括:
(1) 强化政府网站职能落实目标。要明确政府网站的各项职能要求。要制定政府网站活动的保障制度。要坚持目标建立的刚性原则。
(2) 规范政府网站建设目标。建立栏目维护责任目标。进一步确立专业处室在政府网站对应栏目中的直接责任制度。建立栏目竞争激励目标。把激励竞争机制引入处室工作, 优胜劣汰, 赏罚分明。建立网站栏目规范化建设目标。
二是完善服务政府部门工作的目标机制。政府网站要按照“服务大众”的原则, 将行政审批事项和行政服务事项进驻网站办理, 以确保审批和服务渠道畅通, 办事快捷高效, 真正形成“后方围着窗口转, 窗口围着群众转”的工作机制。
3.2 工作方法和模式的创新
对于政府网站而言, 其次必须要对现有的工作方式与模式进行突破, 更好的契合移动互联网时代的发展需求, 包括:
一是完善政府信息服务宣传平台。以上海市环境保护局网站“上海环境”为例, 通过手机APP软件以及网站建立实时移动的政府工作信息与发生在周边的政府工作状况, 定期发布最新理论动态以及城市环境信息, 结合目前市民所关心的PM2.5、交通道路状况、天气温度以及湿度和各类公益活动等进行实时定期的发布相应公告, 从而帮助市民及时了解政府服务动态与日常生活状况, 真正发挥网站作为政府信息服务宣传平台的作用, 实现公众及时了解政府即生活信息的需求。
二是建立政府与公众互动平台。依托手机、互联网等现代手段, 通过基层组织网络、网站以及组建“QQ”群、微博平台, 了解公众最需要从网站了解的内容是什么。并以此为依据, 不断调整网站内容划分, 加强网站内容更新的时效性, 促进政府网站与公众的互动, 加强两者间的沟通与交流。
4 结束语
20世纪是变革的时代, 随着智能手机的出现, 特别是近年来智能手机软件的井喷式出现。政府网站传统的通过电脑媒体的知识服务已远远滞后于多媒体技术的发展。因此, 在加强政府网站自身信息化服务的同时, 通过与电信运营商、电视运营商、网络媒体运营商等的深入合作, 利用互联网、电视等渠道, 以手机、电视、电脑等多种终端为对象的, 以交互、点播、共享、分发等为手段的综合服务模式, 实现不同媒体之间的联动, 使公众在任何时候任何地方都能够了解我国政府的实时信息, 对政府组织, 特别是基层组织进行有效的监督与评价。而要实现上述内容, 就必须不断强化我国政府网站的服务内容以及服务理念, 结合移动智能终端的特点与特性的基础上, 对现有服务方式、考评制度进行创新, 从而更好地体现政府网站的先进性与时代性, 满足人们对于政府网站的各类要求, 进而提高政府自身的亲和力与政府的服务职能。
参考文献
[1]张向宏, 张少彤.中国政府网站发展特点、趋势及深化政府网站应用的建议[J].电子政务, 2008.
[2]贺恒信, 王冰.我国政府网站服务能力初探[J].生产力研究, 2008.
[3]董政刚.基于服务质量差距模型的政府网站服务改进策略研究[J].电子政务, 2013.
智能接入 篇2
随着社会的发展，现代化发展的越来越快，电子产品也随着各种技术的提高而提高，包括工业控制和因特网的发展，智能设备和仪表接入以太网的技术也已经发展的相当成熟。
本人在这方面由于做过产品，从中有一点经验，特上传到网上，供有意者参考和提点。
由于本人公司的产品要求保密，所以就只讲一些以太网方面的东西。
现在大多数智能设备和仪表都是用RS232和485进行通讯，所以在远程控制上常常会带来一些遗憾。而目前以太网已经很成熟，所以把以太网的线路利用到需要远程控制的系统中去，是一件很不错的事情。而智能设备和仪表都是很底层的东西。所以我们必须了解以太网底层的东西。以实现他们之间的`通讯。
以太网(IEEE802.3)的物理传输帧的格式：目的MAC地址(6个字节)+源MAC地址(6个字节)+类型(2个字节)+数据(n 个字节)+校验位(4个字节)。其中n小于1500个字节。要注意的有以下几点。
1，其中必须注意到MAC地址应该是全球唯一的，(虽然只要不在局域网里不存在相同的MAC地址即可，但制造原则应该是全球唯一。因为谁也不知道到时候相同MAC的网卡会不会会聚一堂。
2，类型(type)是区分所传的以太网包是哪个协议层的数据包，例如是IP包、ARP地址解析包等，不同包有不同的值，0800H 表示数据为IP包，0806H 表示数据为ARP包，814CH是SNMP包,8137H为IPX/SPX包。
3，数据(data)是以太网包里最主要的东西，它所包含的是用户所需要的数据。当然它还有很多种类型的数据，代表着不同的含义。有着不同的用处。
4，校验和，这一项当然对大家来说都不陌生。我也不必来解释。
现在的仪表一般只要10M网卡的速度都可以满足其传输数据的要求，一般方案是利用单片机(本人用的51单片机)、网卡芯片、脉冲变压器等。如果要求更高的速度100M，那么就一般需要ARM和相应的网卡芯片来实现。在这里我做过10M网卡的东西，所以只能讲10M的系统。因为100M的网卡我还没有去设计，需要留到以后。
在10M网卡的系统中。我们一般采用的网卡芯片主要是台湾瑞虞公司的RTL8019AS、RTL8029AS，以及NE8900等芯片。这些芯片的资料网上都可以搜索到，至于具体选用哪个型号的则要看各位的喜好了，相应的典型应用电路网上都可以搜索到 。
至于软件方面，则由于单片机处理方面的限制，以能完成所需的基本要求为原则，但几个基本的协议必须要能实现，比如ARP协议、ICMP中的PING 命令、IP协议、UDP或着TCP协议中的一种，因为这是传输数据最基本的要求。各种协议的实现，大家也可以参考TCP/IP协议的书籍。
如果各位有这方面问题可以跟本人联系，以便大家可以互相探讨提高。
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QQ：17728314
智能接入 篇3
信息的传输已经成为智能小区建设考虑的重点。通过宽带接入, 为人们打开了一扇了解世界的窗口, 使得足不出户而知天下事成为可能;同时, 宽带为业主生活增添了更加丰富的内容, 视频、音频、游戏等各种贴心的服务让生活更加精彩;另外, 宽带为人们生活提供各种便利, 网上市场、网上书店、网上售票为人们带来了新的消费理念。
由于大量资金投入电信骨干网络的建设, 核心网络普遍实现了光纤化, 其带宽基本可满足当前通信的需要, 接入网越来越成为网络的瓶颈, 其宽带化和IP化成为当今网络发展的一个新焦点。目前已出现的宽带接入技术有: (1) XDSL (高速数字环路技术) 接入; (2) 宽带无线接入; (3) Cable Modem接入; (4) 以太网接入; (5) ATM多业务接入; (6) SDH接入。此外, 近年来还有电力线宽带接入技术被应用。
目前针对智能化小区主要有有线的与无线的, 包括ADSL、LAN、HFC等。各种接入方式在技术背景和物理承载媒介上各不相同。对于小区的建设者和管理者来说, 如何在小区内采取最经济最优化的设备选择和线路布放是智能小区建设中亟待解决的问题。
随着计算机技术和网络技术的发展, 家庭计算机的普及, “上网”已经成为人们日常生活的一项普通活动, 各种信息、服务网已经成为现代人们生活中必不可少的重要内容。小网络服务中心是智能小区的大脑、信息交换中转站, 高速的区网络中心是小区住户步入信息社会, 享受网络世界的重要保证。
小区内设一个高速计算机网, 为千家万户提供上网服务。用计算机除可以管理家庭各种电器设备外, 同时可利用内部网与小区的其他住户在网上进行交流、娱乐, 还可在管理中心查询数据。小区网络面向住户开放公共信息网。社会服务网, 并提供国际互联网等服务, 使住户生活更方便, 达到人在屋中坐, 便知天下事的功能, 而且可实现家庭办公室的作用。
小区网络系统是小区综合信息服务中心的基础平台, 其设计应充分考虑小区信息流量的需求, 以满足二十一世纪宽带多媒体信息交互的要求。同时网络应具备可管理性、可扩展性和可维护性。
智能小区最终将体现为利用计算机网络、自动控制和信息交互管理等信息技术和控制技术, 建立一个由物业管理和信息服务中心、通信接入网和家庭智能化系统组成的小区服务与管理集成系统, 对各种信息实现全面、实时、有效的接收、传递、采集和监控。
在某些情况下, 如果采用有线方式对小区建筑物进行布线会遇到比较大的困难, 比如, 由于小区周围有河流穿过、或地形复杂、道路和建筑物较密集, 此时采用DDN或光纤等有线接入方式对小区进行接入则建设成本明显增高, 同时建设周期加长, 对业主和经营方都不利。这时, 最好的解决办法就是实施小区无线接入。无线局域网 (IEEE802.11系列) 技术是无线通信和计算机网络相融合的技术, 适合于传输高速数据, 同时无线局域网技术具有无需或很少布线, 安装非常快捷方便, 不受空间和建筑结构制约的特点, 正好可解决了以上小区网络建设中所遇到的布线难题。
智能小区宽带网络覆盖优化对运营商来说是非常重要的, 它不仅可以避免已有用户的流失, 吸引新用户入网, 还可以充分发挥网络资源, 提高现有资源的利用率, 但是, 它没有统一的解决方案, 要根据每个智能小区的地理位置、地理环境, 小区内楼群的分布情况, 进行全面综合考虑, 才能确定合理的解决方案。另外, 在对智能小区宽带网络覆盖优化时, 不要把室内分布系统和室外分布系统割裂开, 要把室内外分布系统进行协同优化, 综合考虑平衡室内外布线, 使网络接入达到最佳。才能最大程度地满足用户的需求, 才能有效占领市场。
摘要：围绕智能小区宽带技术展开讨论。
智能接入 篇4
当前互联网流量的爆发式增长以及三网融合的不断推进, 宽带接入网朝着全业务、高带宽、易运行维护的方向发展已成为不可逆的趋势, 近年来, 国内电信运营商不断加大光纤接入网的建设力度, 据电信业权威资讯机构Ovum预测, 中国的FTTx用户数到2015年将达7650万, 占全世界FTTx用户数的50%以上。随着FTTx技术大规模推广, 全网资源调度以及运行维护成本的压力越来越大, 继接入网宽带化之后, 接入网的智能化将成为新的研究热点, 我们基于SDN提出软定义智能宽带接入网解决方案。
SDN/Open Flow:下一代互联网架构的代表者
互联网爆发式的发展已远远超出其最初设计者的想象, 当前互联网流量迅猛增长、承载业务日益复杂以及社会地位越来越重要, 使得诸如安全性、稳定性、可控性等问题越来越尖锐, 现代的互联网架构已经无法满足未来网络发展的需求。传统的解决方案都是将越来越多的复杂功能加入到互联网体系结构中, 例如组播、防火墙、区分服务、流量工程、MPLS等。这使得路由器等交换设备越来越臃肿而且性能提升的空间越来越小, 同时网络创新越来越封闭, 网络发展越来越缓慢。
Open Flow是美国斯坦福大学于2007年提出的一种支持网络创新研究的新型网络交换模型, 该模型通过开放的流表支持用户对网络处理行为进行控制, 从而为新型互联网体系结构研究提供新的实验途径。被享有声望的《麻省理工科技评论》杂志选为十大未来技术之一。目前, Open Flow受到了学术界和产业界的高度关注, Open Flow的推广组织——开放网络基金会 (Open Networking Foundation, 简称ONF) 的成员基本涵盖了所有网络及互联网领域的巨头。
Open Flow将传统的物理固定的硬件定义网络改造成为了动态可变的软件定义网络 (SDN:SoftwareDefined Network) 。而一个软件定义的可控的互联网, 除了更加灵活以外, 毫无疑问, 通过恰当的控制算法, 将大大提高网络自身的健壮性、运行效率以及安全性, 更重要的是基于Open Flow集中式控制机制的网络操作系统将彻底改变当前路由交换设备的封闭性, 在Open Flow网络中部署一种新的路由协议或安全算法, 仅需要在控制服务器上撰写数百行代码。
Open Flow的核心思想是将原本完全由交换机/路由器控制的数据包转发过程, 转化为由Open Flow交换机 (Open Flow Switch) 和控制器 (Controller) 分别完成的独立过程。从而实现了数据转发和路由控制的分离。如图1所示, 控制器可以通过Open Flow协议来控制交换机中的流表 (Flow Table) , 从而达到控制数据转发的目的。Open Flow交换机接收到数据包后, 首先在本地的流表上查找转发目标端口, 如果没有匹配, 则把数据包转发给Controller, 由控制层决定转发端口。
传统宽带接入网面临巨大挑战
接入网一直被视为信息高速公路的最后一公里, 为了解决网络宽带化的发展“瓶颈”, 电信运营商正在大规模推广以无源光接入网 (PON) 为主的FTTx技术, 接入网的光纤化有效解决了网络容量“瓶颈”, 而接入网的运维管理“瓶颈”却未能有效解决。鉴于接入网建设成本巨大, 升级改造极其困难, 当前宽带接入网面临的诸多挑战应该在建网之初就采取有效措施加以解决。
第一, 接入网与骨干网融合不够。随着网络技术的快速发展, 接入网与骨干网技术相融合是必然的趋势。而在现有的光接入网中, 都是采用独立的网络管理平台和技术, 没有和骨干网、城域网统一资源和管理信息, 对通信的保护和恢复也没有形成统一的机制, 造成协议转换复杂、传输效率低、缺乏统一的资源管控能力。接入网与骨干网的孤立也大大增加了电信运营商网络管理的成本和难度, 随着网络成本的不断增加, 电信运营商对网络全局资源调度和集中管控的需求越来越迫切, 将接入网与骨干网无缝融合起来, 可以大大提高网络效率, 优化资源分配。
第二, 接入网运行维护成本高, 用户体验差。接入网的服务质量直接关系到电信运营商和用户的切身利益。如何实现用户的快速接入, 快速故障定位及恢复, 方便快捷地实现用户终端的配置, 提高用户体验, 控制运营成本和提高网络的收益率, 已经成为接入网亟待解决的问题。传统的接入网基本采用人工的方式进行管理, 如用户的开户、业务办理、故障处理等, 这种管理模式需要大量的人力和物力, 使接入网的运营成本居高不下, 而且用户体验差。随着FTTx技术的推广, 电信运营商应抓住机遇, 提升网络运营管理的智能化水平, 全面提高用户体验, 有效降低运营成本。
第三, 缺乏灵活的异构网络资源调度机制。当前光接入网包括EPON、GPON、WDM-PON、P2P-PON等技术, 不同网络之间兼容性差, 网络资源管控机制相互独立, 缺乏灵活的异构网络资源调度机制, 网络资源利用率低, 而且可扩展性差, 不利于未来光接入网的统一管理和技术升级。
第四, 多业务承载能力差, 缺乏有效的端到端Qo S保证机制。随着三网融合进程的不断推进, 新一代宽带接入网应具有保证服务质量 (Quality of Service—Qo S) 传输多业务类型的能力。即要求以端对端的方式对数据、语音、视频进行实时的高效地混合或并发传输。而现有的光接入网技术采取了与骨干网不同的业务分类和Qo S保证机制, 其业务Qo S保证机制都局限于接入网本身, 没有与整个网络的业务分类机制相对应, 需要进行不同业务优先级的翻译, 造成协议复杂、效率低下, 缺乏端到端的Qo S保证。迫切需要将接入网和城域网、骨干网无缝的融合起来, 形成统一的端到端的多业务Qo S保证机制。
第五, 接入网能耗居高不下。近年来, 节能减排问题得到了全社会的广泛关注。电信网的节能已经迅速成为电信研究领域的最热点问题之一。最新报告显示, 接入网的能耗占整个网络能耗的70%, 虽然接入网单个设备的能耗远不如城域网和骨干网设备的能耗, 但是由于接入网的用户基数大, 所以其总能耗是非常巨大的。目前国内外已经针对EPON和GPON节能技术有了相关研究, 但是受目前接入网架构封闭等因素的制约, 实现机制都较复杂, 还难以大规模推广。
基于SDN构建软定义智能宽带接入网
针对当前宽带接入网面临的挑战, 为了满足未来接入网全业务、高带宽、易运行维护的发展需求, 实现接入网与骨干网等异构网络之间的融合互通, 满足接入网日益迫切的智能化需求, 我们基于SDN提出了软定义智能宽带接入网解决方案, 将宽带接入网封闭孤立的架构转变为可编程化、智能可控化、支持第三方应用的开放式架构, 即在接入网中提供开放式的控制接口, 实现可编程的智能管控平台, 当前宽带接入网面临的诸多问题即可迎刃而解。
在这种开放式控制体系架构中, 可软定义的控制器作为开放式控制架构的主体, 是实现可编程功能的核心, 控制器为上层应用提供统一的开发接口并通过开放式硬件控制接口与底层硬件交互, 以实现可编程化控制和管理。
作为集中式控制架构的核心—Open Flow控制器, 在整个架构中起着硬件资源抽象化的角色。将传送网和接入网中的网络设备虚拟化到控制器中根据预先制定的调度策略以及业务优先级安排资源分配方式, 网络运营者可以轻松的在这种架构中实现可软定义的集中控制。
如图2所示, 在光接入网中引入Open Flow, 就可以通过集中式的管理和控制平台——网络操作系统 (如NOX) , 对多种异构光接入网络进行统一控制和管理。如网络管理、资源调度、多业务Qo S保证、节能和其他第三方应用等, 使得运营商可以从全网的角度对链路和带宽资源进行有效的管理, 提高网络管理效率, 同时也可以有效降低网络管理的开发和维护成本。集中式的动态管控机制相比于传统的人工网管系统更灵活, 实时动态的监控和优化网络配置, 开放的网络操作系统为未来的网络运维带来无限可能。
如图3所示, 基于SDN的软定义智能宽带接入网, 将接入网和城域网、骨干网无缝的融合起来, 形成统一的端到端的全网管控机制, 可以直接建立端到端的转发路径, 而不需要复杂的协议转换, 突破网络性能瓶颈, 实现端到端的Qo S保证机制, 对可视电话、视频会议、视频点播和远程医疗等应用具有重大意义。基于SDN的软定义网络为接入网与城域网异构网络的联合调度提供统一的接口, 开放的可编程接口, 可扩展性强, 大大降低了开发难度。
SDN引领下一代接入网发展
与网络领域的困境截然不同的是, 计算机领域实现了日新月异的发展。PC工业已经找到高效通用的硬件底层 (X86、ARM等架构) 。在软件定义方面, 顶层 (应用程序) 和底层 (操作系统和虚拟化) 都在爆炸式地发展。
网络创新亦需如此, 软件定义网络 (SDN) 正致力于构建简单通用的硬件底层与一个开放的上层编程环境:底层的数据通路 (交换机、路由器) 是“哑的、简单的、最小的”, 并定义一个对外开放的公用的API, 同时采用控制器来控制整个网络。未来的研究人员就可以在控制器上自由地调用底层的API来编程, 从而实现网络的创新。
SDN网络旨在将网络控制与物理网络拓扑分离, 让网络硬件产品不断标准化、通用化, 实现网络可编程, 这样企业便可以摆脱硬件对网络架构的限制, 大幅降低网络成本, 网络变得更加开放、智能、灵活。在推崇“软硬件分离, 可管可控”的运营商的推动下, SDN将引领下一代互联网技术革新。
基于SDN的传送网技术已经在学术界和产业界得到广泛关注, 业界已经推出了多款Open Flow交换机/路由器和SDN解决方案, 然而在接入网领域, 还没有相关研究, 将FTTx技术与SDN结合, 实现智能灵活、可管可控的宽带接入网, 进而实现接入网与城域网、骨干网等异构网络的智能互通和资源联合调度, 对于运营商和用户都意义重大。
智能接入 篇5
配电通信接入网是配网自动化的重要组成部分,其作用是实现配网通信系统数据的实时传输。配电通信接入网的可靠性,对配电自动化功能实现及运行可靠性有决定性影响。目前配网自动化通信网络建设中有多种通信方式,其中EPON (Ethernet Passive Optical Network,基于以太网的无源光网络)技术在安全性、可靠性、实时性、高带宽及组网灵活性等方面占有优势,在配电通信接入网受到广泛应用。
典型的EPON系统由OLT (Optical Line Terminal,光线路终端)、ONU (Optical NetworkUnit,光网络单元)、ODN (Optical Distribution Network,光分配网络)三个部分组成[1],如图1所示。
ODN在网络中的定义为从OLT到ONU的线路部分,包括光缆、配线部分以及分光器。作为EPON系统的重要组成部分,其作用是为OLT和O N U之间提供光传输通道,对EPON系统有着至关重要的影响。
二、传统ODN的缺点
传统ODN在管理和维护上还存在不足,主要表现在以下几个方面:
1、纸质配线标签寿命短,粘贴杂乱,无法自动校验,正确性和可靠性无法得到保证。
2、资料的录入和更新依靠人工操作,错误率高,更新及时性差,延迟时会出现数据库中的资源数据与实际资源数据不一致的情况。
3、管控能力不足,出现配线端口错误无法及时发现。
4、光纤资源整体统筹管理困难,故障定位和故障恢复时,须人工查找可用端口,且端口无指示,正确性和效率无法得到保证。
在这样的背景下,为了保证配电通信接网的长期安全高效运行,有必要引入智能化手段来加强ODN网络的管理。
三、智能ODN技术
1、智能ODN结构分析
智能ODN由智能ODN管理系统、智能管理终端、智能ODN设备和电子标签载体四部分组成[2],其系统架构如图2所示。
(1)智能ODN设备
智能ODN设备包括用于实现光纤交叉连接和资源数据采集功能的智能ODF、智能光缆交接箱、智能光缆分纤箱等设备,主要完成数据采集与控制层的功能。通过在光纤配线架、交接箱等设备上加装智能标签和端口状态采集及显示装置等智能管理设施来实现ODN设备的智能化。
(2)电子标签载体
电子标签载体包括光纤接头上具有电子标签的光跳纤、尾纤和光分路器等,主要承载电子标签和数据存储的功能。智能ODN设备与电子标签载体连接后,可读取电子标签信息。
(3)智能管理终端
智能管理终端作为现场使用的便携式终端,是智能ODN设备、智能ODN管理系统、OSS (Operation Support System,运营支撑系统)之间的桥梁,系统数据的交互均通过智能管理终端完成。智能管理终端通过安装相应的管理软件来实现信息管理查询、工单管理、设备可视化操作指引等功能。
(4)智能ODN管理系统
智能ODN管理系统是智能ODN系统的核心[3],是对整个ODN网络进行全面智能化管理的信息系统。其实现方式有两种,一种是直接管理智能ODN设备,另一种是通过智能管理终端实现管理智能ODN设备的功能。智能ODN管理系统一般应具备资源管理、配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。能根据业务需求和光纤资源进行自动和手动配置光纤链路[4],监控光纤配线端口运行情况,给运维人员日常巡检和现场施工作业提供指导。
2、智能ODN优势
智能ODN在不改变传统ODN网络特性的前提下,为ODN网络增加一定的智能特性,与传统ODN相比,具有以下几个方面的突出优势:
(1)提高数据的准确性和更新的实时性。利用智能标签实现所有资源信息数据电子化,使光纤配线资源数据的传递实现自动化,提高数据的准确性和更新的实时性。
(2)提高了网络运行安全可靠性。通过线路自动巡检和快速查找故障点信息,可快速定位故障,并组织处理,便于故障的快速确认和恢复。
(3)实现现场作业运维智能化。通过检测端口状态、跳纤或尾纤上的电子标签内容、端口可控制点灯等实现跳接施工指导,有效提高工作效率。
四、智能ODN部署关键点
1、普查现有资源
传统ODN的数据资源缺乏高效的采集技术手段,因此在进行升级改造的前期,需要对现有资源进行普查,提前录入设备信息,包括设备端子信息、纤芯终端信息、端子使用信息等数据,确保数据的准确性。
2、硬件设备兼容
智能化ODN的全面部署在短时期内难以实现,为了最大化地保护现有设备投资,实现传统ODN向智能ODN的平滑升级。在传统ODN的建设阶段,要充分考虑到智能ODN的建设需求,必须要有硬件结构的兼容作为基础。比如传统ODN的建设要为智能部件预留安装空间;对光纤加装电子标签的过程中要保证不中断业务;走纤设计需要考虑到升级的空间需求,方便升级操作等。
3、网管融合
为减少管理和运营成本,智能ODN网管应兼顾传统ODN设备的管理需求,对智能ODN和传统ODN进行统一管理,实现资源的统一调度。只有统一管理,统一流程,统一调度,ODN才能更好地支撑配电通信接入网的业务需求。对于传统ODN设备,需要在网管上进行可视化管理,支持在智能维护终端的辅助下与网管实时核对数据、更新数据。
五、结束语
智能ODN作为光纤通信网络的发展方向,通过对端口状态的监测与信息收集,可实现对光纤通信网络的感知。智能ODN可快速定故障,给运维管理、现场施工提供指导,并能实现配线数据的实施更新。解决了传统ODN中存在的诸多问题,有效提升了运维效率,提高了配电通信接入网的安全可靠性。
为了实现传统ODN向智能ODN的平滑过渡,还需要对已有的传统ODN进行改造,因此在确保配电通信接入网安全运行的前提下,以最少的成本完成ODN的智能化改造将是下一步要解决的重要问题。
摘要：本文从传统ODN存在的缺点和问题出发,阐明了智能ODN技术的组成结构和技术优势,并对智能ODN部署的关键点进行分析,使其满足配电通信接入网中EPON通信系统对光分配网络建设的要求,为配电通信接入网的建设提供可靠支持。
关键词：智能ODN,EPON,光纤,配电通信,接入网
参考文献
[1]王翔,樊强.张军,胡阳.基于EPON的配电通信接入网ODN设计.电力系统通信,2012(2):5-6.
[2]陈洁.ODN“智能化”的考虑.电信网技术,2012(10):10-11.
[3]王佳骏.智能ODN结构与关键技术分析[J].通讯世界,2015(6):49-50.
智能接入 篇6
关键词：三网融合,双向接入技术,EPON,FTTB,EOC
1 引言
随着国家三网融合政策的明晰，广电运营商在推进有线电视网络数字化工作的过程中，对有线电视HFC网络积极进行光纤到楼和电缆分配系统双向接入技术的工程改造，以便与电信运营商在三网融合市场和利益的竞合过程中取得先机。无论三网融合市场和利益竞合的结果如何，有线电视网络始终是智能小区的基础网络，而智能小区有线电视网络向有线数字电视双向接入网络的升级改造将推进智能小区数字化的发展。智能小区的管理者和设计者需要了解和研究有线数字电视双向接入网络技术，并在智能小区的通信、安全、管理、服务系统中融合这种技术的应用，加快智能小区向数字小区发展的进程。
2 有线数字电视双向接入系统技术构成
有线数字电视双向接入系统是基于有线电视光纤双向传输系统和有线电视电缆接入双向传输网络系统架构，综合了数字电视图像、数据、语音双向传输、接收等各个环节的全程数字化电视及综合信息接入系统，它不仅仅能够向电视用户传输丰富的广播式的数字电视节目，还能为电视用户提供包括数据广播、交互式数字电视视频点播、电子商务、宽带数据、IP语音等全方位的服务。
2.1 有线数字电视技术
有线数字电视是指基于数字技术平台，从节目拍摄、编辑、发射、传输到接收、显示的全程数字化的电视系统。有线数字电视信号的传输就是采用QAM方式将多路数字电视信号调制到模拟载波上，通过频分复用实现多频道传输。
有线数字电视是模拟有线电视的升级产品，它不仅能提供高清的图像质量和丰富的频道数量，还能作为一个数字信号传输平台，扩展提供其他如数据广播、视频点播、电子商务等增值业务。
要实现有线数字电视的这些交互式数据业务的传输，必须对有线数字电视传输系统进行双向接入技术的升级改造。这一升级改造过程，就是一个有线电视网络的变革过程，它体现在三个方面：
◆使有线电视网络由模拟向数字技术体制过渡;
◆使有线电视网络由单向广播向交互传输技术方式转变;
◆使有线电视网络由单一的电视业务向数字图像、宽带数据、IP语音等多业务综合功能拓展。
2.2 有线数字电视光纤双向传输网络系统技术
有线数字电视光纤双向传输网络系统由有线电视光纤传输系统和基于太网协议的EPON无源光网络传输系统组成。广播式的数字电视信号由1550nm波长的有线电视光纤传输系统传输，交互式数字电视、电子商务、宽带数据、IP语音业务服务由EPON以太无源光网络传输系统(如图1所示)承载。两种光纤传输技术均采用点到多点的拓扑结构，利用光纤和光无源器件进行物理层传输，相互之间的传输网络结构无缝隙地融合，共同组成了有线数字电视光纤双向传输网络系统技术，同时提供有线数字电视广播、交互式数字电视视频点播，以及宽带数据、IP语音等业务。这两种技术和网络的无缝隙融合应用将成为三网融和FTTB光纤传输和FTTH接入的主流技术。
由于现阶段光网络设备成本过高的原因，广电运营商暂未考虑使用有线数字电视光纤双向传输网络系统技术进行FTTH光纤到户的全光网商业应用，而是采用了有线数字电视光纤双向传输网络系统技术与电缆网络双向接入技术综合应用的技术方式，如“FTTB+EPON+CMTS+CM”、“FTTB+EPON+LAN”、“FTTB+EPON+EOC” 等接入技术。
2.3 有线数字电视电缆网络双向接入技术
有线电视网络早期常用的双向接入技术是基于轴电缆网络的“CMTS+CM”技术和LAN以太网这两种技术方式。EPON和EOC这两项新兴网络技术的成熟，又为广电运营商提供了更加适宜有线数字电视电缆网络双向接入的EOC电缆网络双向接入技术模式。从有线电视网络应用的角度简述，EOC技术就是把IP数据与有线电视信号有机地结合在一起，用同一根电缆接入用户——既不影响有线电视信号的传输，又有双向独享的宽带综合业务接入;具有良好的适应性和灵活的组网接入方案，无需对原有有线电视网络进行双向施工改造或者实施大规模的5类线敷设到户的工程。根据技术方法的不同，适用于有线电视网络应用的EOC技术可归纳为无源基带传输、有源调制传输两大类技术。
(1）无源基带传输EOC技术
无源基带传输EOC技术是一种基于频分复用基带数据流传输的传统技术，其技术原理就是令符合IEEE 802.3系列标准的以太网信号，在无源EOC设备中通过阻抗变换、平衡/非平衡变换后，在10～25MHz带宽内与有线电视的65～860MHz信号混合，通过同一根有线电视同轴电缆入户，在户内再通过无源设备将以太信号与RF电视信号分离，从而完成对用户的双向网络综合业务的接入。
(2）有源调制传输EOC技术
有源调制传输EOC技术是一种基于同轴电缆进行射频调制，实现IP数据和CATV信号共缆传输的技术。该技术在有线电视同轴电缆传输网络的网络应用结构上与有线电视技术基本相同，均是在光接机至用户终端之间的同轴电缆中进行IP数据信号的插入，通过修改传输介质的耦合电路在同轴电缆上进行IP数据射频信号调制传输, 并在用户终端通过分离器将IP数据信号与数字电视RF信号分离还原。
2.4 适用的有线数字电视双向接入“FTTB+EPON+EOC”技术
对于智能小区来说，目前最为适用的有线数字电视双向接入是使用EPON技术进行光纤到楼(FTTB)的骨干网架构，使用EOC技术进行双向电缆的用户接入(如图2所示)。这种“FTTB+EPON+EOC”技术的全网覆盖和用户接入，既保护了现有有线电视网络的资源，又能迅速、快捷地进行全网综合业务覆盖、灵活的网络接入，还能平滑地向三网融合FTTH光纤到户全业务运营过渡。采用该技术模式所建成的有线数字电视双向接入网络将是一个简单、易于投资、易于施工、易于扩展、易于维护和管理的双向宽带网络。
3 有线数字电视双向接入系统技术在智能小区中的应用
住宅小区的智能化就是实现小区通信系统、安全系统、管理系统、服务系统的智能化系统集成，为住宅小区的服务、管理及居民生活提供高技术的智能化辅助手段，提高社区物业服务和管理水平，为广大住户提供安全、方便、舒适的居家环境。智能小区进一步的发展就是数字小区，数字小区主要基于数字化网络传输，即利用先进的数字化网络传输系统把整个小区的各子系统都集成在统一平台上，并实现多种功能业务。数字小区是现实社区与利用数字化技术营造的虚拟社区的有机组合，通信网络是数字化社区的核心部分，需要满足各种业务网与用户终端设备之间传送信息的要求，承载综合业务的接入，特别是多媒体业务和IP业务的综合接入。
传统的住宅小区的智能化建设，由于通信系统中视频图像、IP数据、语音传输各子系统网络、应用的各自分离建设，以及IP数据网络建设成本的原因，未能实现百分之百覆盖小区用户，导致小区通信系统、安全系统、管理系统、服务系统网络建设各成体系，造价不菲，严重阻碍了智能小区向数字小区发展的进程
有线数字电视双向接入系统技术的承载网络(如图3所示)是一个性能良好的，具有双向视频图像、IP数据、语音传输通信能力的网络结构，具有高入户率、高带宽、低建网成本、高安全可靠性等优势，是面向住户的最佳的宽带接入平台，不仅能够满足住户双向视频图像、IP数据、语音传输通信的需求，还能够为小区的安全系统、管理系统、服务系统的智能化系统提供高度集成的、建设成本最低的信息传输网络。
(1）数字电视双向机顶盒作为智能小区家庭智能终端接收控制设备的优势
有线数字电视双向机顶盒作为有线数字电视双向接入系统的用户终端，不仅能成为智能小区各住户的家庭数字多媒体视音频娱乐终端接收产品，还能成为智能小区各住户的家庭通信和社区多媒体信息控制终端。
有线数字电视双向机顶盒集中反映了多媒体、计算机、数字压缩编码、解扰算法、加解密算法、通信技术和网络技术的发展水平。运营商和厂家在机顶盒的设计中不断加入面向对象的互动特性，从而使机顶盒和电视机共同组成了集广播电视、电子政务、信息咨询服务、文化娱乐、交流互动于一体的数字多媒体家庭信息中心，使终端住户能够享受到诸如标清与高清节目接收、可视化服务(VOD等)、电子节目指南、数据广播、数据通信(信息发布和共享、Internet接入等)、电子邮件、股票信息、互动游戏、远程教育、远程医疗、硬盘存储等应用。未来的有线数字电视双向机顶盒将是集音频、视频、网络、娱乐、消费和小区管理服务于一体的多媒体应用中心——这体现在其强大的CPU处理，海量的存储，高品质的视频解码输出，强大的2D、3D图形引擎，高速Internet接入和电子邮件等诸多方面。随着数字技术、多媒体技术和网络技术的发展, 机顶盒的方便应用平台必将成为智能小区数字化终端硬件实现的最佳终端平台。
(2）有线数字电视双向接入系统视频图像业务在智能小区中的应用
有线数字电视双向接入系统具有天然的视频图像传输功能，不但可以传输广播式的模拟电视、数字电视、互动电视，还可以进行任何基于IP网络化的视频图像传输、交互，提供多媒体视像服务业务。视频点播(VOD)、视频监控和视频会议均是采用有线数字电视双向接入系统可视化技术向智能小区内的物业管理方和终端住户提供视像的传输、交互和服务的功能。有线数字电视生存的支点就是互动视频电视，即视频点播。点播的内容可以包括传统图文与流媒体形式的各种视频信息资源，如高清数字电视、电影、公众信息、股票资讯等。住户可实时进行点播和存储。
(3）有线数字电视双向接入系统IP数据交换业务在智能小区中的应用
智能小区的IP数据业务信息化的建设是通过构建以家庭为核心的三层数据信息业务交换平台，包括家庭内部的数字化平台、社区的智能化平台和城市公众信息平台，将信息、网络、自动控制、通信等高新技术应用到人们的生活领域，以家庭信息化为手段，实现家庭和社区的社会化及数字化。有线数字电视双向机顶盒作为智能小区各住户的家庭通信和社区多媒体信息控制终端，不仅可在电视机上显示交互的视频图像、互联数据信息，还可连接电脑成为小区和家庭智能化管理数据处理中心。利用有线数字电视双向接入系统IP数据网络平台资源和有线数字电视双向机顶盒作为家庭通信和小区多媒体信息控制终端的独特技术优势，不难满足智能小区物业和小区住户以家庭为核心的家庭内部的数字化平台、小区的智能化平台和城市公众信息三层数据信息平台的业务交换需求，具体表现在：
◆社区通信系统信息交换，即通过小区有线数字电视双向接入系统数据交换功能，实现高速上网、IP语音电话、远程教育、远程医疗、会议视频、视频点播、小区广播、购物、娱乐等;
◆社区的安全管理，即通过小区有线数字电视双向接入系统数据交换功能，实现住宅的火灾、有害气体泄露等的自动报警，以及基于紧急呼叫系统的楼宇间通话、紧急呼叫等功能;
◆住宅自动化管理，即通过小区有线数字电视双向接入系统，实现水、电、气表的自动抄表、计量，家用电器设备的远程控制等;
◆社区内部信息建设，即通过小区有线数字电视双向接入系统数据交换功能，实现小区内部信息网站为用户提供内部视频业务、小区内部公告、家政服务信息等的功能;
◆社区物业管理，即通过小区有线数字电视双向接入系统数据交换功能，实现车辆车位管理、用户信息、房源信息等公共设施、信息管理等功能。
4 智能小区中有线数字电视双向接入系统的建设
智能小区中有线数字电视双向接入网络的建设在现阶段可分为两种模式，一种是广电运营商在智能小区投资建设，另一种是智能小区投资管理方自主建设。广电运营商在智能小区中建设有线数字电视双向接入网络，在视频图像、数据、语音业务的应用、运营方面都会处于垄断地位，可满足智能小区住户以家庭为核心的，家庭内部的数字化平台和城市公众信息两层数据信息平台的业务交换需求。在这样的模式下，小区内部的安全管理、自动化管理、物业管理和内部信息数据交换平台需要通过与广电运营商协商共同建立智能小区的虚拟数据交换专网来实现。可采用视频数字压缩技术将智能小区内部的卫星接收电视和自办视频节目转换为有线数字电视双向机顶盒可以接收的数字电视格式，通过光纤波分复用和电缆频分复用技术传送给智能小区住户。
智能小区投资管理方自主建设的有线数字电视双向接入网络，在数字电视、互动电视收视上须选择接入占有垄断地位的广电运营商，而在城市公众信息平台和外部数据信息交换上可选择其他有优势的电信运营商，同时，可方便地在小区内部有线数字电视双向接入网络上建设小区内部的安全管理、自动化管理、物业管理和内部信息数据交换平台。
现阶段智能小区中有线数字电视双向接入网络建设最适宜的技术方案是“FTTB+EPON+EOC”双向接入技术。随着全光纤“FTTH+EPON”有线数字电视双向接入技术网络物理造价的降低和各通信运营商在三网融合过程中竞合权益的明朗化，全光纤“FTTH+EPON”有线数字电视双向接入网络技术方案就会普遍存在。这个阶段，以“FTTB+EPON+EOC”双向接入技术建设的有线数字电视双向接入网络可以平滑地升级到全光纤“FTTH+EPON”智能小区全业务接入网络。建设全光纤“FTTH+EPON”智能小区全业务接入网络可实现内容的融合、网络的融合、设备的融合、服务的融合、管理的融合，将是智能小区向数字小区发展的必由之路。
参考文献
[1]毛亚安, 李文, 刘进.EPON+EOC打造有线电视网络运营新模式.中国有线电视, 2007 (15) :1357-1360.
智能接入 篇7
1终端接入通信的概况
1.1繁多的业务
在传统电网框架下, 终端接入通信系统具有独立性, 但在智能电网环境下, 不同配电网系统对通信系统的要求有所提高, 主要是由于通信范围更广、通信节点更多, 在此情况下, 为了实现统一管理, 要求终端接入通信系统应具有规范性与一致性, 在建设该系统时, 应考虑其通信性能、可靠性与安全性等问题, 以此满足繁多业务的使用需求。
通信性能, 对于不同配电网而言, 其承担的业务存在较大差异, 因此, 其对通信性能的需求也有所不同, 如:配电网自动化要求通信时延应具有较强的敏感性, 视频监控业务则对通信容量有较大的需求, 受复杂、多样业务的影响, 通信性能问题急需解决;可靠性, 不同配电网业务要求通信可靠性应具备不同的等级, 其中最高的为智能配电网自动化与分布式电源控制, 其次后用电信息采集;安全性, 对于不同的配电网业务而言, 其通信通道不能直接互联, 需要采取适合的隔离措施, 以此保证不同业务有效开展。
1.2广阔的范围
终端接入通信系统作为通信系统的一种, 其覆盖范围较广, 同时终端数量众多, 在构建此系统时, 需要投入大量的资金与设备, 在大规模建设, 其运行与维护量相对较大。
1.3复杂的环境
在我国, 不同地区的地理环境各异、经济发展水平差距明显, 因此, 终端接入通信系统的工作环境也有所不同, 如:多样的配电网、各异的拓扑结构等, 此时的各种非技术因素制约着终端接入通信系统的有效应用与顺利发展。
2智能电网下电力终端通信接入架构研究
当前, 电力通信接入网架构主要包括主站、调度数据网、综合数据网、无线公网与电力线载波等, 但现有构建模式中无线公网存在不足, 主要表现在较差的通信效果、较低的运维能力与较高的投入成本等方面, 同时, 调度数据网的主干网汇聚层面仍需不断完善, 以此满足接入网业务的需求。为了有效解决电力终端通信接入架构的相关问题, 本文提出了如下建议:
2.1制定总体规划
终端接入通信系统建设需要花费较长的时间, 为了保证电力终端通信接入架构的高效性与系统性, 需要制定完整的实施方案, 以此保证各项工作的有序推进。
2.2采用分层分布式网络架构方式
分层分布式作为网络架构方式的一种, 其保证了布网的灵活性, 满足了不同应用环境的需求, 此架构方式主要是由主站、骨干网络、中压与低压通信网络、用户终端构成, 其中骨干网络和中压通信网络采用汇聚型节点实现连接, 前者为汇聚层, 后者为接入层。
2.3划分数据网区块
智能电网承担着多样、复杂的配电业务, 为了确保各项业务的高效开展, 需要划分数据网区块, 根据分层分布式网络架构内容, 将各区块进行等级划分, 分别为电力通信调度汇聚网与中压接入网, 电力通信综合中压接入网与低压接入网。
2.4利用通信接入技术
智能电网不仅负责着较大的业务量, 还具备较广覆盖范围的特点, 为了充分发挥终端通信接入架构的作用, 应积极利用先进的技术, 如:通信接入技术。目前, 通信接入技术主要有无线技术、载波通信技术等, 各技术的综合运用, 弥补了单一技术的不足, 进而为电力终端接入架构建设提供了可靠的技术保障。
2.5完善运行维护体制
电力终端接入通信系统的运行与维护十分重要, 为了保证运行的稳定性与维护的有效性, 应为其提供针对性、科学的、全面的运行维护体制。随着智能电网的发展, 电力终端接入通信系统的应用将更加广泛, 因此, 应借鉴成熟的网络监管与维护体制, 并不断创新与完善, 以此保证智能网络的长足与持续发展。
虽然分层分布式网络架构满足了现有业务与管理的发展需要, 但随着智能电网的不断发展, 电力终端通信接入架构仍需不断完善。如:增加智能配用电功能、构建独立的电力专用网络、电力接入网络、视频监控与传感网络等。
3总结
综上所述, 智能电网发展过程中最为关键的环节便是电力终端接入通信系统, 为了保证电力终端通信接入架构的高效设计与构建, 本文探讨了目前终端接入通信的现状及特点, 为了适应复杂的环境、繁多的业务等, 要求终端接入通信系统应不断完善, 本文提出了几点建议, 相信, 在各项措施全面落实的基础上, 电力终端通信接入架构的设计质量将不断提高, 进而将为智能电网发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]权楠, 雷煜卿, 黄毕尧, 等.智能电网下的电力终端通信接入架构研究[J].电力系统通信, 2012, 01:74-77.
[2]林一凡, 权楠.智能电网下的终端接入通信网研究[J].华北电力技术, 2011, 11:21-23+26.
智能接入 篇8
与传统交流配电网相比,基于柔性直流技术的智能配电网具有供电容量大、线路损耗小、电能质量高、无需无功补偿、有利于新能源和储能装置接入等优点,逐渐成为国内外研究热点[1,2,3,4,5]和能源互联网发展的关键技术之一[6,7,8,9,10]。
基于柔性直流技术的智能配电网尚处于初步研究阶段,还存在许多待解决的问题。目前的研究主要集中在系统控制、保护策略及关键设备研制等方面[9,11,12,13],对其接入交流电网的方式尚未开展专门的研究。传统高压直流输电系统通过换流变压器接入交流电网,换流变压器与换流阀一起实现交流电与直流电之间的相互转换,以及交直流系统间的电气隔离[14]。柔性直流输电系统一般通过联接变压器与交流系统连接,联接变压器可以对交流系统的电压进行变换,使电压源换流器工作在最佳的电压范围内[15,16]。基于柔性直流技术的智能配电系统与交流电网的连接也可通过联接变压器实现,在交直流系统侧不存在电压匹配问题时,也可以省略联接变压器,直接通过桥臂电抗器与交流母线或线路连接。基于柔性直流技术的智能配电网接入交流电网方式是系统设计的基础,也是直流配电中的关键技术之一,其研究可为直流配电技术的发展和示范工程的建设提供参考。
本文针对±10kV基于柔性直流技术的智能配电网,考虑其与10kV交流电网之间配置联接变压器和不配置联接变压器两种连接方式,从理论上简要分析了交直流侧故障之间的相互影响,并通过仿真计算定量研究了交直流系统故障之间的相互影响,最后从系统运行可靠性和经济性角度提出基于柔性直流技术的智能配电系统与交流电网之间推荐的连接方式。
1 系统主回路接线
图1为典型的±10kV基于柔性直流技术的智能配电网主回路结构图。交流侧接入10kV交流配电网,交直流侧不存在电压匹配的问题,交直流系统之间的连接方式存在配置联接变压器和不配置联接变压器两种情况。
系统主回路接线是理论分析和仿真建模的基础,不同的连接方式下,交直流侧接地方式不同,对应系统主回路接线存在不同的结构,具体分析见附录A。
2 交直流系统相互影响理论分析
配置与不配置联接变压器的情况可能带来交直流系统相互影响程度的差异,进而影响系统设计。本文首先结合交流配电系统的接地方式,从交流侧故障对直流侧电压和电流的影响、直流侧故障对交流侧电压和电流的影响两个方面开展理论分析。交流系统故障考虑最常见的单相接地故障和最严重的三相短路故障。直流系统故障则主要分析单极接地故障和双极短路故障。
2.1 交流系统故障
当10kV交流系统发生单相接地故障时,假设A相发生金属性接地故障,见附录A图A5中K1点。此时交流系统向量图见附录A图A6,则有
式中:分别为交流系统侧三相对地电压;分别为故障点三相对地电压。
根据对称分量法,由上式可得故障处的零序电压,即此时的地电位参考点电压为:
配置独立的联接变压器时,如附录A图A5所示,因交流系统侧采用三角形连接,零序电流不会在变压器中流通,故联接变压器阀侧及直流侧均不会出现零序分量,联接变压器中性点电位不变,即直流侧地电位参考点电位不变,因而直流侧单极对地电压及极间电压均不受影响。
不配置联接变压器时,交流系统产生的零序电流通路见附录A图A7,则直流线路上将流过零序电流。此时,直流系统地电位参考点与交流系统相同,故直流单极对地电压将随着交流系统中性点电位变化而改变,直流正负极对地电压分别如式(3)和式(4)所示。·····
式中:为故障后单极对地电压;为正常运行时单极对地电压。
由此可知,交流系统单相接地故障后直流单极对地电压将会出现基频共模振荡,产生过电压。
当交流系统发生三相短路故障时,交流系统中会出现很大的故障电流。配置联接变压器时,系统故障回路中增加了联接变压器的漏抗,对故障电流有一定的限制作用,故传递到换流阀和直流线路的故障电流小于不配置联接变压器的情况。因此,故障电流对换流阀、桥臂电抗器的冲击也会减弱。
2.2 直流系统故障
直流侧单极接地故障时,故障点见附录A图A5中K2点,此时故障极电位跳变为零,地电位参考点电压跳变为故障极的负值,而非故障极电压将变为正常运行时的两倍。若配置联接变压器,根据系统主回路接线的分析,交直流系统接地点此时相互独立,故直流系统地电位的变化不会对交流系统电压和电流产生大的影响。不配置联接变压器时,交直流系统相当于共用接地点,单极接地时地电位参考点出现持续直流分量,交流母线对地电压也将出现持续直流分量,产生过电压,对交流系统设备绝缘造成较大影响。
直流双极短路时,子模块电容上的电压会通过子模块电容、线路对地电容、直流电抗器及线路等值电阻和电抗构成的回路放电,系统中将出现很大的故障电流。在实际运行中,如此大的电流会对换流阀的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)造成严重影响,甚至使IGBT烧毁,给系统运行带来严重损失。因此双极短路时换流阀往往会闭锁,但是故障电流仍可以通过换流阀中的反并联二极管传到交流侧,对交流系统造成影响。
3 建模与仿真分析
3.1 系统建模
本文根据系统配置联接变压器和不配置联接变压器时的系统主回路接线图,在PSCAD中搭建了±10kV基于柔性直流技术的智能配电网仿真模型。两端交流电源采用110kV理想电压源模拟。通过110kV/10kV电力变压器引出10kV交流母线。两端换流器采用模块化多电平换流器(MMC)结构,上下桥臂分别串联25个子模块,IGBT选择CM2400HC-34H,桥臂电抗器为2.5mH,子模块电容为30 000μF,直流电抗器为8mH。线路总长度为6km,采用10kV电缆。两端换流器分别采用定直流电压、定无功功率控制方式,以及功率协调控制、定无功功率控制方式。直流电压为±10kV,无功功率整定值为0 Mvar,能够传输的最大有功功率值为23 MW。交流微电网采用6 MW等效负荷代替;直流微电网采用受控电源等效,有功功率值设为5 MW。
3.2 计算条件
针对配置联接变压器和不配置联接变压器两种情况,仿真计算交流侧单相接地故障、三相短路故障、直流侧单极接地故障和直流双极短路故障4种故障工况下,直流配电系统关键位置的过电压和过电流。
仿真时,设定引入故障的时刻均为1.0s,交流侧故障持续时间为0.05s,直流单极故障持续1.0s,双极短路故障持续0.005s,考虑到线路长度,仿真步长取为3μs。
因系统初步设计暂不考虑系统的保护策略,故本文各种故障工况仿真分析中均采取自清除的方式。
3.3 仿真结果与分析
基于不同连接方式下的仿真模型,开展了典型故障工况下的过电压和过电流仿真计算。配置联接变压器时的仿真结果如表1所示,表中数据除标明单位的以外,均为正常运行条件下电压和电流的倍数。
由表1可知,配置联接变压器时,交流系统单相接地故障下,交流系统中出现零序分量,接地电阻两端最大电压为5kV,在联接变压器的隔离作用下,直流侧电压和电流几乎不受影响,电压和电流倍数均为1。交流系统三相短路故障时,交流母线上流过很大的短路电流,电流最大值为11.22kA,该电流通过联接变压器传递到桥臂电抗器、换流阀和直流线路,在桥臂电抗器两端均产生较大的过电压,为正常运行时的5.7倍。
直流侧单极接地故障下交流母线对地电压如图2所示,可知单极故障对交流母线电压影响较小。直流侧双极短路故障下,由于未考虑保护策略,系统中流过很大的短路电流,在直流电抗器和桥臂电抗器上会产生很大的过电压,交流母线电压也上升到较高水平。
不配置联接变压器、交流系统侧经小电阻接地时,典型故障工况下的仿真结果如表2所示。
交流系统单相接地故障产生的零序分量,会通过换流阀传递到直流侧,引起直流线路电压波动,如图3所示,单极对地电压最大值为正常运行水平的2.98倍。交流系统三相短路故障产生较大的短路电流,直接通过换流阀和桥臂电抗器,对其造成巨大冲击,桥臂电抗器两端过电压倍数达7.9,明显大于配置联接变压器的情况。
由表2中的数据可知,直流单极接地故障下,交流系统侧出现持续的直流分量,交流母线和接地电阻两端的电压较高,接地电阻两端电压最大值为9.7kV。交流母线电压波形如图4所示,最大过电压倍数为2.53。由此可知,直流侧故障在交流系统设备上产生了较大的过电压。
不配置联接变压器、交流系统侧经消弧线圈接地时,仿真计算结果如表3所示。交流系统单相接地故障时在消弧线圈两端产生较大的过电压,最大过电压为42.8kV。
直流侧单极接地故障时,接地变压器中性点电压跳变到9.8kV,消弧线圈通过故障点与接地点形成的回路放电,其两端电压降低,故直流极间电压将持续下降而无法维持稳定。因此,在这种接线情况下,无法保证直流单极接地故障下直流配电系统的持续运行,即连接在正负直流线路间设备电压达不到20kV。
表4中的数据为不配置联接变压器、交流侧不接地时过电压和过电流的计算结果。此种接线形式下,交流配电系统相当于经直流侧的高阻接地。
由表中数据可知,交流系统单相接地故障时,接地电阻两端电压为10.3kV,直流侧单极对地电压出现较大波动,过电压倍数为2.04。直流侧单极接地故障时,交流母线电压波形与图4类似,交流系统中也会出现持续直流分量,交流母线过电压上升到正常运行时的2.2倍,交流系统母线过电压保护将动作,对交直流系统的持续运行都造成影响。
换流阀和桥臂电抗器均为直流配电系统中的核心设备[17],故障时其电压和电流需重点关注。交流系统侧发生三相短路时,不同接线形式下通过换流阀的电流和桥臂电抗器两端的电压波形分别见图5和图6。其中,曲线1为配置联接变压器的情况,曲线2,3,4分别为不配置联接变压器交流系统经小电阻接地、经消弧线圈接地、不接地时的情况。
由图5和图6可知,配置联接变压器时,故障下流过换流阀的电流明显低于不配置联接变压器的情况,且对桥臂电抗器绝缘的冲击要比不配置联接变压器时小得多,与理论分析结果一致。因此,配置联接变压器时,可以选择通流能力更小的换流阀和绝缘水平较低的桥臂电抗器,从而大大提高系统运行可靠性,并节约成本。
上述理论及仿真分析结果均表明,配置联接变压器能有效隔离交直流系统间的故障,减小交直流侧故障对彼此关键设备的冲击,提高交直流配电系统运行可靠性。因此,建议±10kV柔性直流配电系统通过联接变压器与10kV交流配电网连接。
4 结论
通过理论分析和仿真计算,从交直流配电系统故障对系统交直流侧过电压和过电流的影响、系统可靠性和经济性的角度,分析了±10kV柔性直流配电系统与10kV交流电网连接方式,结论如下。
1)配置联接变压器时,交流系统单相接地故障下,直流侧电压和电流基本不受影响;直流单极接地故障下,交流母线电压几乎不受影响,系统可持续运行,大大提高了直流配电系统的可靠性。
2)不配置联接变压器的3种接线方式下,交流系统单相接地故障时,均会引起直流侧电压的较大波动;交流系统经小电阻接地和不接地时,直流单极接地故障下,交流系统中均会出现持续的直流分量,影响交直流系统的持续运行;交流系统经消弧线圈接地时,交流侧单相接地故障下,直流极间电压下降,直流配电系统无法持续运行。
3)配置联接变压器时,交流侧三相短路故障对换流阀电流冲击和对桥臂电抗器的电压冲击,明显小于不配置联接变压器的情况,可降低对关键设备的要求,从而大大节约成本。
综上,建议基于柔性直流技术的智能配电网通过联接变压器与交流配电网连接。同时,本文的研究思路可为不同电压等级的直流配电网与交流电网的连接方式的研究提供借鉴和参考。