臨安（杭州）の極所局と上虞（紹興）の変換所間の 1.25G / 220km 光増幅リンクに関する事例研究

プロジェクトの背景

甘粛-浙江 ±800kV 特高圧直流送電（UHVDC）プロジェクトは、「西電東送」戦略における国家の主要なイニシアチブです。越州 ±800kV 変換所プロジェクトの接地極プロジェクトの重要な支援ユニットとして、杭州市臨安の極所局と紹興市上虞の変換所との間に約 220km の超長距離光伝送リンクを構築する必要があります。このリンクは、DC制御・保護、故障記録、同期データ収集、火災警報などの主要な電力サービスを伝送し、UHVDCシステムの安定運用に向けた信頼性の高い通信基盤を提供します。

G.652D シングルモード光ファイバーを使用して展開されたこのリンクは、最大 52dB の総設計損失を特徴としています。従来の光伝送機器では、220km の伝送距離を直接カバーすることはできません。そのため、本プロジェクトでは、エルビウム添加光ファイバー増幅器（EDFA）とOTU光トランスポンダユニットの組み合わせソリューションを採用し、1.25G の長距離信号伝送を実現し、複数の電力二次サービスの安定した配信を保証しています。

臨安（杭州）の極所局

上虞（紹興）の変換所

システムソリューション設計

本プロジェクトでは、カード実装型シャーシ機器を使用して複数のサービス伝送リンクを展開しています。電源の安全性を確保するために二重電源が構成され、サポートするネットワーク管理システムにより、機器の稼働状況や光パスパラメータのリアルタイム監視が可能になります。当社は、さまざまな電力サービスの種類に合わせて3つのサービス伝送スキーム（以下の通り）を設計し、保護、制御、故障記録、データ収集、火災警報などの重要なサービスを網羅する合計 15 のサービスリンクを構築しました。

1. 長距離増幅ダイレクトリンク：光モジュールが EDFA 増幅器と連携して、スイッチサービスの長距離透過型伝送を実現；

2. 単一ファイバー双方向増幅リンク：本プロジェクトのコアサービスチャネルであり、単一ファイバー双方向波長伝送を採用して、コアの UHVDC 制御・保護および故障記録サービスを伝送します；

3. 光電変換拡張リンク：火災警報イーサネットサービスの局間長距離伝送を実現します。

すべてのシャーシはコンパクトなハードウェアアーキテクチャで展開されており、Web ベースのネットワーク管理により、現場の運用・保守スタッフが機器の状態をリアルタイムで監視しやすくなっています。

現場での実装とコミッショニング

現場でのコミッショニングは、電力エンジニアリングの実装手順に厳密に従って予定どおりに実施され、機器のラックマウント、カードの取り付け、光ファイバーの配線、光パスの調整、ネットワーク管理の構成、サービスの共同デバッグを含む全プロセスのタスクをカバーしました。

適切な光パスの整合性を保証するために、実装中にファイバージャンパーの選択仕様が厳格に適用されました。ハードウェアの展開後、各 EDFA 増幅器の光パワー校正を実行して安定した出力を確保し、OTU ボードからの DDM 監視データを読み取って、送信機/受信機の光パワーやモジュール温度などの主要な指標を検証しました。

階層型テストアプローチが採用されました。まずライン側ループバックテストを実行してハードウェア光パスを検証し、その後、二次サービスデバイスをチャネルごとに接続しました。ネットワーク管理のアラームステータスとバックエンドのサービスデータと組み合わせることで、各チャネルをチャネルごとに検証し、コミッショニング時のコンプライアンスを確保しました。

現場の機器の写真の一部は以下の通りです：

図1 観音村極所局の増幅器機器（現場）

図2 観音村極所局のスイッチ機器（現場）

図3 上虞変換所の増幅器機器（現場）

図4 上虞変換所のスイッチ機器（現場）

主なテスト結果

システムのコミッショニング後、機器セット全体が十分な光パワーマージンを持って安定して動作し、すべての指標が UHVDC 電力通信規格を満たしています。

- EDFA 光増幅器ユニットは安定して動作し、出力光パワーは設計値を満たし、ボード上のアラームはなく、長距離光ケーブルの損失の効果的な補償が行われています；

- OTU 光トランスポンダユニットは、十分な受信光パワーマージンを維持し、モジュール温度は正常で、機器のアラームはありません；

- すべてのサービスチャネルが正常にアクティブ化されました。DC 制御・保護、故障記録、火災警報などのサービスが安定して伝送され、ビット誤り率の指標は電力通信の仕様を満たしています。超長距離光伝送システムが正式に稼働を開始しました。

事例の価値

本プロジェクトは、220km の超長距離高損失リンクを介した電力サービスの安定した伝送に成功し、UHVDC 接地極支援通信シナリオにおける EDFA + OTU 光増幅ソリューションのエンジニアリング上の実用性を検証しました。このシステムは、保護、制御、故障記録、火災警報を含む複数の電力サービスを同時に伝送でき、視覚化されたネットワーク管理を備えており、その後の運用・保守を容易にします。

プロジェクトの円滑な引き渡しは、国内の UHVDC プロジェクトの超長距離電力通信建設の高品質なエンジニアリングベンチマークを確立し、後続の同様の長距離電力通信プロジェクトに成熟した再現可能な実用的リファレンスを提供し、甘粛-浙江 UHVDC プロジェクトの予定通りのコミッショニングと運用の強力なサポートとなります。