电力线载波技术特点

电力线载波技术特点

电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。

但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用：

1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送；

2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输；

3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用；

4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据

传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用；

5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。

虽然技术问题随着时间的发展，最终都能被解决被克服，但是从目前国内宽带网建设的情况来看，留给PLC的时间和空间并不宽裕。2000年以来各大运营商大规模推出ADSL、光纤、无线网络等多种宽带接入业务，留给电力线上网的生存空间，已经不断被其他接入方式压缩。现在，PLC除了在远程抄表上有所应用外，已没有了当初的豪言壮语。

随着家庭智能系统这个话题的兴起，也给PLC带来了一个新的舞台。在目前的家庭智能系统中，以PC机为核心的家庭智能系统是最受人热捧的。该系统的观念就是，随着电脑的普及，可以将所有家用电器需要处理的数据都交给电脑来完成。这样就需要在家电与PC间构建一个数据传送网络，现在大家都看好无线，但是在家庭这个环境中，“墙多”这一特征严重影响着无线传输的质量，特别是在别墅和跃层式住宅中这一缺陷更加明显。如果架设专用有线网络除了增加成本，那么家电的位置今后也无法随意挪动。

PLC的最大特点：不需要重新架设网络，只要有电线，就

能进行数据传递，无疑成为了解决这智能家居数据传输的最佳方案之一。同时因为数据仅在家庭这个范围中传输，束缚PLC应用的5大困扰将不复存在，远程对家电的控制我们也能通过传统网络先连接到PC然后再控制家电方式实现，PLC调制解调模块的成本也远低于无线模块。

电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式近年来高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制已经进入了数字化时代并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业在这种形势下本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论阐明电力线载波通信的发展历程特点及技术关键

电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的它同电力系统的安全稳定控制系统调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱目前它更是电网调度自动化网络运营市场化和管理现代化的基础是确保电网安全稳定经济运行的重要手段是电力系统的重要基础设施由于电力通信网对通信的可靠性保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严

格的要求并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势因此世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网【1】长期以来电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络目前在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上多数已开通电力线载波通道【1】形成了庞大的电力线载波通信网该网络主要用于地市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信远动及综合自动化通道使用近年来随着光纤通信的发展电力线载波通信已从主导的电力通信方式改变为辅助通信方式但是由于我国电力通信发展水平的不平衡由于电力通信规程要求主要变电站必须具有两条以上不同通信方式的互为备用的通信信道由于电力线载波技术革新带来的新的载波功能以及由于昔日数量庞大的电力线载波机的更新换代都导致了电力线载波机虽然作为电力通信的辅助通信方式但是在全国仍然存在较大的市场需求全国共有约20家企业从事高压电力线载波机的开发和生产

中低压电力线载波的应用目前主要在10kV电力线作为配电网自动化系统的数据传输通道和在380/220V用户电网作为集中远方自动抄表系统的数据传输通道还有正在开发并取得阶段性成果的电力线上网高速MODEM的应用在这些方面10kV上的应用已达到了实用化成都一家公司开发的扩频载波数据传输装置(已通过质量检验【2】)在四川罗江县供电局已可靠运行达一年之久从事这类产品开发生产的企业全国约有几十家一旦市场全面形成竞

争将较为激烈作为自动集抄系统通道的载波应用目前已能够形成组网通信完成数据抄收功能但是由于用户电网的某些时变特性和突发噪声对数据传输的影响在技术上并未得到根本解决因此还存在着抄表盲区的问题这一问题目前一直阻碍电力载波通信技术在自动集抄系统应用的主要症结所在从事这类产品开发生产的企业全国至少有200家以上并且大多数都存在技术开发和工程并行的状况真正取得良好经济效益的只是少数企业在市场还未全面认同这种方式的可靠性的状况下其市场竞争已达到了白热化的程度这一现象应当引起有关单位的重视关于电力线上网的电力载波技术应用目前以中电飞华公司为代表已在北京开通了5个以上的实验小区取得了大量的第一手工程资料这是一个非常好的开端至于何时能够进入商业化生产和运营还需综合考虑技术性能成本核算和符合国家有关环境政策等方面的问题

电力线载波通信技术的发展在历史上经历了从模拟到数字的发展过程电力线载波通信技术出现于本世纪二十年代初期【3】它以电力线路为传输通道具有可靠性高投资少见效快与电网建设同步等得天独厚的优点在我国四十年代时已有日本生产的载波机在东北运行做为长距离电力调度的通信手段五六十年代我国开始研制自己的ZDD-1型电力线载波机未能实现产品化后经过不断改进形成了具有中国特色的ZDD-5型电力线载波机该设备为四用户两级调幅具有AGC自动增益控制控制电路和音频转接接口呼叫方式采用脉冲制式经改进后的ZDD-5A型机也能够复用远动

信号在我国六十年代到七十年代时期该机所代表的模拟制式电力线载波机得到了广泛应用七十年代时期我国模拟电力线载波机技术已趋成熟当时以ZDD-12ZJ-5ZBD-3机型为代表在技术指标上得到了较大地提高并成为我国应用时间最长的主流机型我们可将在此之前的载波机称为第一代载波机八十年代中期电力线载波技术开始了单片机和集成化的革命产生了小型化多功能的载波机如S-2载波机等在这一阶段主要的技术进步为单片机自动盘代替了三极管或布线逻辑的自动盘集成电路的调制器压扩器滤波器和AGC放大器代替了笨重多故障的模拟电路CMOSVMOS高频大功率管在功放电路中的应用等这一阶段的载波机可称之为第二代载波机到了九十年代中期以SNC-5电力线载波机为代表在国内首次采用了DSP数字信号处理技术将载波机音频至中频部分的信号处理使用DSP器件来完成实现了软件调制滤波限幅和自动增益控制这类载波机可称之为数字化电力线载波机划为第三代由此开始电力线载波业界进入了载波机的数字化革命阶段许多企业纷纷投入力量着力于数字电力线载波机的技术研究工作到了九十年代末期采用新西兰生产的M340数据复接器目前国内已有自主知识产权的同类产品结合电力线载波机的高频部分为一体的全数字多路复接的载波机问世这一成果提高了载波机的通信容量从根本上初步解决了载波机通信容量小的技术瓶颈问题从而为电力线载波市场带来了空前的机遇从市场上来看数字化和全数字载波机已占据了高压电力线载波机产品的大部分

市场模拟制式的电力线载波机销售量已开始萎缩除了特殊的应用场合外将趋于淘汰

电力线载波在10kV线路上的应用国外自50年代开始主要应用在中压电网的负荷控制领域大多为单向数据传输速率低有时小于10bit/s甚至更低并没有形成大规模的电力线载波通信服务产业国内在八十年代后期多数是直接使用小型化的集成电路农电载波机实现点对点通信也有个别采用窄带调频载波机的使用范围很受限制随着10kV线路通信需求的增长到了九十年代末出现了多种载波通信设备这些设备可采用不同的线路耦合方式如电容耦合变压器耦合低压耦合陶瓷电真空耦合及天线耦合等调制方式也在原来的FSK调制PSK调制音频注入工频调制过零点检测等方式的基础上开发了先进的扩频调制方式如DSS直接序列扩频FH跳频TH跳时交叉混合扩频CHIRP宽带线性调频OFDM正交频分多路复用等目前在国内使用的10kV电力线数据传输设备中使用最多的还是窄带调制设备主要是多信道PSK及FSK调制采用扩频方式的设备也已开始崭露头角随着市场的发展和技术的成熟扩频载波设备必将在电力线载波中压应用方面占有越来越重要的地位

电力线载波在380/220V用户配电网上的应用在九十年代后期之前只限于采用调幅或调频制式的载波电话机实现近距离的拨号通话也有采用专用的芯片实现近距离数据传输的我国大规模地开展用户配电网载波应用技术的研究是在2000年左右目前在自

动集抄系统中采用的载波通信方式有扩频窄带调频或调相在使用的设备中以窄带调制类型的设备为多数其主要原因可能是其成本低廉而电线上网的应用由于要求的速率至少需要达到512kbit/s10Mbit/s所以无一例外地采用扩频通信方式在各种扩频调制方式中由于采用正交频分多路复用技术(Orthogonal Frequency Division MultiplexingOFDM)调制具有突发模式的多信道传输较高的传输速率更有效的频谱利用率和较强的抗突发干扰噪声的能力再加上前向纠错交叉纠错自动重发和信道编码等技术来保证信息传输的稳定可靠因而成为电力线上网应用的主导通信方式

电力载波芯片

电力载波芯片ST7538及其应用 摘要：介绍一种最新推出的电力载波调制解调器芯片ST7538的基本原理，给出ST7538的主要控制电路和接口电路，讨论应用该芯片后些注意事项。 关键词：电力载波通信 ST7538 家庭网络工业网络 利用电力线作为通信介质的电力载波通信，具有极大的方便性、免维护性、即插即用等优点，在很多情况下是人们首选的通信方式。ST7538是最近SGSTHOMSON公司在电力载波芯片ST7536、ST7537基础上推出的又一款半双工、同步/异步FSK（调频）调制解调器芯片。该芯片是为家庭和工业领域电力线网络通信而设计的，与ST7536和ST7537相比，主要具有以下特点： *有8个工作频段，即：60kHz、66kHz、72kHz、76kHz、82.05kHz、86kHz、110k Hz和132.5kHz； *内部集成电力线驱动接口，并且提供电压控制和电流控制； *内部集成+5V线性电源，可对外提供100mA电流； *可编程通信速率高达4800bps； *提供过零检测功能； *具有看门狗功能； *集成了一个片内运算放大器； *内部含有一个具有可校验和的、24位可编程控制寄存器； *采用TQFP44封装。 可以看出，ST7538是一款功能强大的、单芯片电力线调制解调器。 图1 1 ST7538工作原理

ST7538是采用FSK调制技术的高集成度电力载波芯片。内部集成了发送和接收数据的所有功能，通过串行通信，可以方便地与微处理器相连接。内部具有电压自动控制和电流自动控制，只要通过耦合变压器等少量外部器件即可连接到电力网中。ST7538还提供了看门狗、过零检测、运算放大器、时钟输出、超时溢出输出、+5V电源和+5V电源状态输出等，大大减少了ST7538应用电路的外围器件数量。此外，该芯片符合欧洲CENELEC（E N50065-1）和美国FCC标准。图1为ST7538内部原理框图。 1.1 发送数据 当RxTx为低时，ST7538处于发送数据状态。待发数据从TxD脚进入ST7538，时钟上升沿时被采样，并送入FSK调制器调制。调制频率由控制寄存器bit0～bit2决定，速率由控制寄存器bit3～bit4决定。调制信号经D/A变化、滤波和自动电平控制电路（ALC），再通过差分放大器输同到电力线。当打开时间溢出功能，且发送数据时间超过1s或3s时，TOUT变为高电平，同时发送状态自动转为接收状态。这样可以避免信道长时间被某一节点（ST7538）点用。 1.2 接收数据 当RxTx为高时，ST7538处于接收数据状态。信号由模拟输入端RAI脚进入ST7538，经过一个带宽±10kHz的带通滤波器，送入一个带有自动增益AGC的放大器。该滤波器可以通过控制寄存器bit23置零取消滤波功能。自动增益放大器可以根据电力线的信号强度自动调整。为提高信噪比，经过放大器的信号送入一个以通信频率为中心点、带宽为±6kHz 的窄带滤波器。此信号再经过解调、滤波和锁相，变成串行数字信号，输出给出ST7538 相连的微处理器。

电力线载波通信系统解读

摘要 电力线载波通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。这次的课程设计通过电力线在波芯片设计一个电力线载波通信系统。 电力线载波通信具有广阔的应用前景但由于电力线的噪声和干扰对信道的污染很大，严重影响了低压电线载波通信的质量。本文就电力线载波通信的优点缺点及发展现状进行了讨论，并分析了电力信道的噪声分类，特性及对我们信号的影响。以及我们对噪声的滤波耦合等。并且详细的介绍了电力线载波通信的具体实现形式方法和步骤最终形成一个系统达到我们的要求。 课程设计选用青岛东软的SSC1641的电力线载波芯片该芯片具有调制解条，a/d，d/a通信的功能，该芯片直接对信号数字信号处理，极大地提高了通信的可靠性。文中包括了他的外围电路，信号放大，耦合，滤波等最终实现功能。 实现了接收电力线的含有噪声的信号，然后对这个信号滤波模数转换等处理后通过串行通信的方式发送到过单片机，单片机经过数据处理后通过LCD1602显示出来，并且也通过串行通信发送到PC机显示出来。PC机或开关电路输入信号经过SSC1641处理后通过电力线发送。这样一个系统阶完成了接收与发送信号，形成了一个通信系统。 关键字：电力线载波通信系统SSC1641 调制解调 1、绪论 1.1设计任务及要求 电力线载波通信系统设计基本要求：下图一个电力线载波通信模块的结构组成，请看懂，并查阅资料了解电力线载波通信的原理和电力线载波芯片的技术资料。根据系统结构，完成载波芯片外的其他器件选型、配套硬件电路设计（包括原理图、PCB图）、软件设计和仿真调试。系统至少具备以下特性： 1）开关量输入和输出各5路； 2）系统24V供电； 3）具有通信状态指示功能； 4）有232、485或USB有线通信接口； 5）断电继续工作能力； 6）其他自己发挥的功能。

电力线载波通信---有线通信

电力线载波通信---有线通信

电力线载波通信---有线通信

抄表系统及其方法 本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载 波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元；所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式 传送的抄表信号；控制单元用于信道状况的侦测，根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换，切换信道后进行自动组网，并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进 行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点，将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合，使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及

以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式 PLC = Power Line Carrier,电力线载波 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。 近年来电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用； 5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。

电力线载波通信---有线通信

抄表系统及其方法 本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元；所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式传送的抄表信号；控制单元用于信道状况的侦测，根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换，切换信道后进行自动组网，并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点，将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合，使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指 35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式 PLC = Power Line Carrier,电力线载波 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。 近年来电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，

通信领域中电力线载波通信的应用及其原理

通信领域中电力线载波通信的应用及其原理 Power Line Carrier 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。 近年来高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。在这种形势下，本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展历程特点及技术关键。 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统，调度自动化系统，被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化网络运营市场化和管理现代化的基础，是确保电网安全稳定经济运行的重要手段，是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络。目前，在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上，多数已开通电力线载波通道[1]。形成了庞大的电力线载波通信网，该网络主要用于地市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信远动及综合自动化通道使用。 近年来，随着光纤通信的发展，电力线载波通信已从主导的电力通信方式改变为辅助通信方式，但是由于我国电力通信发展水平的不平衡，由于电力通信规程要求主要变电站必须具有两条

基于LonWorks电力线载波通信的

基于LonWorks电力线载波通信的 【摘要】设计出一种基于lonworks现场总线和组态王的微电网监控系统。通过将神经元芯片植入微型电源控制器、储能单元控制器和负载开关，使它们成为智能节点，构成基于电力线载波通信的lonworks控制网络。基于lns dde server，利用组态王设计出微电网监控画面，以实时显示系统运行状态，支持操作人员完成微电源负荷分配、负荷启停等功能，并提供相关报表。实验结果表明，该监控系统操作界面友好，性能可靠，扩展能力强。 【关键词】 lonworks; 组态王; 微电网; 监控系统 【 abstract 】 this paper introduces a design in developing of supervising system based on the lonworks technology and kingview. at first, the system combines neuron chip with micro-power controllers, power-saving controllers and switches as intelligent nodes to establish the network based on power line of lonworks. in addition, through the software of lns dde server, the system designs monitoring pictures with kingview to show operation condition with real-time digital data for relevant operators to analysis and makes decisions. according to the results, it shows that the proposed monitor has the friendly manipulating interface, reliable performance, and high ability of expansibility.

低压电力线载波通信

PL2102--功能特征 PL2000A/B 是专为电力线通讯网络设计的半双工异步调制解调器，是PL2000 的升级产品。它仅由单一的 +5V 电源供电，以及一个外部的接口电路与电力线耦合。PL2000A/B 除具备原有系统基本的通讯控制功能外，还内置了四种常用的功能电路：32 Bytes SRAM，电压监测，看门狗定时器及复位电路，它们通过标准的 I2C接口与外部的微处理器相联。PL2000B内建高灵敏度放大器及四象限模拟乘法器，进一步提高了集成度（无需外部模拟混频器）。 PL2000A/B 是特别针对中国电力网恶劣的信道环境所研制开发的低压电力线载波通信芯片，低信噪比数据传输性能比 PL2000 有了大幅度的提高，同时将数据传输速率提升一倍。由于采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术，以及大规模数字 /模拟混合 0.5um CMOS 工艺制作，所以在抗干扰、抗衰落性能以及国内外同类产品性能价格比等方面有着更加出众的表现。

■0.35um CMOS 数摸混合集成电路 ■直序扩频半双工异步调制解调器 ■二相相移键控，120KHz载频，带宽15KHz，传输速率500 bps ■接收灵敏度：100μVRMS ■15位伪码长度,可编程同步捕获门限 ■I2C串行通信接口 ■32Bytes SRAM (电池维护) ■可编程实时钟(秒/分/时/日/月/星期/年) (电池维护),支持数字频率校正 ■上电复位/电压监测电路及看门狗定时器 ■单+5V供电，I/O 口带 2500V ESD 保护 ■工业级温度标准: -40oC ~ +85oC ■SOP20 / SOP24 / SOP28 封装 典型应用图： 基于PL2101的单片机低压电力线载波通信接口扩展 发布:2011-09-05 | 作者: | 来源: menglongfei | 查看:328次 | 用户关注： 本文介绍了低压电力线通信接口芯片PL2101与MSP430F149的接口。早期的低压电力线载波通信芯片的接口电路相对复杂、抗干扰能力差，且多为国外产品，性价比低，因此，单片机系统较少采用低压电力线载波通信。随着通信技术的发展，新型低压电力线载波通信接口芯片解决了以上缺点，使得单片机系统采用低压电

宽带电力线载波通讯和智能电网浅谈

宽带电力线载波通讯和智能电网 电力线载波通讯――PLC，是一种通过电线进行数据传输的通信技术。换句话说，PLC是利用现有电网作为信号的传递介质，使电网在传输电力的同时可以进行数据通讯。这种方式能够有效监测和控制电网中的电力设备、仪表以及家用电器。同时，电力线载波技术即插即用，大大提高了生产、工作和生活效率，在很大程度上节约了布线施工成本，而且其稳定、可靠、丰富的资源系统也易于获取。上述种种特点及优势使其相比较其它通讯方式更胜一筹。 目前，电力线载波技术日渐主导电力系统和民用生活的通讯方式。根据载波 频率、载波速率、载波调制方式，行业内部分为两大阵营： 低速窄带阵营采用1～500kHz的频段载波，速率通常在1.5～10Kbps之间，简单的OFDM扩频调制方式； 高速宽带阵营采用1～30MHz的载波频率，速率通常在1～200Mbps之间， 基于成熟的DMT的调制方式。近年来，国内外开始普遍向宽带高速率PLC转移，

表1 宽带载波和窄带载波技术比对表 宽带电力线载波的优势 宽带电力线载波之所以优于窄带电力线载波技术，可从表1的比对中获得一瞥。 不同于传统的OFDM方式，基于OFDM的DMT技术使用自适应载码算法瞬时计算所有子通道中的信噪比，根据其结果动态地为各信道添加负载（从0－bit负载～3或10～bit负载），同时预测下一瞬间的信噪分布并自行学习电网干扰概算，有效规避干扰，优化载波质量，并从根本上降低了宽带载波芯片的功耗，从而做到＜0.9W。 基于宽带电力线载波的智能电网（BPL－AMI） 宽带电力线载波技术诞生伊始，其目的是为了解决最后一公里的问题，并提供高速的互联网接入服务，近年来主要趋向电力设备通信。随着公用事业部门对于信息化改革要求的日益挺进，智能电网的概念也不禁悄然出现。智能电网的应用非常广泛，包括AMR（远程抄表）、负载控制、变压器监控、电能质量远程测量、安全监视、分时费率（TOU）、动态计费和其它各种增值服务等，例如电力线电话和互联网信息服务。 尽管其它各种网络通讯技术在智能电网的实现过程中百家争鸣，但宽带电力线载波技术无论在可行性、最优控制、成本、铺设等诸多因素中更拔头筹。其中最令人瞩目的、也是最重要的一个原因就是宽带电力线载波技术仅仅使用电网中现有的基础网络作为构架，无需另外花费安装和租用线路和设备、主站和主站、中心和局部的网络通讯。同时，宽带电力线载波通信可实现庞大数据稳定可靠的双方向实时传输，为电力公司、甚至物业部门有效规划和管理各种服务提供了便利条件。此外，宽带电力线载波提供足够的带宽，不仅提高了通讯性能，同时确保大范围、全面整合覆盖电网中的节点和设备，在数据流量和稳定性方面，具有窄带电力线窄波不可比拟的优势。 基于宽带电力线载波（BPL）的远程抄表系统 AMR（远程抄表）是智能电网系统中最基本的应用，宽带电力线载波电能表是其实现过程中最重要的环节。 远程抄表（AMR）是把电能表以及其它接入电能表中的仪表（水、煤气）使用量通过电力线传输到数据库服务器，并进行计费和使用量数据分析，也就是说用电（水、煤气）收费将无需依靠人工上门、估算等原始落后的方法来实现。同时供需双方能更好地进行互动，进而提高服务质量，拓展业务渠道。另一方面实时精准的用电数据确保供电部门得到一手的、丰富的信息资料。例如，按使用时

电力线载波技术特点

电力线载波技术特点 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据

传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用； 5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。 虽然技术问题随着时间的发展，最终都能被解决被克服，但是从目前国内宽带网建设的情况来看，留给PLC的时间和空间并不宽裕。2000年以来各大运营商大规模推出ADSL、光纤、无线网络等多种宽带接入业务，留给电力线上网的生存空间，已经不断被其他接入方式压缩。现在，PLC除了在远程抄表上有所应用外，已没有了当初的豪言壮语。 随着家庭智能系统这个话题的兴起，也给PLC带来了一个新的舞台。在目前的家庭智能系统中，以PC机为核心的家庭智能系统是最受人热捧的。该系统的观念就是，随着电脑的普及，可以将所有家用电器需要处理的数据都交给电脑来完成。这样就需要在家电与PC间构建一个数据传送网络，现在大家都看好无线，但是在家庭这个环境中，“墙多”这一特征严重影响着无线传输的质量，特别是在别墅和跃层式住宅中这一缺陷更加明显。如果架设专用有线网络除了增加成本，那么家电的位置今后也无法随意挪动。 PLC的最大特点：不需要重新架设网络，只要有电线，就

国内电力载波通信芯片技术及市场

国内电力载波通信芯片技术及市场 一、电力线载波芯片市场前景 电力线载波通信(PLC)芯片作为改造传统电网的主要手段，并且作为物联网通信的有力补充，将随智能电网和物联网的全面建设引来爆发增长。中国半导体行业协会CSIA预计至2014年，总需求将达到5*万片，未来5年复合年增速(CAGR)将达到61%，国内电力线载波芯片销量预测见图1。需求增长来自三方面：首先受益于智能电网建设。电力线载波通信以电力线作为传输媒介，不需再次投资，将成为智能电网通信的主要手段，因此智能电网建设将直接带来PLC 芯片的需求增长，如电能表需求增长在9%左右。其次来自渗透率提升。目前处于智能电网建设初期，PLC芯片利用率还很低，但作为未来智能电网通信的主要技术，其渗透率必将大幅提升。如目前载波电能表的市场占比仅为5.2%，但未来有望达到40%。最后还将受益于物联网建设。电力线通信也将成为物联网通信的主要补充，未来PLC应用中除智能电网的电能管理外，物联网的工业控制应用将占16.8%，智能家居应用将占8.0%，安防监控将占1%。 图1 国内电力载波芯片销量预测 二、电力线载波芯片的市场需求空间 预计到2014年，我国电力线载波芯片的市场应用份额中(见图2)，除了应用于智能电网的电能管理外，工业控制应用将占16.8%，智能家居应用将占8.0%，安防监控将占1%。 图2 2014 年我国电力线载波芯片应用市场预测 1、智能电网市场需求 配合中国的用电制度改革，以计算机为基础的自动抄表系统成为电力部门响应国家这一政策的解决方法。自动抄表系统目前主要有有线通信技术和电力载波通信技术两种。有线通信技术作为传统方法，以其稳定性占有优势。但有线通信铺线工程浩大，而且容易被人为损坏;同时居民楼已建成，再在墙壁表面拉线，不能让居民接受。电力载波通信技术能有效解决上述问题，它利用现有交流电源线作为通信线路，省去了不切实际的铺线工程，优势明显。自动抄表系统还适用于水表、煤气表等家用生活表。 目前主要通信方式有电力线载波、无线通信、

电力线载波通讯驱动芯片

GM3533电力线载波通信线驱动芯片 1、产品简介 GM3533是一款应用于电力线载波的线驱动器，内部包含了2个电流反馈型放大器。芯片具有极低的失真，可以确保在电力载波通信频段范围内发送功率谱带外信号符合规范，并且具有高达1A的电流输出能力，可以应对强烈的电力载波信道阻抗变化，在重载情况下仍然能保证信号的发送质量。工作电流可以用外接电阻进行设置，同时可以用数字控制端口按照设定值的1/2、3/4静态电流进行工作，可以根据信道状况通过软件调节，使芯片的驱动性能得到进一步的优化。芯片工作电压范围可以高达28V。 芯片内部集成了过流保护、温度补偿等单元模块，确保了芯片在各种条件下性能稳定可靠，使芯片在电力载波应用中具有优越的性能。2、应用范围 ■电力载波通信 3、特色 ■工作电压：6V至28V ■大信号带宽：>20MHz ■3次谐波抑制： >40dBc@10M/10Vpp/50Ω负载 >50dBc@5M/10Vpp/50Ω负载 >60dBc@2M/10Vpp/50Ω负载 >76dBc@500K/10Vpp/50Ω负载■2次谐波抑制： >55dBc@10M/10Vpp/50Ω负载 >60dBc@5M/10Vpp/50Ω负载 >70dBc@2M/10Vpp/50Ω负载 >80dBc@500K/10Vpp/50Ω负载■工作电流外部设定，可数字控制■摆率：500V/us ■最大差分输出：2倍工作电压-6V@50Ω负载 ■TTL/CMOS兼容 ■温度范围-40℃to+85℃ 4、封装类型 ■QFN4×4-16L

5、功能引脚定义 图1、GM3533Top View 序号名称说明 1INP2OP2输入正端 2INN2OP2输入负端 3INN1OP1输入负端 4INP1OP1输入正端 5EN1使能端1 6EN2使能端2 7GND接地端 8GND接地端 9OUTP OP2输出 10OUTP OP2输出 11OUTN OP1输出 12OUTN OP1输出 13VDD供电端 14VDD供电端 15VCM共模电平，外接电容16REXT电流设定端，外接电阻17EP散热底盘，接地 注意：EP必须在PCB设计时接露铜散热区

电力线载波通信技术的发展与特点

电力线载波通信技术的发展及特点 摘要 本文介绍了电力线载波通信的发展及特点，文中主要就高压电力线载波通信、中压配电网电力线载波数据通信和低压用户配电网电力线载波通信，以及与其相关的关键技术问题进行了讨论。 0 引言 电力线载波（Power Line Carrier - PLC）通信是利用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级）或低压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。近年来，高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代。并且，随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面，电力线载波通信这座被国外传媒喻为“未被挖掘的金山”正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。在这种形势下，本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展历程、特点及技术关键。 2 电力线载波通信的特点

2.1 高压载波路由合理，通道建设投资相对较低高压电力线路的路由走向沿着终端站到枢纽站，再到调度所，正是电力调度通信所要求的合理路由，并且载波通道建设只需结合加工设备的投入而无须考虑线路投资，因此当之无愧成为电力通信的基本通信方式，尤其在边远地区更是这样。电力线载波通道往往先于变电站完成建设，对于新建电站的通信开通十分有利。为此，只要妥善解决电力线载波信道的容量问题，载波通信的优势就会显现出来。在中压配电网载波和低压用户电网载波中，节省线路建设费用，无须考虑破坏家庭已装修环境，也仍然是载波通信的优势。 2.2 传输频带受限，传输容量相对较小 在高压电网中，一般考虑到工频谐波及无线电发射干扰电力线载波的通信频带限制于40～500kHz之内，按照单方向占用4kHz带宽计算，理想情况下一条线路可安排115条高频载波通道。但由于电力线路各相之间及变电站之间的跨越衰减有限（13～43dB），不可能理想地按照频谱紧邻的方式安排载波通道，因此，真正组成电力线载波通信网所实现的载波通道是有限的，在当今通信业务已大大开拓的情况下，载波通道的信道容量已成为其进一步应用的“瓶颈”问题。尽管我们在载波频谱的分配上研究了随机插空法、分小区法、分组分段法、频率阻塞法及地图色法和计算机频率分配软件，并且规定不同电压等级的电力线路之间不得搭建高频桥路，使载波频率尽量得以重复使用，但还是不能满足需要。近来随着光纤通信的发展和全数字电力线载波机的出现，稍微缓解了载波频谱的紧张程度。在10kV中压配电

低压电力线载波通信传输线参数测试与分析

ＳＰＷＭｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｆｏｒｍａｔｒｉｘｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ＷＡＮＧＲｕｔｉａｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎｚｅ，ＪＩＹａｎｃｈａｏ，ＺＥＮＧＦａｎｐｅｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＳＰＷＭ（ＳｉｎｅＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ａｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒａｎｄｖｉｒｔｕａｌｉｎｖｅｒｔｅｒｏｆｍａｔｒｉｘｃｏｎｖｅｒｔｅｒｅｑｕｉｖａｌｅｎｔＡＣ／ＤＣ／ＡＣｍｏｄｅｌｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＶｉｒｔｕａｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒｇｅｎｅｒａｔｅｓｆｌｕｃｔｕａｎｔＤＣｖｏｌｔａｇｅｗｈｅｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃｏｒｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｖｏｌｔａｇｅｓａｒｅｓｕｐｐｌｉｅｄ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｎｔＤＣｖｏｌｔａｇｅｏｎｔｈｅＳＰＷＭｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｏｆｖｉｒｔｕａｌｉｎｖｅｒｔｅｒ，ｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｄｅｄｕｃｅｄｆｏｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｗａｖｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｓｗｉｔｃｈｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓｔｈａｔ，ａｓｉｎｅｗａｖｅ，ｗｈｉｃｈｆｏｌｌｏｗｓｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｎｔＤＣｖｏｌｔａｇｅｗｉｔｈｒｅｖｅｒｓｅｄｐｏｌａｒｉｔｙ，ｉｓｉｎｊｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｗａｖｅｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｌｏｗｈａｒｍｏｎｉｃｓｏｆｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓａｌｓｏａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｉｓｖｅｒｙｓｉｍｐｌｅ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｗｉｔｈＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｓｈｏｗｔｈａｔ，ｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｂｏｔｈｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｎｄｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｔｒｉｘｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｉｎｄｉｒｅｃｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ ０引言 低压配电网电力线通信是一个日益看好的数字 通信网络，逐步在工业和民用系统中得到应用。但是，低压配电网电力线通信稳定性有待于进一步提高。电力线信道特性的分析是当前电力线载波通信研究的一个重要内容，也是作为提高稳定性研究的非常重要的组成部分。国内外一些专家学者在信道估计与选择、信道编码、滤波设计、功率分配等方面作了 较为深入的研究［１－１２］。在进行信道估算时的一个主要问题在于低压配电网负载复杂，存在输入阻抗不匹配问题，信号衰减严重。所以，有必要对电力线通信传输线的阻抗特性参数进行理论分析、总结和实际测试。在文献［２］中对在４０ｋＨｚ￣１．５ＭＨｚ频率范围内的１０ｋＶ中压电力线信道传输特性进行了测试，并根据测量结果，结合传输线的基本模型，对信道的传输特性作了深入分析。该文对于中压电力线通信的传输特性研究具有研究方法上的指导意义，同样，对于研究低压电力线的传输特性也有参考意义。现从传输线阻抗特性出发，分别对基于理想均匀传输线理论、集肤效应传输线理论条件下的电力线传输特 低压电力线载波通信传输线 参数测试与分析 黄文焕１，戚佳金２，黄南天３，李 琰２ （１．吉林化工学院化工与材料工程学院，吉林吉林１３２０２２； ２．哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江哈尔滨１５０００１； ３．吉林化工学院信息与控制工程学院，吉林吉林１３２０２２） 摘要：为给低压配电网电力线载波通信信道估算提供参考依据，有必要对电力线通信传输线的阻抗特性参数进行理论分析和实际测试研究。在简述配电网电力线载波通信传输线理论和传输线方程的基础上，总结了理想均匀传输线理论下和考虑集肤效应的电力线参数模型。使用ＨＰ４１９４阻抗相位增益分析仪对３＋１芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆线进行实际测试，并根据测试结果使用Ｍａｔｌａｂ计算出单位长度导线的电阻、电感以及两导线间的电容和电导，验证了电力线物理参数模型公式的准确性和其实际可使用性。同时，这些实测参数也为电力线通信信道特性分析和估算提供了一定的参考依据。 关键词：电力线通信；传输线方程；阻抗特性中图分类号：ＴＮ９１３．６；ＴＭ９３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－６０４７（２００８）０４－００４１－０４收稿日期：２００７－０７－１６；修回日期：２００７－０９－１３基金项目：黑龙江省自然科学基金资助（Ｆ２００５０８） 电力自动化设备 ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．４Ａｐｒ．２００８ 第２８卷第４期２００８年４月 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４１

电力线载波通信技术的发展和应用

电力线载波通信技术的发展和应用 摘要：随着社会生活水平的提高，通信技术在人们的生活中扮演着不可缺少的重要角色。实时、高速、可靠的通信技术才能满足人们日益频繁的信息交流，但是要新建能满足当前需求的通信基础设施将花费巨大的人力和物力，并且还不能跟上需求的增长速度。电力系统输电线路错综复杂，遍布全球，有线通信具有稳定可靠的传输数据的特点。因此，在电力线上使用载波通信技术将大大减少资源的消耗，同时也能满足高速可靠的通信技术要求。文章介绍了电力线载波通信技术的发展现状，分析了该技术在应用中经济可靠的优点和噪音、信号衰减以及干扰的缺点，详细阐述了该技术噪音干扰问题产生的原因，提出了一些提高电力线载波通信可靠性的措施，最后举例说明电力线载波通信技术的实际应用。 关键词：电力线；载波通信；发展现状；信号衰减；可靠性 电力线载波通信技术是利用整个电力系统的输电线路作为数据传输的载体的一种新型通信模式，这种技术不需要重新架设数据传输通道，可实现点对点的数据传输，具有很好的经济性和便利性。 1 电力线载波通信的发展及现状 电力线载波通信技术出现于20世纪20年代，40年代电力线载波技术最初应用在我国的长距离电力调度的通信中，60年代我国开始自主研发第一代电力载波机，80年代中期由于单片机和集成化的出现和发展，出现了小型化功能多的第二代载波机，90年代中后期出现了利用数字信号处理技术的第三代电力载波机，具有了软件调制、滤波、限幅和自动增益的功能。 进入21世纪，我国输电线路架设脚步加快，为电力线载波通信技术的发展提供了广阔空间。2001年底，“电力线高速数据通信”技术的核心产品—电力调制解调器及多个相关产品成功研发，其传输速率可以达到10 Mbps；到2005年，北京已经有五500多个居民小区覆盖了由电力线宽带接入的实验网络，电力线宽带用户多达4万多户。2010年国内首个电力线载波通信实验室投运使用，大力为研发我国智能用电服务关键电力线通信设备。到如今，我国高中压输电线路载波通信技术已经比较成熟，低压配电网由于其结构复杂、线路多、阻抗大等特点使得载波通信技术在其上应用还有较多难点需要攻克。 2 电力线载波通信的优点和不足 2.1 电力线载波通信的优点 电力系统输电线工作运行条件苛刻，具有很高的可靠性、自愈性、快速反应能力以及高覆盖率等特点，使用输电线作为通信媒介，可以不占用无线频道资源、无需布线、省工省钱、维护简单，为输电线载波通信技术提供了其他通信无法比拟的优点。

电力线载波通信的特点

电力线载波通信的特点 一、高压载波路由合理，通道建设投资相对较低 高压电力线路的路由走向沿着终端站到枢纽站，再到调度所，正是电力调度通信所要求的合理路由，并且载波通道建设只需结合加工设备的投入而无须考虑线路投资，因此当之无愧成为电力通信的基本通信方式，尤其在边远地区更是这样。电力线载波通道往往先于变电站完成建设，对于新建电站的通信开通十分有利。为此，只要妥善解决电力线载波信道的容量问题，载波通信的优势就会显现出来。在中压配电网载波和低压用户电网载波中，节省线路建设费用，无须考虑破坏家庭已装修环境，也仍然是载波通信的优势。 二、传输频带受限，传输容量相对较小 在高压电网中，一般考虑到工频谐波及无线电发射干扰电力线载波的通信频带限制于40～500kHz之内，按照单方向占用4kHz带宽计算，理想情况下一条线路可安排115条高频载波通道。但由于电力线路各相之间及变电站之间的跨越衰减有限（13～43dB），不可能理想地按照频谱紧邻的方式安排载波通道，因此，真正组成电力线载波通信网所实现的载波通道是有限的，在当今通信业务已大大开拓的情况下，载波通道的信道容量已成为其进一步应用的“瓶颈”问题。尽管我们在载波频谱的分配上研究了随机插空法、分小区法、分组分段法、频率阻塞法及地图色法和计算机频率分配软件，并且规定不同电压等级的电力线路之间不得搭建高频桥路，使载波频率尽量得以重复使用，但还是不能满足需要。近来随着光纤通信的发展和全数字电力线载波机的出现，稍微缓解了载波频谱的紧张程度。 在10kV中压配电网和低压用户配电网中，除了新上的载波信号之外，不存在其它高频信号，并且一般为多址传输，因此通道容量问题并不突出。 三、可靠性要求高 有两个原因要求电力线载波机具有较高的可靠性，一是在电力系统中传输重要调度信息的需要；另一是电压隔离的人身安全需要。为此，电力线载波机在出厂前必须进行高温老化处理，最终检验必须包含安全性检验项目。为此，国家质检总局从八十年代开始即对电力线载波机（类）产品实行了强制性生产许可证管理[4]。随着时代的进步，目前管理的范围已包括各种电压等级的载波机、继电保护收发信机、载波数据传输装置（如配网自动化和抄表系统的载波部分）和电线上网调制解调器。目前大多数高压及中压电力线载波机生产企业已按照生产许可证的要求建立了较为完善的质量体系。 四、线路噪声大 电力线路作为通信媒介带来的噪声干扰远比电信线路大得多（见图1），在高压电力线路上，游离放电电晕、绝缘子污闪放电、开关操作等产生的噪声比较大，尤其是突发噪声具有较高的电平（见图1）。根据国外资料描述，电力线的噪声特性可分为四种类型： 1、具有平滑功率谱的背景噪声，这种类型噪声的功率谱密度是频率的减函数，如电晕噪声。这种噪声特性可以用带干扰的时变线性滤波模型来描述。 2、脉冲噪声，由开关操作引起，这种噪声与电站操作活动的关系较大。 3、电网频率同步的噪声，主要由整流设备产生。 4、与电网频率无关的窄带干扰，主要由其它电力设备的电磁辐射引起。 一般电晕噪声电平大致为：220kV -25dB；110kV -35dB（带宽为5kHz），在工业区、沿海地区、高海拔地区、新线路、升压线路和绝缘设备存在微小放电的线路上噪声电平还将增

电力线载波通信

第一章绪论 ●架空明线实用传输频带最高频率可达300 kHz ●对称电缆可达600 kHz ●同轴电缆可达60MHz ●电力线高频通道可达500kHz ●频带平移：上边带话音三角形与调制器输入调制信号的话音三角形方向一致 频带倒置：下边带的话音三角形的方向与输入调制信号话音三角形的方向相反 载波通信的基本过程：一变二分三还原 变，就是用调制器把话音频带变换到高频频带； 分，就是频率分割，即在收信端用滤波器把各路信号从群信号中分割出来； 还原，就是利用解调器把高频频带还原成话音频带。 载波机中必须包括以下几种基本部件： ●(1)调制器(或解调器):实现频率变换。 ●(2)载波振荡器:产生载频信号。 ●(3)滤波器:完成选频与频率分割作用。 ●(4)放大器:提高信号电平。 两种现象： 解决收后重发添加差接系统： 差接系统能把用户方向的二线电路与载波机的收、发信支路的四线电路连接起来，同时能使收信支路与发信支路彼此隔离，切断“收后重发”通路。这是因为差接系统具有信号在邻端方向传输衰减小，对端衰减大的性能。 解决自发自收用以下两个方案： 1、双频带二线制双向通信 所谓双带二线制，指的是在一对通信线路的两个方向上，采用两个不同的线路传输频带，利用方向滤波器把收、发两个方向的线路传输频带分开，切断“自发自收”通路，从而实现双向通信。这种方法主要用在线路传输线对较少的载波通信系统中。如架空明线、电力线载波通信系统中都采用这种通信方式。 2、单边带四线制双向通信 所谓单边带四线制，指的是在线路上收、发信两个传输方向上采用相同的传输频带，而用两对导线（四根导线）来各自传输一个方向的信号，从而切断了“自发自收”通路。这种方法主要用于对称电缆和同轴电缆载波通信系统。 载波机特点与技术要求 ?发信功率较大 ?有较快调节速度和较大调节范围的自动电平调节系统 ?大多是单路机 ?能适应不同电压等级的电力线通信需要 ?具有自动交换系统，并提供优先权配置