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低压配电网电力线载波通信与新技术

导读: 近年来,电力线载波通信(Power Line Communication,PLC)技术已经成为通信系统中新的研究热点,它被看成一种未来重要的现场设备总线通信技术。

  近年来,电力线载波通信(Power Line Communication,PLC)技术已经成为通信系统中新的研究热点,它被看成一种未来重要的现场设备总线通信技术。然而,作为一种具有光明前景的通信方式,电力载波通信由于具有时变性、频率选择性等固有特点,使其在具体应用中还存在很多问题等待解决。

  电力载波通信特点

  1、电力线载波通信技术概况

  电力线载波通信(PLC)是指利用专用调制解调器对信号进行调制,然后把信号加载到现有电力线中进行通信的技术。早在20世纪20年代电力载波通信就开始应用到l0kV配电网络线路通信中,利用电力载波机和阻波器,在中高压配电网中传输语音、控制指令和系统状态等信息,并形成了相关国际和国家标准。对于低压配电网来说,许多新兴的数字技术,例如扩频通信技术、数字信号处理技术和计算机控制技术等,大大提高和改善了低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性,使电力载波通信技术具有更加诱人的应用前景。为此,美国联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100~450kHz;欧洲电气标准委员会(CENELEC)的EN50065—1规定电力载波频带为3~148.5kHz.这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著贡献。尽管如此,低压配电网电力线载波通信中的很多问题仍没有得到很好解决。同时,随着电力载波应用领域的推广和扩大,低压配电网电力载波通信成本问题、协议(标准)问题、安全问题等一系列问题也开始浮出水面。低压配电网电力线载波通信的实用化还面临着许多考验。

  2、电力线载波通信特点

  就低压配电网来说,电力线载波通信一般具有以下特点:

  (1)通信信道的时变性对载波信号来说,低压电力线是一根非均匀分布的传输线,各种不同性质的电力负载在低压配电网的任意位置随机地投入和断开,使信道表现出很强的时变性。

  (2)通信信道的频率选择性正是由于低压配电网中存在负荷情况非常复杂、负载变化幅度大、噪声种类多且强等特点,各节点阻抗不匹配,信号很容易产生反射、驻波、谐振等现象,使信号的衰减变得极其复杂,造成电力载波通信信道具有很强的频率选择性。

  (3)噪声干扰强而信号衰减大一般来说,影响电力通信噪声主要有以下三种,即背景噪声、周期性噪声和突发性噪声。背景噪声一般分布在整个通信频带;周期性噪声包括周期性的连续干扰和周期性的脉冲干扰;突发性噪声一般是由用电设备的髓机投入或断开而产生的。研究表明,脉冲干扰对低压电力线载波通信的质量影响最大,信号衰减可达40dB.正是因为具有上述特点,使得电力载波通信在实际应用过程中一直面临着可用性与可靠性的考验。

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