[发明专利]一种用于高压直流输电的单光纤双向通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信方法，具体涉及一种用于高压直流输电的单光纤双向通信方法。

背景技术

模块化多电平换流器阀作为柔性直流输电的核心、关键设备，保证其安全可靠稳定的运行，不仅是系统对装置的要求，更是装置保护自身的要求。阀基控制设备作为直接面对换流阀的控制设备，其可靠运行同样至关重要。由于模块化多电平换流器的拓扑结构，造成了每个子模块必须要有一对光纤完成与阀基控制设备通信。由此可见，高压直流输电换流阀是通过大量的光纤完成通信进而完成对阀的控制和保护的，在换流站施工过程中，铺设大量的光纤光缆是一项繁重的工作。

在高压直流输电领域中，换流阀是由很多阀模块单元组成的，由于绝缘的需要，阀模块单元与阀基控制设备之间一般采用一对光纤实现信息的收发。阀模块通过其中一根光纤接收阀基控制设备的指令，通过另外一根光纤将阀模块的状态信息传送给阀基控制设备，从而最终完成电能的变换与直流输电的目的。可见如果换流阀模块的数量是N，那个现场就至少需要铺设2*N根光纤。

申请号为201010195619.4的发明专利公开了一种高速单纤双向光模块，包括突发式激光驱动器、微控制器、单纤双向光器件、雪崩光电二极管偏压控制电路、限幅放大器和SFP+连接器；其中：突发式激光驱动器、微控制器和限幅放大器分别与SFP+连接器连接，通过SFP+连接器与上位机进行通信；微控制器分别与突发式激光驱动器和限幅放大器连接；单纤双向光器件连接在突发式激光驱动器和限幅放大器之间。申请号为200920205590.6的实用新型专利公开了一种单光纤双向传输装置，包括激光器、光纤头的插芯适配器、滤光片、光接收器，所述激光器与所述插芯适配器相对设置，所述滤光片镀膜面与所述激光器的发射光路成45度设置，所述光接收器设置在所述激光器与所述插芯适配器之间接收所述滤光片折射的光线，所述光接收器的入射光路与所述插芯适配器成90度设置，所述插芯适配器的端面倾角为10度到12度。该实用新型在单光纤双向传输装置中不再需要设置隔离器件，不仅简化了结构设计、而且节约了成本。上述发明和实用新型专利均没有提出将其应用于高压直流输电领域。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于高压直流输电的单光纤双向通信方法，通过采用光纤收发器，实现减少光纤数目；在阀基控制器侧和阀模块侧，将单光纤双向收发器替换掉两倍数量单向的光收发器，可以将工程中光纤数量减少一半，达到降低成本，减少工作量，节省空间，便于维护的目的。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案

本发明提供一种用于高压直流输电的单光纤双向通信方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：选择光纤收发器；

步骤2：选择与所选光纤收发器波长相匹配的光纤，并进行铺设；

步骤3：利用单光纤进行双向通信。

所述步骤1中，选择光纤收发器作为阀基控制设备和换流阀子模块的光纤收发装置；所述光纤收发器具备单光纤双向收发能力，最高传输速率高于阀基控制设备与子模块的传输速率。

所述光纤收发器为半双工方式的光纤收发器。所述光纤收发器包括光模块、分别支持光纤接口及电接口的以太网的交换芯片、带隔离的电以太网接口、USB供电接口和电源适配芯片，USB供电接口提供+5V的电源，+5V电源通过电源适配芯片产生3.3V及2.5V的电源分别供给光模块、交换芯片及电以太网接口。

所述步骤2中，铺设的光纤两端分别连接阀基控制设备与子模块。所述光纤为多模光纤。

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：设计双向传输协议，其中，子模块采取触发召唤应答的协议，即一旦发现了阀基控制器的通信召唤，则就在某个固定的延时后将子模块自身的信息发送向阀基控制设备；在此期间阀基控制设备则停止下发，等待接收子模块的数据；

步骤3-2：按照设计的双向传输协议，重复采取触发召唤应答的协议利用单根光纤进行双向通信，实现阀基控制设备与子模块的信息交互。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、所提出的分时复用的召唤应答通信协议，可以提高光纤的通信效率，避免了收发同时出现，为实现单纤双向通信提供了可能性。

2、所提出的采用单纤双向收发器方法，将工程中光纤数量和收发器数量均减少一半，从而可以降低成本，减少工作量，节省空间，同时便于维护。

4、所提出的基于分时复用和单纤双向收发器的方式，由于减少了元件数量，从而提高了阀整体可靠性。