国外应用现状
1、低压电力线窄带载波通信技术
国外低压电力线窄带载波通信应用在电力部门的自动负载控制和自动抄表领域起步较早,欧洲,英国SWAB公司1993年就实现了地区范围内远方抄表、自动收费、系统能源管理的功能。欧洲、美国以及国际上相关组织联盟先后推出多种窄带PLC标准,并规定了技术类型,典型技术有:扩频型频移键控(S-FSK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)、多载波调制(multi-carriermodulationMCM,例如正交频分复用OFDM或离散多音频DMT)等。
基于IEC61334-5-1标准的S-FSK技术以及基于IEC14908-2标准的BPSK技术方案,在欧洲及美洲各地已经有大规模的应用。基于OFDM的电力线窄带高速载波通信技术正在兴起。欧洲PRIME、法电G3-PLC、电气与电子工程师协会IEEE、国际电信联盟ITU等联盟组织针对OFDM窄带高速PLC技术制定出相关标准,由于各技术标准的物理层参数例如频段、编解码方式、OFDM实现技术没有完全统一,难以实现之间的互联互通。
目前窄带OFDM技术在欧洲部分地区已经开始推广。国外的电力线载波通信芯片根据北美、欧洲等地区频率、标准、电网特性开发,在国内也有一些推广,但实际测试及运行结果并不理想,性能大多不如国内的PLC产品。
2、低压电力线宽带载波通信技术
从1997年起,随着高速PLC调制解调技术和芯片技术的突破,电力线宽带载波技术取得了快速发展。经过10余年的发展,电力线宽带通信技术已日趋成熟,在电网侧,电力线宽带通信技术主要用于用电信息采集或高级计量系统(AMI);在民用侧,电力线宽带通信技术主要用于家庭局域网(HAN)或室内网络(In-HomeNetwork)。
国际电力线宽带载波标准表
技术特点
低压电力线载波通信是目前采集系统应用在本地信道的主流技术,具有广泛的适用性,主要特点包括:
1)可利用的电力线网络覆盖面大,直接接入计量装置,不用重新敷设专
用通信线路,无需额外施工,节约相应投资;
2)不用进行专门的线路维护,节约维护费用和使用费用;
3)由于借助供电线路作为通信介质,在保证供电正常的情况下同时也保
证了通信链路的连接;
4)配电变压器的供电范围与载波通信网络域相同,有利于台区线损统计
计算和台区用户档案管理。
工程应用
低压电力线载波通信技术已经广泛应用于国外AMI的各个场合,在国内自动抄表领域也已经基本走上实用阶段。目前低压载波通信是国家电网公司采集系统中最主要的本地通信方式,所占比例高达70%以上。
目前除了采集系统,电力线载波通信技术涉及到的其他应用领域还有:
(1)路灯控制系统:实现实时控制、故障监测、节能控制等;
(2)智能家居:家用电器只需接上电源就可以实现网上控制和互联;
(3)楼宇控制和智能化小区:通过电力线载波通信方式对高层楼宇用电、小区公共照明等进行远程智能化管理;
(4)光伏能源接入:利用电力线载波通信进行分布式光伏发电逆变控制和管理等;
(5)停车场管理系统、公共信息显示系统、安全防盗及消防报警系统等应用。
本次主要介绍在用电信息采集领域的工程应用,包括应用方式、应用情况等内容。
1.应用方式
按照在采集系统中的应用方式主要划分为全载波方式、半载波方式和混合方式等3种方式。
(1)全载波方式由集中器、载波电能表组成。
这种方式下,在台区变压器供电范围内,集中器与电能表之间直接通过电力线载波方式进行通信。无需采集终端,不需要再敷设专用通信线路,不需要勘测、调整网络拓扑结构。
一般工作流程:集中器通过自动组网方式(包括主从式和分布式)与此集中器范围内的载波电能表建立完整的路由关系。每日集中器定时发出抄收数据命令,通过低压电力线按照当前的路由表与此集中器范围内的载波电能表通信,获取电能表的各项数据。当有点抄任务时,集中器根据主站点抄命令与指定电能表按照当前路由表进行通信,获取电能表的相应数据。
适用范围:适用于大部分情况。