關(guān)于電力線通信技術(shù)
 

　　常規(guī)的電力線通信技術(shù)是在已有的電力線路上，加載經(jīng)過調(diào)制的高頻載波信號(hào)進(jìn)行通信。因此，電力線通信通常稱之為電力線載波通信(PowerLineCarrier-PLC)。其原理與普通無線電通信的原理類似，只是載波信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ朗请娏€路，如下圖所示：
 

　　關(guān)于低壓電力線通信技術(shù)
 

　　從所使用的載波信號(hào)頻率、頻帶寬度和數(shù)據(jù)傳輸速率角度劃分，低壓電力線通信技術(shù)分為窄帶電力線通信技術(shù)與寬帶電力線通信技術(shù)。
 

　　低壓電力線窄帶載波通信技術(shù)
 

　　低壓電力線窄帶載波通信技術(shù)用于采集系統(tǒng)，應(yīng)用時(shí)間較早，規(guī)模大。近年來，隨著低壓電力線載波通信技術(shù)逐步完善，國(guó)內(nèi)有十余家(東軟、鼎信、曉程、彌亞微、瑞斯康、力合微等)企業(yè)專注于技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，采用的技術(shù)主要有擴(kuò)頻加窄帶頻移鍵控(FSK)、擴(kuò)頻加窄帶相移鍵控(PSK)、正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)等，在用電信息采集、智能家居能源管理、樓宇監(jiān)視和路燈控制等領(lǐng)域均有大規(guī)模的應(yīng)用。
 

　　目前低壓電力線窄帶載波通信是國(guó)家電網(wǎng)公司采集系統(tǒng)中主要的本地通信方式，所占比例高達(dá)70%以上。
 

　　低壓電力線寬帶載波通信技術(shù)
 

　　因?yàn)閲?guó)外電力線寬帶載波芯片研究較早，而且主要是基于互聯(lián)網(wǎng)接入，智能家居等應(yīng)用，因此芯片的傳輸速率較大，有 224Mbps、200Mbps 等。但是缺點(diǎn)也很明顯，就是芯片的功耗比較大。因此早期的寬帶電力線載波有幾個(gè)特點(diǎn)制約了它的推廣，就是國(guó)外芯片的價(jià)格較高，第二是應(yīng)用場(chǎng)景的不同致使它在國(guó)內(nèi)用電信息采集應(yīng)用中只能采用半載波的方式，傳輸節(jié)點(diǎn)增加了一環(huán)，而且 485 線的鋪設(shè)在工程實(shí)施上更為復(fù)雜。幾個(gè)特點(diǎn)致使早期的寬帶載波推廣僅進(jìn)行了幾十萬用戶的建設(shè)。
 

　　近幾年，低壓電力線寬帶通信技術(shù)得到了發(fā)展，在電力線寬帶接入和基于電力線寬帶的用電信息采集等方面都有了較為成熟的應(yīng)用。
 

　　按照在采集系統(tǒng)中的應(yīng)用方式主要?jiǎng)澐譃槿d波方式、半載波方式和混合方式等3種方式。
 

　　(1)全載波方式由集中器、載波電能表組成。
 

　　這種方式下，在臺(tái)區(qū)變壓器供電范圍內(nèi)，集中器與電能表之間直接通過電力線載波方式進(jìn)行通信。無需采集終端，不需要再敷設(shè)專用通信線路，不需要勘測(cè)、調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
 

　　一般工作流程：集中器通過自動(dòng)組網(wǎng)方式(包括主從式和分布式)與此集中器范圍內(nèi)的載波電能表建立完整的路由關(guān)系。每日集中器定時(shí)發(fā)出抄收數(shù)據(jù)命令，通過低壓電力線按照當(dāng)前的路由表與此集中器范圍內(nèi)的載波電能表通信，獲取電能表的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。當(dāng)有點(diǎn)抄任務(wù)時(shí)，集中器根據(jù)主站點(diǎn)抄命令與指定電能表按照當(dāng)前路由表進(jìn)行通信，獲取電能表的相應(yīng)數(shù)據(jù)。
 

　　適用范圍：適用于大部分情況。
 

　　(2)半載波方式由集中器、采集器和485電能表組成。
 

　　半載波方式下，集中器和采集器(載波型采集終端)通過載波方式通信，采集器和電能表之間通過RS485連接，需要額外敷設(shè)RS485專用通信線路。
 

　　一般工作流程：集中器通過自動(dòng)組網(wǎng)方式(包括主從式和分布式)與此集中器范圍內(nèi)的采集器(采集終端)建立完整的路由關(guān)系。每日集中器定時(shí)發(fā)出抄收數(shù)據(jù)命令，通過低壓電力線按照當(dāng)前的路由表與此集中器范圍內(nèi)采集器通信，然后采集器通過RS485總線與485電能表進(jìn)行通信，獲取線上電能表的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。當(dāng)有點(diǎn)抄任務(wù)時(shí)，集中器根據(jù)主站點(diǎn)抄命令按照當(dāng)前路由表與指定采集器進(jìn)行通信，然后采集器與指定電能表通過RS485專線進(jìn)行通信，獲取電能表的相應(yīng)數(shù)據(jù)。
 

　　適用范圍：由于系統(tǒng)需要敷設(shè)RS485通訊線路，所以適用于那些電能表集中安裝、容易或允許敷設(shè)RS485的新建或規(guī)范的住宅小區(qū)。
 

　　(3)混合方式一部分電能表通過全載波方式與集中器進(jìn)行通信，另有一部分電能表通過半載波方式與集中器進(jìn)行通信。
 

　　混合方式根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況不同，對(duì)于集中安裝的電能表，表箱旁邊安裝載波型采集器(采集終端)，采集器與電能表之間通過RS485總線方式進(jìn)行連接;對(duì)于用戶電能表分散安裝，或因樓宇之間不允許安裝RS485通信線等情況的電能表，直接安裝載波電能表;組網(wǎng)后的一般工作流程與上述兩種基本方式類似。
 

　　(4)三種方式的比較：
 

　　1)全載波方式的優(yōu)勢(shì)是無需布線、易安裝、易維護(hù)，但成本相對(duì)高一些;
 

　　2)半載波方式的優(yōu)勢(shì)是安裝設(shè)備量少，成本相對(duì)較低，但需專門布線，安裝施工難度和維護(hù)工作量多一些;
 

　　3)混合方式的優(yōu)勢(shì)是應(yīng)用靈活，能夠解決全載和半載混合模式的臺(tái)區(qū)，但施工難度相對(duì)較大，管理起來復(fù)雜得多。
 

　　應(yīng)用情況
 

　　載波通信方式成為低壓集抄系統(tǒng)建設(shè)的，在國(guó)網(wǎng)采集系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，按照統(tǒng)計(jì)情況分析，載波通信方式在部分地區(qū)日抄表成功率未達(dá)到95%。在實(shí)際應(yīng)用中還有如下總體特點(diǎn)：
 

　　1)不受金屬箱體屏蔽的影響;
 

　　2)不受鋼混建筑物的影響;
 

　　3)不同變壓器供電范圍之間基本不受影響;
 

　　4)不需要人工干預(yù)，例如具備自動(dòng)路由、自恢復(fù)等功能;
 

　　5)系統(tǒng)運(yùn)維量少。
 

　　目前除了采集系統(tǒng)，電力線載波通信技術(shù)涉及到的其他應(yīng)用領(lǐng)域還有：
 

　　(1)路燈控制系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制、故障監(jiān)測(cè)、節(jié)能控制等;
 

　　(2)智能家居：家用電器只需接上電源就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上控制和互聯(lián);
 

　　(3)樓宇控制和智能化小區(qū)：通過電力線載波通信方式對(duì)高層樓宇用電、小區(qū)公共照明等進(jìn)行遠(yuǎn)程智能化管理;
 

　　(4)光伏能源接入：利用電力線載波通信進(jìn)行分布式光伏發(fā)電逆變控制和管理等;
 

　　(5)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)、公共信息顯示系統(tǒng)、安全防盜及消防報(bào)警系統(tǒng)等應(yīng)用。
 

　　發(fā)展展望：
 

　　目前國(guó)家電網(wǎng)公司采集系統(tǒng)中主要的本地通信方式是低壓電力線載波通信技術(shù)，也有部分地區(qū)使用微功率無線，從發(fā)展形勢(shì)看，低壓電力線載波通訊很可能長(zhǎng)期占據(jù)主要本地通信方式。當(dāng)然，隨著用電信息采集系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用不斷深化和多專業(yè)功能支撐的拓展，可能在通信速率、穩(wěn)定性方面提出更高的要求，很多行業(yè)人士看好高速的低壓電力線載波通信技術(shù)！