载波通信在电网智能化中的应用

电力载波通信特点

电力载波通信（Power line Communication）即PLC，是电力系统特有的通信方式，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，具有明显的行业特点，主要优点有：

1、不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递，
2、在近距离通信场景下，成本也远低于无线模块。
3、相对于其他无线技术，传输速率快。

对应的是，缺点也是明显的，主要有：

1、由于配电变压器对载波信号有阻隔，所以，电力载波通信仅限一个配电变压器区域范围
内使用。
2、电力线存在本身固有的脉冲干扰。国内使用的交流电为50HZ，其周期为20ms，每一交流周期中，出现两次峰值，会带来两次脉冲干扰高峰，也就是说，电力线上有固定的100HZ干扰信号存在；
3、耦合方式影响大，耦合方式有线-地耦合和线-中线耦合，不同信号耦合方式对电力载波信号损失不同，适用范围也不同；
4、负载影响大，当负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。在实际应用中，电力线空载，点对点载波信号可传输到几公里外。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。

电力载波通信在电力智能化中应用

电力智能化发展已经有几十年的的历史，在此过程中，配合智能电表、配电自动化等设备的升级，远程抄表系统，路灯远程监控系统以及各类设备的数据采集系统、监控系统等等，电力载波通信早不是点对点通信的阶段了，电力线载波通信的综合业务能力有了很大的发展。

载波数据通信

在我国，电力线载波频率使用范围为40～500KHZ，单个载波频带带宽为4KHZ，所以，整个载波频率范围内，只能不重复安排57套载波机，频道资源十分紧张，可是实际上，要完全利用也非常困难。在低频段，阻波器制作十分困难；在高频段，易受广播信号等的干扰。以远程抄表系统为例，系统结构图如下所示：

在集中器和智能表之间，基于DL/T645协议的远程抄表系统，通信即基于电力载波通信技术来实现。

载波语音通信

基于PLC，不仅可以传输数据，利用你电力线载波机，也可以进行窄带的语言通信，电力线载波机的高频频率范围是30～50kHz，以每路信号占4kHz为例，仅能装设117种不同频率的载波机，因此通道的容量比较小。为了传递远动等其他信息，在电力线载波机的每路4kHz频带范围内，通常只用300～2300Hz，甚至300～2000Hz传递话音。因电力线载波机的话音频带很窄，故双方通话时的音色、音调比较差，系统结构图如下：

随着对通信带宽的需求不断增加，高速电力线通信（HPLC）技术也应运而生。

高速电力线通信（HPLC）

高速电力线载波即HPLC，也称为宽带电力线载波，是在低压电力线上进行数据传输的宽带电力线载波技术。宽带电力线载波通信网络则是以电力线作为通信媒介，实现低压电力用户用电信息汇聚、传输、交互的通信网络。宽带电力线载波主要采用了正交频分复用（OFDM）技术，频段使用2MHz-12MHz。与传统的低速窄带电力线载波技术而言，HPLC技术具有带宽大、传输速率高，可以满足低压电力线载波通信更高的需求。基于HPLC技术，电网信息采集系统的形成以中央协调器（Central Coordinator，CCO）为中心、代理协调器(Proxy Coordinator，PCO)为中继代理，连接所有站点（Stattion，STA），多级关联的树形网络，如下图所示：