[發明專利]一種用于高壓直流輸電的單光纖雙向通信方法

無效

• 申請號: 201310651769.5
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103731209A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 宋文峰;湯廣福;高陽;路建良;王韌秋;楊兵建;陰曉光;張大巍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司大連供電公司;國網智能電網研究院;中電普瑞電力工程有限公司
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04B10/40
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種通信方法，具體涉及一種用于高壓直流輸電的單光纖雙向通信方法。

背景技術

模塊化多電平換流器閥作為柔性直流輸電的核心、關鍵設備，保證其安全可靠穩定的運行，不僅是系統對裝置的要求，更是裝置保護自身的要求。閥基控制設備作為直接面對換流閥的控制設備，其可靠運行同樣至關重要。由于模塊化多電平換流器的拓撲結構，造成了每個子模塊必須要有一對光纖完成與閥基控制設備通信。由此可見，高壓直流輸電換流閥是通過大量的光纖完成通信進而完成對閥的控制和保護的，在換流站施工過程中，鋪設大量的光纖光纜是一項繁重的工作。

在高壓直流輸電領域中，換流閥是由很多閥模塊單元組成的，由于絕緣的需要，閥模塊單元與閥基控制設備之間一般采用一對光纖實現信息的收發。閥模塊通過其中一根光纖接收閥基控制設備的指令，通過另外一根光纖將閥模塊的狀態信息傳送給閥基控制設備，從而最終完成電能的變換與直流輸電的目的。可見如果換流閥模塊的數量是N，那個現場就至少需要鋪設2*N根光纖。

申請號為201010195619.4的發明專利公開了一種高速單纖雙向光模塊，包括突發式激光驅動器、微控制器、單纖雙向光器件、雪崩光電二極管偏壓控制電路、限幅放大器和SFP+連接器；其中：突發式激光驅動器、微控制器和限幅放大器分別與SFP+連接器連接，通過SFP+連接器與上位機進行通信；微控制器分別與突發式激光驅動器和限幅放大器連接；單纖雙向光器件連接在突發式激光驅動器和限幅放大器之間。申請號為200920205590.6的實用新型專利公開了一種單光纖雙向傳輸裝置，包括激光器、光纖頭的插芯適配器、濾光片、光接收器，所述激光器與所述插芯適配器相對設置，所述濾光片鍍膜面與所述激光器的發射光路成45度設置，所述光接收器設置在所述激光器與所述插芯適配器之間接收所述濾光片折射的光線，所述光接收器的入射光路與所述插芯適配器成90度設置，所述插芯適配器的端面傾角為10度到12度。該實用新型在單光纖雙向傳輸裝置中不再需要設置隔離器件，不僅簡化了結構設計、而且節約了成本。上述發明和實用新型專利均沒有提出將其應用于高壓直流輸電領域。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種用于高壓直流輸電的單光纖雙向通信方法，通過采用光纖收發器，實現減少光纖數目；在閥基控制器側和閥模塊側，將單光纖雙向收發器替換掉兩倍數量單向的光收發器，可以將工程中光纖數量減少一半，達到降低成本，減少工作量，節省空間，便于維護的目的。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案

本發明提供一種用于高壓直流輸電的單光纖雙向通信方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：選擇光纖收發器；

步驟2：選擇與所選光纖收發器波長相匹配的光纖，并進行鋪設；

步驟3：利用單光纖進行雙向通信。

所述步驟1中，選擇光纖收發器作為閥基控制設備和換流閥子模塊的光纖收發裝置；所述光纖收發器具備單光纖雙向收發能力，最高傳輸速率高于閥基控制設備與子模塊的傳輸速率。

所述光纖收發器為半雙工方式的光纖收發器。所述光纖收發器包括光模塊、分別支持光纖接口及電接口的以太網的交換芯片、帶隔離的電以太網接口、USB供電接口和電源適配芯片，USB供電接口提供+5V的電源，+5V電源通過電源適配芯片產生3.3V及2.5V的電源分別供給光模塊、交換芯片及電以太網接口。

所述步驟2中，鋪設的光纖兩端分別連接閥基控制設備與子模塊。所述光纖為多模光纖。

所述步驟3包括以下步驟：

步驟3-1：設計雙向傳輸協議，其中，子模塊采取觸發召喚應答的協議，即一旦發現了閥基控制器的通信召喚，則就在某個固定的延時后將子模塊自身的信息發送向閥基控制設備；在此期間閥基控制設備則停止下發，等待接收子模塊的數據；

步驟3-2：按照設計的雙向傳輸協議，重復采取觸發召喚應答的協議利用單根光纖進行雙向通信，實現閥基控制設備與子模塊的信息交互。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1、所提出的分時復用的召喚應答通信協議，可以提高光纖的通信效率，避免了收發同時出現，為實現單纖雙向通信提供了可能性。

2、所提出的采用單纖雙向收發器方法，將工程中光纖數量和收發器數量均減少一半，從而可以降低成本，減少工作量，節省空間，同時便于維護。

4、所提出的基于分時復用和單纖雙向收發器的方式，由于減少了元件數量，從而提高了閥整體可靠性。