Estudio de caso sobre enlace de amplificación óptica de 1.25G / 220km entre una estación de sitio polar en Lin'an (Hangzhou) y una estación conversora en Shangyu (Shaoxing)

Antecedentes del proyecto

El proyecto de transmisión UHVDC de ±800kV Gansu-Zhejiang es una iniciativa nacional clave de la estrategia de transmisión de energía del oeste al este. Como unidad de apoyo fundamental del proyecto del polo de puesta a tierra del proyecto de la estación conversora de ±800kV de Yuezhou, es necesario construir un enlace de transmisión óptica de ultra larga distancia de aproximadamente 220km entre una estación de sitio polar en Lin'an, Hangzhou y una estación conversora en Shangyu, Shaoxing. El enlace transporta servicios eléctricos clave, incluidos control y protección de CC, registro de fallas, adquisición de datos sincrónicos y alarma contra incendios, proporcionando una base de comunicación confiable para el funcionamiento estable del sistema UHVDC.

Desplegado con fibra óptica monomodo G.652D, el enlace presenta una pérdida total de diseño de hasta 52dB. Los equipos de transmisión óptica convencionales no pueden cubrir directamente una distancia de transmisión de 220km. Por lo tanto, este proyecto adopta una solución combinada de amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) y unidades transpondedoras ópticas OTU para lograr la transmisión de señales de larga distancia a 1.25G y garantizar la entrega estable de múltiples servicios de energía secundarios.

Estación de sitio polar en Lin'an (Hangzhou)

Estación conversora en Shangyu (Shaoxing)

Diseño de la solución del sistema

El proyecto implementa múltiples enlaces de transmisión de servicios con equipos de chasis montados en tarjetas. Se configuran fuentes de alimentación duales para garantizar la seguridad del suministro eléctrico, y un sistema de gestión de red de soporte permite el monitoreo en tiempo real del estado de funcionamiento de los equipos y los parámetros de la ruta óptica. Nuestra empresa ha diseñado tres esquemas de transmisión de servicios (como se muestra a continuación) para diferentes tipos de servicios de energía, con un total de 15 enlaces de servicio, que cubren servicios críticos como protección, control, registro de fallas, adquisición de datos y alarma contra incendios.

1. Enlace directo amplificado de larga distancia: los módulos ópticos funcionan con amplificadores EDFA para lograr la transmisión transparente a larga distancia de los servicios de conmutación;

2. Enlace amplificado bidireccional de fibra única: el canal de servicio central de este proyecto, que adopta transmisión de longitud de onda bidireccional de fibra única para transportar los servicios principales de control-protección y registro de fallas de UHVDC;

3. Enlace de extensión de conversión fotoeléctrica: realiza la transmisión de larga distancia entre estaciones de los servicios Ethernet de alarma contra incendios.

Todos los chasis se implementan con una arquitectura de hardware compacta, y la gestión de red basada en web facilita que el personal de operación y mantenimiento en el sitio supervise el estado de los equipos en tiempo real.

Implementación y puesta en marcha en el sitio

La puesta en marcha en el sitio se llevó a cabo según lo programado en estricto cumplimiento de los procedimientos de implementación de ingeniería eléctrica, abarcando tareas de proceso completo que incluyen montaje en bastidor de equipos, instalación de tarjetas, enrutamiento de fibra óptica, sintonización de ruta óptica, configuración de gestión de red y depuración conjunta de servicios.

Las especificaciones de selección de puentes de fibra se aplicaron estrictamente durante la implementación para garantizar la coincidencia adecuada de la ruta óptica. Después del despliegue del hardware, se realizó la calibración de la potencia óptica para cada amplificador EDFA para garantizar una salida estable, y se leyeron los datos de monitoreo DDM de las tarjetas OTU para verificar indicadores clave como la potencia óptica del transmisor/receptor y la temperatura del módulo.

Se adoptó un enfoque de prueba jerárquico: primero se realizaron pruebas de bucle invertido en el lado de la línea para verificar la ruta óptica del hardware, y luego se conectaron los dispositivos de servicio secundario canal por canal. Combinado con el estado de alarma de gestión de red y los datos de servicio de back-end, cada canal se validó canal por canal para garantizar el cumplimiento al momento de la puesta en marcha.

Las fotos parciales de los equipos en el sitio son las siguientes:

Fig. 1 Equipo amplificador en la estación de sitio polar de Guanyincun (en el sitio)

Fig. 2 Equipo de conmutación en la estación de sitio polar de Guanyincun (en el sitio)

Fig. 3 Equipo amplificador en la estación conversora de Shangyu (en el sitio)

Fig. 4 Equipo de conmutación en la estación conversora de Shangyu (en el sitio)

Resultados clave de las pruebas

Una vez realizada la puesta en marcha del sistema, todo el conjunto de equipos funciona de manera estable con un margen de potencia óptica suficiente, y todos los indicadores cumplen con los estándares de comunicación de energía UHVDC.

- Las unidades de amplificadores ópticos EDFA funcionan de manera estable, con una potencia óptica de salida que cumple con los valores de diseño, sin alarmas en las tarjetas y con una compensación efectiva para la pérdida de cables ópticos de larga distancia;

- Las unidades transpondedoras ópticas OTU mantienen un margen de potencia óptica de recepción adecuado, con temperatura de módulo normal y sin alarmas de equipos;

- Todos los canales de servicio se activan con éxito. Los servicios de control y protección de CC, registro de fallas, alarma contra incendios y otros se transmiten de manera estable, con indicadores de tasa de error de bits que cumplen con las especificaciones de comunicación de energía. El sistema de transmisión óptica de ultra larga distancia ha entrado oficialmente en servicio.

Valor del caso

Este proyecto logra con éxito la transmisión estable de servicios de energía a través de un enlace de alta pérdida y ultra larga distancia de 220km, validando la viabilidad de ingeniería de la solución de amplificación óptica EDFA + OTU para escenarios de comunicación de apoyo de polos de puesta a tierra UHVDC. El sistema puede transportar simultáneamente múltiples servicios de energía, incluidos protección, control, registro de fallas y alarma contra incendios, y está equipado con una gestión de red visualizada para facilitar las operaciones y el mantenimiento posteriores.

La entrega sin contratiempos del proyecto establece un punto de referencia de ingeniería de alta calidad para la construcción de comunicaciones de energía de ultra larga distancia de proyectos UHVDC nacionales, proporciona una referencia práctica madura y replicable para proyectos de comunicación de energía de larga distancia similares posteriores, y apoya firmemente la puesta en marcha y operación programadas del proyecto UHVDC Gansu-Zhejiang.