智能电网电力光纤到户PFTTH光纤复合低压电缆技术

1光纤复合低压电缆（OPLC）上海电缆研究所2010.9209年5月21日，2009特高压输电技术国际会议在北京隆重开幕。国家电网公司发布坚强智能电网前期研究成果。大会倡议，各国同行进一步加强在特高压输电技术和智能电网建设方面的交流与合作，促进经济、社会、环境的和谐发展。坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，具有坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放和友好互动内涵的现代电网。智能电网光纤到户3通信信息平台是智能电网的重要支撑系统，是贯穿六大应用环节的基础核心通信网已基本实现光纤化；中压通信接入网并存微波、载波、卫星等多种通信方式，但由于缺乏统一的规划，目前发展比较滞后。通信平台核心通信网低压通信接入网中压通信接入网低压通信接入网“最后三百米”做为电网信息化建设的瓶颈已经困扰人们多时；而目前采用的230MHz专用频率和电力线窄带通信（PLC）技术，无法有效支撑智能双向交互业务的实现。中低压通信接入网的通信水平相对核心网而言差距较大。现状智能电网光纤到户4建设目标：实现“双向互动服务，分布式电源、电动汽车、储能元件及营销业务决策智能管理”，全面提升综合服务水平和效率，大幅提高电能在终端能源消费中的比重。建设目标：到2020年，完成配电自动化和配网调控一体化智能技术支持系统的全面建设，全面提升对于现代配电网的驾驭能力，确保配网可靠、高效、灵活运行。智能用电环节作为坚强智能电网的重要组成部分，直接面向社会、面向客户，是社会各界感知和体验坚强智能电网建设成果的主要途径，是建设坚强智能电网的着力点和落脚点。在解决中压通信接入网问题之后，低压通信接入网成为当前智能电网建设的热点和难点。配电环节智能化有助于提高电网供电可靠率、系统运行效率以及终端电能质量;有助于结合先进的现代管理理念，构建集成与优化的配电资产运维与管理系统。智能电网光纤到户5低压通信接入网具有点数多、范围广、信息量庞大、实时性要求高等特点，需要一个深入到千家万户的高带宽、高可靠性的网络，解决智能电网终端用户接入和大量用电信息交互的问题。用光纤复合低压电缆（OPLC）技术实现电力光纤到户。有效解决信息高速公路的“最后三百米”问题，通过连接家家户户的光纤通信网络，承载智能用电双向交互服务，能够引导用户科学用电，满足智能电网用电环节信息化、自动化、互动化的需求。光纤通信高速、稳定可靠、抗干扰能力强，已经成为势不可挡的发展趋势。智能电网光纤到户6电力光纤到户PFTTH（PowerFiberToTheHome）是指在低压通信接入网中采用光纤复合低压电缆（OPLC）等线缆，将光纤随低压电力线敷设，实现到表到户。配以无源光网络（PON）技术，承载智能电网配用电环节和“三网融合”相关业务。电力光纤到户能够在布放电力电缆的同时构建覆盖居民用户的高速通信网络平台，综合考虑设备、施工、管道资源等因素，采用OPLC与分别敷设光缆和电缆相比，能较大幅度降低建设成本，还避免了二次施工造成的资源浪费，是低压通信接入网目前集成度高、节省资源的优选技术依托电力光纤到户网络，可实现配电自动化、用电信息采集、电动汽车充放电、分布式电源接入、智能用电双向交互服务等智能电网核心业务，并随着科技进步和社会用电需求的变化，发展智能家庭、智能楼宇、智能小区、智能城市、综合信息服务等扩展业务。智能电网光纤到户72010年3月5日温总理“两会”政府工作报告指出：积极应对气候变化。大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设。积极推进新能源汽车、三网融合取得实质性进展，加快物联网的研发应用。充分利用现有信息基础设施，积极推进三网融合网络统筹规划和共建共享，避免重复建设电信和广电开展三网融合业务存在各自的优势，但在短期内三网融合还不能完全实现，国家计划用三年的时间来实现双方业务的双向进入，为电力光纤到户网络的建设和运行带来了难得的机遇。智能电网光纤到户8电力光纤到户网络平均接入能力达到32Mb/s，在满足智能电网自身发展需要的同时，还可以利用其富余资源服务于“三网融合”建设，构建完全开放的公共网络平台，为电信、互联网、广播电视传媒和其他企业提供接入服务。智能电网光纤到户96月-9月前期研究提出光纤复合低压电缆（OPLC）解决方案，完成产品研制及样品生产。3月3日总经理办公会审议通过《关于电力通信网建设方案的汇报》，同意采用OPLC建设低压通信接入网。7月16日公司年中工作会议刘振亚总经理在工作报告上指出：实施电力光纤到户工程，是上半年电网发展实现的重大突破；下半年要加快智能化试点工程建设，继续深化电力光纤到户运营模式研究。2009年2010年2月发布智能电网第二批试点在14个网省公司20个城市，采用OPLC建设电力光纤到户试点。6月13日试点工作座谈会郑宝森副总经理讲话指出：电力光纤到户是建设坚强智能电网的必然选择，要加强组织领导，加快工程建设进度，并积极争取政策支持，广泛开展合作。12月31日国网公司党组会讨论通过《关于多网融合技术应用的汇报》，审查附件《光纤复合低压电缆可行性研究报告》。智能电网光纤到户10优化能源结构，保障能源安全供应；提升电网的资源优化配置能力；提升电网系统的清洁能源接纳能力；满足用户多元化需求，提升和丰富电网的服务质量及内涵。拓宽业务范围，促进产业发展；转变发展方式，开展综合信息服务、广告投放等多种增值业务运营，延伸公司的服务范围，为公司创造更多的利润增长点和更大的发展空间。实现网络基础设施共建共享；显著降低“三网融合”实施成本；提高社会网络的综合运营能力。推动绿色能源接入，发展低碳经济；推广电动汽车，调整能源结构；推动智能城市建设，创造和谐新生活；促进技术创新，推动社会经济发展。支撑智能电网推动企业发展服务三网融合促进经济社会发展智能电网光纤到户-11-构建起智能用电服务体系，转变终端用户用能模式，实现到2020年，终端能源消费中电能比重提高到26.2%的目标。据国网能源院《智能电网社会经济效益评价》估算，2020年智能电网相对传统电网可增加综合社会效益约达1890亿元，其中仅用户环节效益为320亿元。电力光纤到户智能电网光纤到户甘肃华北宁夏山西河南浙江重庆北京辽宁吉林江苏福建黑龙江东北网山东上海天津河北四川江西青海截至目前，共计21个网省公司、29个城市陆续启动了智能用电小区、电力光纤到户、智能营业厅等35个示范和试点工程的建设工作。电力光纤到户试点工程1213电力光纤到户试点工程-14-三大基础电信运营商商业运营现状网络资源差异业务开展光纤建设目前，中国电信和中国联通两家共占有90%左右的宽带用户。中国电信在南方地区网络覆盖率占有优势。中国联通在北方地区占有优势。中国移动在移动基站覆盖和相关移动业务开展占有优势，但其固网资源缺乏，没有自己的骨干网和用户接入网。传统的固网语音业务在基础电信运营商的开展的业务中的比重在大幅下降，宽带接入业务在大幅增加。三大电信运营商都开展了IPTV的试点运营，都采用了与有IPTV牌照运营商合作经营的方式。基础电信运营商的都开展了建设光纤到楼、到户的建设规划。目前电信全网光纤到户用户仅有约50万户，要全面推进光纤到户需要巨大的投资，因此目前推进缓慢。试点工程商业模式探索-15-网络资源光纤网络政策和资质目前全国的有线电视网因不同区域的网络属不同的产权单位，造成网络区域分割严重，同时有线电视网络双向化比例不高，基本上仍为单向网络。因此要形成支撑“三网融合“的统一网络，需要大规模的改造，难度巨大。传统广电运营商有线电视网的用户接入网建设成本为：户均1000元，从楼宇接入点到用户的同轴电缆户均200元。广电运营商是目前唯一获得IPTV牌照的运营方，控制着视频业务制作、传播的源头，有政策和资质上的强力支撑。但持有IPTV牌照的运营商基本上没有自行运营的网络平台，需要对现有的同轴电缆进行双向改造，或与电信运营商合作开展业务。广电运营商商业运营现状试点工程商业模式探索16可开展商业运营的业务语音业务互联网业务综合信息服务业务资源出租业务IPTV业务试点工程商业模式探索典型应用方案骨干通信小区配电单元用电信息采集主站电力通信网33层2#公配所广场变主机房9单元10kV箱变14#楼33层10单元电缆OPLC光缆皮缆尾纤485线3金域蓝湾小区总体结构典型应用方案小区组网广播电视网电信网互联网9单元33层共99户14#10单元33层共99户主机房2#公配所电缆OPLC光缆皮缆尾纤485线B1层电缆转接箱2层集中电表箱入户2#公配所内网ONU26层外网分光器外网ONU2#公配所ODFB1层电缆转接箱电气接线图6层集中电表箱10层集中电表箱15层集中电表箱18层集中电表箱22层集中电表箱26层集中电表箱31层集中电表箱2层集中电表箱6层集中电表箱10层集中电表箱15层集中电表箱18层集中电表箱22层集中电表箱26层集中电表箱31层集中电表箱18层外网分光器外网ONU10层外网分光器外网ONU2层外网分光器外网ONU入户入户入户入户入户入户入户PFTTH接线图外网OLT内网分光器内网OLT电缆OPLC光缆皮缆尾纤485线典型应用方案单元内EPON方案电力线通信电力线通信（PowerLineCommunication）是电力系统所特有的通信方式，主要指利用电力线缆作为传输媒质，在电力线上加载通讯信号，以实现用电设备间各种数字信号传输的技术。覆盖面积大安装简便电源和通信介质合一节省了布线的材料,人工,维护的成本强衰减强噪声致畸性时变特性拓扑未知电磁兼容要求高优点缺点从占用频率带宽角度，可分为窄带PLC（NPLC）和宽带PLC（BPLC）。电力线通信电力线宽带通信技术，一般指通信速率超过1Mbps电力线载波通信方式。电力线宽带通信使用频率在1～34MHz范围内，实现高速数据传输，数据物理层传输速率最高可达200Mbps。宽带电力线通信技术利用电力线路作为传输通道，具有不用布线、覆盖范围广、连接方便、传输速率高、与电网建设同步等优点，可用于在住宅小区网络接入和用电信息采集本地通信。电力线窄带通信技术是指频带限定在3～500kHz、通信速率小于1Mbit/s的电力线载波通信技术，其调制解调方式多采用普通的调频或调相技术、直序扩频技术和线性调频技术等。窄带电力线通信实施简单，实现对用户电表的数据采集，具有双向传输、投资小、适应性好等特点，电力线窄带通信使用的500kHz以下低频区域，电力线的噪声较强，信号衰减大。可用于在住宅小区用电信息采集本地通信。智能插座智能家电智能交互终端智能交互机顶盒智能交互终端是用户和系统进行交互的核心设备，用户直接在智能交互终端用户界面进行各类操作；也是实现家庭智能用电服务的关键设备，其通过先进的信息通信技术，对家庭用电设备进行统一监控与管理，对家庭用电信息等数据进行采集和分析，并与95598网站互动，指导用户进行合理用电，调节电网峰谷负荷，实现智能用电。（1）互动服务（2）信息采集（3）用能管理（4）家电控制（5）三表抄收（6）家庭安防（7）社区服务（8）互联网（9）视频电话智能家居智能家居智能插座智能家电智能交互终端智能交互机顶盒在智能小区系统中，要实现智能交互终端与家电设备的通信，可通过两种方式：一种为智能交互终端与具有智能模块的智能家电直接进行通信和控制；另一种为对目前大量的传统家电，如要进行通信和控制，则需要通过嵌入PLC通信模块的智能插座来完成。通过智能插座可实现对单个电器的供电，计量，控制及通信功能。(1）供电（2）控制（3）计量（4）通信电力线宽带接入方式光纤接入方式在低压通信接入网中采用光纤复合低压电缆（OPLC）等线缆，将光纤随低压电力线敷设，实现到表到户，配以无源光网络（PON）技术，承载智能电网配用电环节和“三网融合”相关业务。通过皮线光缆将到表的电力光纤引入户内，经用户家庭O