Estudo de caso sobre o enlace de amplificação óptica de 1.25G / 220km entre uma estação de polo em Lin'an (Hangzhou) e uma estaçãoconversora em Shangyu (Shaoxing)

Antecedentes do Projeto

O Projeto de Transmissão UHVDC de ±800kV Gansu-Zhejiang é uma iniciativa nacional fundamental da estratégia de Transmissão de Energia do Oeste para o Leste. Como uma unidade de suporte crítico do projeto de polo de aterramento do projeto da estação conversora de Yuezhou ±800kV, um enlace de transmissão óptica de ultra longa distância de aproximadamente 220km precisa ser construído entre uma estação de polo em Lin'an, Hangzhou e uma estação conversora em Shangyu, Shaoxing. O enlace transporta serviços de energia essenciais, incluindo controle e proteção de CC, registro de falhas, aquisição de dados síncronos e alarme de incêndio, fornecendo uma base de comunicação confiável para a operação estável do sistema UHVDC.

Implantado com fibra óptica monomodo G.652D, o enlace apresenta uma perda total de projeto de até 52dB. Equipamentos de transmissão óptica convencionais não conseguem cobrir diretamente uma distância de transmissão de 220km. Portanto, este projeto adota uma solução combinada de Amplificador de Fibra Dicionada por Érbio (EDFA) e unidades transponder ópticas OTU para alcançar a transmissão de sinal de longa distância de 1.25G e garantir a entrega estável de múltiplos serviços de energia secundários.

Estação de polo em Lin'an (Hangzhou)

Estação conversora em Shangyu (Shaoxing)

Design da Solução do Sistema

O projeto implanta múltiplos enlaces de transmissão de serviços com equipamento de chassi montado em cartão. Fontes de alimentação duplas são configuradas para garantir a segurança da fonte de alimentação, e um sistema de gerenciamento de rede de suporte permite o monitoramento em tempo real do status de operação do equipamento e dos parâmetros do caminho óptico. Nossa empresa projetou três esquemas de transmissão de serviços (conforme abaixo) para diferentes tipos de serviços de energia, totalizando 15 enlaces de serviços, cobrindo serviços críticos como proteção, controle, registro de falhas, aquisição de dados e alarme de incêndio.

1. Enlace direto amplificado de longa distância: módulos ópticos funcionam com amplificadores EDFA para alcançar a transmissão transparente de longa distância de serviços de comutação;

2. Enlace amplificado bidirecional de fibra única: o canal de serviço principal deste projeto, adotando transmissão de comprimento de onda bidirecional de fibra única para transportar serviços principais de controle-proteção e registro de falhas UHVDC;

3. Enlace de extensão de conversão fotoelétrica: realiza a transmissão de longa distância entre estações de serviços Ethernet de alarme de incêndio.

Todos os chassis são implantados com uma arquitetura de hardware compacta, e o gerenciamento de rede baseado na Web facilita a equipe de operação e manutenção no local para monitorar o status do equipamento em tempo real.

Implementação e Comissionamento no Local

O comissionamento no local foi realizado conforme o programado, em estrita conformidade com os procedimentos de implementação de engenharia de energia, abrangendo tarefas de processo completo, incluindo montagem em rack de equipamentos, instalação de cartões, roteamento de fibra óptica, sintonia de caminhos ópticos, configuração de gerenciamento de rede e depuração conjunta de serviços.

As especificações de seleção de jumpers de fibra foram rigorosamente aplicadas durante a implementação para garantir a correspondência adequada do caminho óptico. Após a implantação do hardware, a calibração da potência óptica foi realizada para cada amplificador EDFA para garantir uma saída estável, e os dados de monitoramento DDM das placas OTU foram lidos para verificar indicadores-chave, como potência óptica do transmissor/receptor e temperatura do módulo.

Uma abordagem de teste hierárquica foi adotada: testes de loop-back do lado da linha foram realizados primeiro para verificar o caminho óptico do hardware, e os dispositivos de serviço secundário foram então conectados canal por canal. Combinado com o status de alarme de gerenciamento de rede e dados de serviço de backend, cada canal foi validado canal por canal para garantir a conformidade após o comissionamento.

Fotos parciais do equipamento no local são as seguintes:

Fig. 1 Equipamento amplificador na estação de polo de Guanyincun (no local)

Fig. 2 Equipamento de comutação na estação de polo de Guanyincun (no local)

Fig. 3 Equipamento amplificador na estação conversora de Shangyu (no local)

Fig. 4 Equipamento de comutação na estação conversora de Shangyu (no local)

Resultados Principais dos Testes

Após o comissionamento do sistema, todo o conjunto de equipamentos opera de forma estável com margem de potência óptica suficiente, e todos os indicadores atendem aos padrões de comunicação de energia UHVDC.

- As unidades de amplificador óptico EDFA operam de forma estável, com potência óptica de saída atendendo aos valores de projeto, sem alarmes nas placas e compensação eficaz para a perda de cabos ópticos de longa distância;

- As unidades transponder ópticas OTU mantêm margem adequada de potência óptica de recebimento, com temperatura normal do módulo e sem alarmes de equipamentos;

- Todos os canais de serviço são ativados com sucesso. Controle e proteção de CC, registro de falhas, alarme de incêndio e outros serviços transmitem estavelmente, com indicadores de taxa de erro de bit atendendo às especificações de comunicação de energia. O sistema de transmissão óptica de ultra longa distância entrou oficialmente em serviço.

Valor do Caso

Este projeto atinge com sucesso a transmissão estável de serviços de energia em um enlace de alta perda e ultra longa distância de 220km, validando a praticidade de engenharia da solução de amplificação óptica EDFA + OTU para cenários de comunicação de suporte de polo de aterramento UHVDC. O sistema pode transportar simultaneamente múltiplos serviços de energia, incluindo proteção, controle, registro de falhas e alarme de incêndio, e é equipado com gerenciamento de rede visualizado para facilitar a operação e manutenção posteriores.

A entrega suave do projeto estabelece uma referência de engenharia de alta qualidade para a construção de comunicação de energia de ultra longa distância de projetos UHVDC domésticos, fornece referência prática madura e replicável para projetos subsequentes de comunicação de energia de longa distância semelhantes e apoia fortemente o comissionamento e a operação programados do projeto UHVDC Gansu-Zhejiang.