電力線載波通信技術(shù)在用電信息采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、電力線載波通信技術(shù)在用電信 息采集系統(tǒng)中的應(yīng)用【】電力線載波通信技術(shù)在用電信息采集系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：我國現(xiàn)階段正在大力建設(shè)智能電網(wǎng)， 用電 信息采集系統(tǒng)也在全國各地大規(guī)模建設(shè)。 電力載 波通信技術(shù)以其可靠性、 經(jīng)濟(jì)性等方面的突出優(yōu) 勢，在用電信息平臺與系統(tǒng)建設(shè)方面被廣泛運 用。本文主要闡釋了智能電網(wǎng)相關(guān)概念、 電力載 波技術(shù)的工作原理和在用電信息采集平臺與系 統(tǒng)運行當(dāng)中發(fā)揮的作用等內(nèi)容， 希望給相關(guān)領(lǐng)域 的理論研究與實踐運用提供一些理論參考。 關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電力載波通信技術(shù)；電力信 息采集Application of power line carrier communication tec

2、hnology in electric information acquisition systemWu DaopingHubei power supply company, Yunxi power supply company, Yunxi Hubei 442600, China Abstract: at this stage, China is vigorously building a smart grid, power consumption information collection system is also alarge-scale construction througho

3、ut the country. Power carrier communication technology has been widely used in the field of power information platform and system construction, with its outstanding advantages in reliability,economyand so on.This paper mainly explains the smart grid concept, power line carrier technology working pri

4、nciple and play in the electricity information acquisition platform and system operation effect, hope to related fields of theoretical research and practice used to provide some theoretical reference.Key words: smart grid; power line carrier communication technology; power information collection電力事業(yè)

5、是我國經(jīng)濟(jì)社會中比較重要的組 成部分， 對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要影響。 經(jīng)過在 長期發(fā)展，電力事業(yè)已經(jīng)取得了比較卓越的成 就。但是由于電表用戶量不斷， 用電信息采集管 理作業(yè)迎來了新挑戰(zhàn)，之前的人工抄表方式已經(jīng) 不能滿足電力企業(yè)的實際發(fā)展， 在這種背景下， 用電信息采集系統(tǒng)的運用是大勢所趨。電力載波 通信技術(shù)克服了許多難題，將現(xiàn)有電力線路充分 高效利用起來，實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的高速傳播。隨 著電力線載波通信產(chǎn)品的廣泛使用，不同載波方 案技術(shù)特點缺乏系統(tǒng)性研究，也缺乏不同產(chǎn)品之 間的橫向?qū)Ρ龋虼搜芯款I(lǐng)域要加強(qiáng)這方面的探 索。1電力線載波通信技術(shù)及基本原理 1.1電力線載波通信技術(shù)作業(yè)原理電力線載波通

6、信技術(shù)是一種直接將電力線 路作為電力通信線路完成通信作業(yè)的信道， 可以 將其簡單理解為保證電力線路正常運行的通信 信道，可以完成信號調(diào)制到高頻載波的一種通信 形式1。電力線載波通信技術(shù)最初于20世紀(jì)20 年代初期發(fā)展，以其傳輸通道的可靠性、路由的 合理性和通信方式的經(jīng)濟(jì)性，得到了人們廣泛的 認(rèn)可與運用。按照運用領(lǐng)域的差異，載波通信技 術(shù)可分為高壓、中壓和低壓載波，本文僅對低壓 載波進(jìn)行研究分析。圖1電力線載波通信技術(shù)（低壓）工作原理如圖1所示，電力載波通信（低壓）由五個 部分組成：信號處理器可以向電力線載發(fā)送很多 具有可以進(jìn)行數(shù)據(jù)控制的信號，而且可以接受發(fā) 射返回回來的信號，是信息數(shù)據(jù)的代碼信

7、號；調(diào) 制解調(diào)器進(jìn)行頻譜搬移，將頻譜移動至合理位 置，從而將解調(diào)器信號轉(zhuǎn)換為已經(jīng)調(diào)信號； 由于 電力衰減的幅度非常大，所以提高低壓載波通信 性能非常必要，這一任務(wù)由信號放大路由通過信 號幅度放大來完成；要使系統(tǒng)抗干擾能力提高， 就要運用耦合電路將已調(diào)信號耦合至電力線， 將 電力網(wǎng)與電路分離；低壓電力網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)載波模塊 的傳輸。1.2電力線載波通信特點電力載波通信（低壓）具有如下特點：分布 不均勻的低壓電線導(dǎo)致信號表現(xiàn)出很強(qiáng)的時變 性、配電網(wǎng)中復(fù)雜的負(fù)荷情況導(dǎo)致的頻率選擇 性、脈沖干擾導(dǎo)致大幅度的信號衰減。電力線載 波通信技術(shù)（低壓）通常分為傳統(tǒng)的頻帶傳輸和 擴(kuò)頻通信技術(shù)。傳統(tǒng)頻帶傳輸技術(shù)主要利用

8、相位 鍵控、幅值鍵控、 頻率鍵控以及相關(guān)派生調(diào)制技 等 調(diào) 位 置 技 術(shù) 進(jìn) 行 操 作 2 。 直 接 序 列 擴(kuò) 頻(DSSS、線性調(diào)頻(Chirp )和正交頻分復(fù)用 (OFDM等技術(shù)是人們經(jīng)常使用的擴(kuò)頻技術(shù)。2 在用電信息采集系統(tǒng)中應(yīng)用載波通信技術(shù) 利用無線、光纖和電力載波等多種通信手 段，將用電信息采集 建構(gòu)了一種將采集器、 智能 表、集中器等設(shè)備的互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)， 從而實現(xiàn) 數(shù)據(jù)信息的快速傳輸、控制遠(yuǎn)程家電等目標(biāo)。2.1 用電采集系統(tǒng)介紹 我國目前絕大多數(shù)居民生活用電采用一戶 一表模式，相關(guān)部門電力管理多采取抄表模式。 隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展， 這種管理模式的弊端 也日漸顯現(xiàn)， 因

9、此自動抄表技術(shù)是大勢所趨。 為 了使建立一套覆蓋面廣的電力數(shù)據(jù)信息采集的 平臺，相關(guān)部門與專家對 DL/T698 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修 改，標(biāo)準(zhǔn)更名為電能信息采集與管理系統(tǒng) ， 修改后管理體統(tǒng)分為九個部分。 具體操作如下 圖 1 所示。電能表電能表電能表監(jiān)控設(shè)備電能表監(jiān)控設(shè)備電能表電能表電能表電能表現(xiàn)場監(jiān)控 設(shè)備圖1修訂后管理體系內(nèi)容Z2載波通信技術(shù)在用電信息釆集系統(tǒng)中的應(yīng)用 在用電信息采集系統(tǒng)中運用載波通信技術(shù) （低壓）可分為技術(shù)研究、少量試點、大規(guī)模試 點、大規(guī)模使用四個環(huán)節(jié)。技術(shù)研究階段（1980-2002）：在這段時間中, 很多公司企業(yè)都對載波通信技術(shù)進(jìn)行了大量深 入研究。嘗試了 FSK、PS

10、K等調(diào)試方法和窄帶、 擴(kuò)頻通信頻帶?？偠灾?，都是希望實現(xiàn)集中器 與臺區(qū)內(nèi)全部電能表穩(wěn)定可靠的對點通信，然而 研究結(jié)果表明在目前的科學(xué)技術(shù)條件下這種思 路是無法實現(xiàn)的。少量試點階段（2002年到2006年）：該階段已經(jīng)認(rèn)識到無法實現(xiàn)點對點直接通信，很很多 研究機(jī)構(gòu)開始將自動中繼技術(shù)作為研究重點，經(jīng) 過研究人員的不斷鉆研，終于在自動中中繼技術(shù) 研究取得了顯效成就，提高了電力抄收的成功 率。此階段進(jìn)行的試點作業(yè)非常多，均取得了令 人滿意的效果。大規(guī)模試點階段（2006年至今），低壓集抄 技術(shù)不論是從技術(shù)還是市場方面都受到了很多 關(guān)注。技術(shù)層面，大量涌現(xiàn)了各種無線、播載技 術(shù)。市場層面，不少省市開始

11、制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和創(chuàng) 造技術(shù)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測工作，國際需求也很旺盛。大規(guī)模試用階段：相關(guān)部門與2009年制定 頒布新的電力管理標(biāo)準(zhǔn)對定義了低壓集中抄表 終端的型式，而且利用電力用戶用電通信協(xié)議等 文件規(guī)范了低壓集中抄表終端上下通訊協(xié)議。新標(biāo)準(zhǔn)使得電力信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)展成的電力線 載波通訊產(chǎn)品都得到了廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為系統(tǒng) 技術(shù)中的核心部分。3載波產(chǎn)品在用電信息釆集中的運用實驗室模擬 測試實驗選取在載波領(lǐng)域有代表性的A、B、C、D公司，這四家公司主要技術(shù)指標(biāo)見表1。測試 包括實驗?zāi)M、實驗室通信性能測試和自動上報功能測試表1測評企業(yè)產(chǎn)品信息表廠家AE5 CD載波通 信技術(shù)FSKFSKPSKPSK中心頻率4

12、21KHz270KHz120KHz132KHz測試步驟包括：無干擾和衰減情況下的測試 和+50dB的衰減測試。兩步驟具體方法一致，即 運用一個集中器、三十個電能表，構(gòu)筑一個波載 通信平臺，運用這個系統(tǒng)進(jìn)行抄表穩(wěn)定性和正確 性的。測試結(jié)果處理如下：計算每次抄表成功率和 抄表數(shù)據(jù)信息的正確率。測試結(jié)果分析：如表2、 表3所示：表2抄讀成功率 統(tǒng)計表成功抄讀表 計數(shù)量走線 方式AECD1次2次1次2次1次2次1次2次入地電 纜3030303030303030混合走3303033030303線方式000架空線33030300303路000表3抄讀數(shù)據(jù)正確率廠抄表準(zhǔn)確率統(tǒng)計家123456789次次次次次

13、次次次次A.10101010101010100100%0%0%0%0%0%0%0%B10101010101010100100%0%0%0%0%0%0%0%C:10101010101010100100%0%0%0%0%0%0%0%D)10101010101010100100%0%0%0%0%0%0%0%從上述國內(nèi)主要載波產(chǎn)品實驗?zāi)M測試和通信性能測試中可看出，F(xiàn)SK調(diào)制方法和載波頻 率較高的方法在國內(nèi)外眾多電網(wǎng)研究和應(yīng)用中 均取得了很好的效果，促進(jìn)了電力用電信息采集系統(tǒng)的發(fā)展，抄收效果較好44 結(jié)束語 我國電網(wǎng)建設(shè)越來越朝著智能化的方向發(fā) 展，用電信息采集平臺和系統(tǒng)運用也越來越普 遍，電力線載波通信技術(shù)作為用電信息采集系統(tǒng) 通信通道的最后也是最關(guān)鍵一個環(huán)節(jié)， 得到了廣 泛認(rèn)可與運用， 成為了智能電網(wǎng)建設(shè)的重點。 因 此對電力線載波通信技術(shù)進(jìn)行深入研究不僅具 有現(xiàn)實意義，而且對電力線載波通信技術(shù)了未來 發(fā)展方向做出了指引。參考文獻(xiàn)1 徐偉,王斌, 姜元建. 低壓電力線載波通信技 術(shù)在用電