PLC电力载波通信技术优势介绍V
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电力线通信技术(Power Line Communication)简称PLC,是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。
由于该技术发展已有几十年历史,故其技术本身而言已非常成熟,目前在多种场合使用的低速(1200bps以下)电力载波已很普遍。
该技术在不需要重新布线的基础上,在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载,最终可实现四网合一。
终端用户只需要插上电源插头,就可以实现因特网接入,电视频道接收节目,打电话或者是可视电话。
电力线上网的优点:不再需要任何新的线路铺设,随意接入;共享互联网络连接;可以让任何客户进行网络连接;移动计算机至任意位置,简单使用;高通讯速率,可达14Mbps(将来通过升级设备可达100Mbps),可使用VOD点播;数据加密,提供高安全性和高可靠性能,满足酒店住户网上交易的需求;简单方便的安装设备以及使用方式;利用现有的电力线资源,节省费用。
PLC作为利用电力线组网的一种接入技术,提供宽带网络“最后一公里”的解决方案。
它是利用电力线作为通信载体,使得PLC 具有极大的便捷性,只要在房间任何有电源插座的地方,不用拨号,就立即可享受高速网络接入,从而实现集数据、语音、视频,以及电力于一体的“四网合一”!。
根据电场的性质可确定电力线的若干性质:①在静电场中,电力线不闭合,起于正电荷,止于负电荷。
②若孤立带电体系的正、负电荷一样多,则正电荷发出的电力线全部汇集于负电荷。
③在没有电荷的空间里,电力线不相交也不中断。
④电力线与等势面正交。
⑤在导体附近,电力线与导体表面垂直,电力线不能起止于同一导体上。
在变化磁场产生的有旋电场中,电力线环形闭合,围绕着变化磁场。
电力线描绘了电场的走向和空间分布,电力线的疏密反映了各处电场的强弱,电力线还有助于了解电场的性质(如是否有源,是否有旋)。
但是,分立的曲线、粗略的疏密不能准确地反映电场的连续分布和各处的强弱,电力线只是近似的图示。
与电力线根数对应的严格的物理量是电通量。
PLC在电力传输系统中的关键作用与优势随着电力行业的不断发展,传输系统的稳定性和可靠性成为保障电力供应的重要因素。
在此背景下,可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC)作为一种先进的自动控制技术,发挥着重要的作用。
本文将探讨PLC在电力传输系统中的关键作用与优势。
一、PLC的关键作用1. 自动控制:PLC作为一种专门用于自动化控制的设备,能够根据预设的逻辑规则,精确控制电力传输系统的操作。
通过PLC的程序编写和设置,可以实现对电力系统的自动化监控、调控和管理。
2. 信号处理:电力传输系统中涉及大量的信号输入和输出,PLC作为信号处理的核心,能够接收和处理来自各种传感器和执行器的信号。
通过PLC对信号的采集、分析和处理,可以快速准确地判断电力传输系统的工作状态,并采取相应的控制措施。
3. 故障诊断:在电力传输系统中,发生故障是不可避免的。
PLC作为智能控制设备,能够通过对系统各个节点的监测和诊断,及时发现故障,并提供相应的故障报警和诊断信息。
这有助于快速排除故障,减少因故障造成的停电时间。
4. 远程操作:传统的电力传输系统需要人工进行操作和监控,存在人员安全风险和工作效率低下的问题。
而通过PLC的远程操作功能,可以实现对电力传输系统的远程控制和监控。
操作人员可以通过网络或远程终端,对系统进行实时监测和控制,提高工作效率和安全性。
二、PLC的优势1. 稳定可靠:PLC作为一种针对工业自动化设计的控制设备,具有高可靠性和稳定性。
其硬件和软件经过严格的测试和验证,能够适应各种恶劣环境条件下的工作,并保持稳定的性能。
2. 灵活可扩展:PLC系统具有良好的可扩展性,可以根据电力传输系统的需求进行功能的扩展和升级。
通过增加输入输出模块、扩展通讯接口等方式,可以满足电力系统在规模和功能上的不断发展和改变。
3. 编程简便:PLC的编程采用图形化或文本化的方式,相对于传统的控制设备,更加简便易学。
PLC(电力线通信)技术简介PLC(电力线通信)技术是一种利用电力线作为传输介质实现数据通信的技术。
它的基本原理是利用电力线的电压变化来传输信息。
历史PLC技术的起源可以追溯到20世纪初。
当时,电力公司开始使用PLC技术来监测电网的运行情况。
随着技术的不断发展,PLC技术被广泛应用于智能电网、智能家居、智能家电等领域。
工作原理PLC技术的工作原理是利用电力线的电压变化来传输信息。
在电力线中通过模拟数字信号将信息编码成数字信号然后再送回数据接收端进行解码并还原成信息。
PLC技术的传输距离可以达到数千米,而且传输速度也很快。
分类根据应用场景和用途,PLC技术可以分为以下几种:家庭PLC家庭PLC是PLC技术在家庭应用中的一个重要领域。
它可以实现家庭网络、智能家居、智能家电等功能。
家庭PLC技术通常使用低频信号进行通信,传输距离一般在数百米以内。
工业PLC工业PLC用于工业控制和检测领域。
用于传输工业自动化控制信号、检测传感器信息等。
传输距离一般在数千米以内。
智能电网PLC智能电网PLC技术是智能电网中的一项重要技术。
它可以实现电网监测、远程控制等功能。
传输距离可以达到数千米,传输速度也很快。
随着智能电网的发展,智能电网PLC技术的应用前景也非常广阔。
应用PLC技术具有广泛的应用前景,以下是几个具体的应用领域:智能电网智能电网作为未来电力系统的基本模型,PLC技术可以实现电网监测、数据采集、智能控制等功能。
智能电网PLC技术还可以实现远程控制、电力负荷预测等功能,从而提高电力系统的运行效率和节能减排。
智能家居PLC技术在智能家居中的应用也越来越广泛。
它可以实现家庭网络、多媒体传输、智能家电控制等功能。
工业控制PLC技术在工业控制领域也得到广泛应用。
它可以用来传输自动化控制信号、检测传感器信息等,从而提高生产效率和降低成本。
现状目前,PLC技术已经成为实现电力信息化和智能化的基础技术之一。
随着智能电网、智能家居、工业自动化等领域的发展,PLC技术的应用前景也非常广阔。
plc电力载波通信plc电力载波通信是电力系统带宽利用率较高的一种通信技术,既可以用于实时监控、控制及交流报文传输,又可以用于信息传输。
本文将介绍plc电力载波通信的原理、主要参数和应用,以及如何使用载波技术来提高电力系统的安全性和可靠性。
1. plc电力载波通信的原理PLC电力载波通信是指通过频谱较宽、通信距离较远的电力系统辅助网络,使用特殊信号传输信息的技术。
其关键技术是将数据信息编码为一系列载波频率,然后使用调制器将载波频率加载到电力系统辅助网络上,最后将载波信号调失传输到目的地。
PLC电力载波通信的优点是信号传输距离远,传输的信息量大,通信的安全性高,抗干扰性强,以及能够抗击电磁干扰。
PLC技术最初是为了实现当地网络自动化和电网管理而研发的,但由于其优越性能,如今也用于宽带数据传输、智能电网技术、远程传感器等多个领域。
2. plc电力载波通信的主要参数PLC电力载波通信的主要参数主要包括:载波频率、调制方式、信道容量、信号传输距离等。
载波频率是一个很重要的参数,它决定了PLC技术的传输带宽,带宽越宽,能够传输的信息量越大;调制方式表示载波传输的技术,常用的有调幅调制、调频调制、数字调制等。
此外,还要考虑信道容量、信号传输距离等参数,以确保PLC技术的传输效率。
3.plc电力载波通信的应用PLC技术可以应用于众多电力系统和其他领域,主要包括:(1)电力系统监控和控制:PLC技术可以用于实时监控电力系统的运行状况,以及远程控制电力系统的运行。
(2)数据采集和分析:通过PLC技术可以进行大量的远程数据采集和分析,支持电力系统的监控和维护。
(3)电力网络安全:PLC技术的传输安全性比较高,可以有效防止电力系统数据遭到外来侵害,提高电力系统的安全性。
(4)智能电网技术:PLC技术可以支持智能电网技术,实现智能调度、智能控制、自动调整等功能,以有效提高电力系统的运行效率。
4.如何使用载波技术来保障电力系统的安全性(1)使用专用电缆:专用电缆可以有效防止外界电磁波干扰,以及网络内部信息被窃取,同时也可以提高电力系统的安全性。
PLC电力载波通信技术优势介绍非原创1PLC电力载波通信原理介绍电力线通信(Power Line Communication,简称PLC)技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。
该技术是通过调制把原有信号变成高频信号加载到电力线进行传输,在接收端通过滤波器将调制信号取出解调,得到原有信号,实现信息传递。
目标标准主要有:⏹Home-Plug(家庭插电联盟),美国发起,已逐步成为国际标准。
⏹OPERA—开放式PLC欧州研究联盟(The Open PLC European Research Alliance)电力线是一个极其不稳定的高躁声、强衰减的传输通道,要实现可靠的电力线高速数据通信,必须解决低压配电网上各种因素如:噪声、阻抗波动、配电网结构、电磁兼容性以及线路阻抗和容性负载引起的信号衰减等主要因素对数据传输的影响。
为了解决以上低压配电网中各因素对数据传输的影响,在电力线上传输高速数据信号一般采用两种技术:⏹电力线数字扩频(Spread Spectrum Communication ,SSC),窄带PLC技术⏹正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM),即宽带PLC技术1.1窄带PLC和宽带PLC比较电力线数字扩频技术(Spread Spectrum Communication ,SSC):用伪随机编码将待传送的信息数据进行调制,实现频谱扩展后再传输,在接收端则采用同样的编码进行解调及相关处理。
香农公式C=Wlog2(1+S/N)(其中:C为信道容量,W为频带宽度,S/N为信噪比)主要优点如下:1)抗干扰能力强,适合在低压电力线这样的恶劣通信环境下实现可靠的数据信息。
2)可以实现码分多址技术,在低压配电网上实现不同用户的同时通信。
3)信号的功率谱密度很低,具有良好的隐蔽性,不易被截获。
缺点:扩频通信虽然抗干扰能力较强,但受其原理制约,传输速率最高只能达到 1 Mbit/s 左右。
电力线载波通信技术论文电力线载波通信技术(PLC)是一种在配电网及电力线路上利用载波信号进行数据传输的通信技术。
PLC技术已经被广泛应用于国内外的电力系统中,为电力系统的安全、可靠运行提供了有力保障。
本文将介绍PLC技术的基本原理、优点及应用现状,以及未来的发展趋势。
一、PLC技术的基本原理PLC技术利用电力线路本身作为传输介质,将数据信号通过载波的形式传输到接收端,实现数据传输的目的。
在实际应用中,通信方式主要分为三种:单向通信、半双工通信和全双工通信。
单向通信只能由发射端向接收端发送数据,而接收端无法给发射端发送响应信息;半双工通信可以实现发送端和接收端之间的数据传输,但是只能单向传输;全双工通信可以实现两端之间的双向通信,发送端和接收端都可以发送数据和接收响应信息。
PLC技术的实现主要依靠载波的传输特性和信号的数字化,其主要包括以下过程:1. 载波产生:在电力线路上,通过电容和电感实现高频信号的正弦波形式,并注入到电力线路中。
2. 载波传输:通过电力线路,载波信号向目标接收端传输。
当信号到达接收端后,可以通过解调电路将信号还原成原始数字信号。
3. 抗干扰性:因为在实际应用中,电力线路会受到多种干扰信号的影响,PLC技术需要具备强大的抗干扰能力,以确保数据传输的可靠性。
二、PLC技术的优点1. 易于实施:PLC技术可以利用现有的电力线路进行通信,因此不需要新建专用的通信设施,从而节省了成本,并且实现简单。
2. 传输速度快:由于电力线路的传输带宽大,使得PLC技术可以实现高速传输,较传统通信方式的速度更快。
3. 具有灵活性:PLC技术具有良好的灵活性,能够适应不同的应用环境和需求,因此市场需求广泛。
4. 可靠性好:PLC技术在实际应用中可以实现数据传输的可靠性,不会因为天气等外部因素而影响传输效果。
三、PLC技术的应用现状PLC技术已经被广泛应用于电力系统的各个领域,其主要包括以下应用场景:1. 电能计量:PLC技术可以实现电表与上位机之间的数据传输,从而实现电能的计量。
电力载波通讯技术的发展-回复电力载波通信技术(Power Line Communication,PLC)是一种利用电力线路传输数据的通信技术。
它通过在电力线上叠加高频载波信号来传输信息,实现了电力线路的复合应用,为信息传输提供了一个便利和高效的途径。
本文将从PLC技术的发展历程、应用领域、技术原理以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、发展历程PLC技术的起源可追溯到20世纪初,当时的技术主要用于电力系统的远方监控和保护等应用。
随着电子技术的不断发展,PLC技术也逐渐发展成为一种通信技术。
在1970年代,PLC技术开始在欧洲得到广泛应用,并取得了一定的成果。
1980年代,美国进一步提出了以载波通信为核心的电力载波通信技术。
经过几十年的努力,PLC技术在信号调制、抗干扰、高速传输等方面取得了重要突破,为后续的应用提供了基础。
二、应用领域1. 智能电网:随着智能电网的快速发展,PLC技术成为智能电网中电力信息传输的关键技术。
通过PLC技术,可以实现对电力线路的远程监控、电能计量、故障检测等功能,提高电网的安全性和可靠性。
2. 宽带接入:PLC技术可以利用电力线路实现宽带接入,为用户提供高速的互联网服务。
相比传统的宽带接入方式,PLC技术减少了网络设备的投资和维护成本,提升了用户的上网体验。
3. 汽车电力线通信:PLC技术可以应用于汽车领域,实现车辆内部各个电器装置之间的通信。
这一技术可以提高汽车的安全性和舒适性,实现智能化驾驶。
4. 楼宇自动化:PLC技术可以应用于楼宇自动化控制系统,实现对电力设备、照明系统、门禁系统等的控制和监控。
这一技术可以提高楼宇的安全性和能源利用效率。
三、技术原理PLC技术的核心原理是在电力线路上叠加高频载波信号进行数据传输。
具体而言,PLC系统首先将要传输的数据转换为高频载波信号,然后通过耦合器将信号注入到电力线路中。
接收端通过耦合器接收到载波信号,并进行解调和解码,最终将信号还原为原始数据。
电力线载波技术
电力线载波技术(Power Line Carrier,PLC)是一种利用电力线作为传输媒介的通信技术。
它通过在电力线上加载高频信号,实现数据传输和通信。
电力线载波技术的工作原理是将数字信号调制成高频载波信号,然后通过耦合器将其耦合到电力线上。
这些载波信号在电力线上传播,并被接收器捕获和解调,还原为原始的数字信号。
电力线载波技术具有以下优点:
1. 无需额外的通信线路:利用已有的电力线进行通信,无需铺设额外的电缆或光纤,降低了成本。
2. 广泛的覆盖范围:电力线遍布城乡各地,因此电力线载波技术可以实现广泛的覆盖范围。
3. 易于实现:电力线载波技术可以利用现有的电力基础设施,无需进行大量的改造和建设。
4. 抗干扰能力强:电力线传输的信号受到的干扰相对较少,因为电力线本身具有屏蔽和滤波的作用。
然而,电力线载波技术也存在一些挑战和限制:
1. 噪声和干扰:电力线上存在各种噪声和干扰源,如电动机、电器设备等,可能会影响通信质量。
2. 带宽限制:电力线的带宽有限,因此电力线载波技术的传输速率相对较低。
3. 兼容性问题:不同的电力线载波设备可能存在兼容性问题,需要进行标准化和协调。
尽管存在一些挑战,电力线载波技术仍然在智能电网、家庭自动化、物联网等领域得到广泛应用。
随着技术的不断发展和改进,电力线载波技术的性能和可靠性将不断提高。
PLC通讯技术的发展及其优势摘要本文首先介绍了电力线通讯基本概念和关键技术,接下来将plc与其他接入技术进行比较,阐述其优势。
关键词电力线通讯接入技术优势一、电力线通讯的基本原理1.什么是plc通常,我们上网的方式一般有:利用电话线的拨号、xdsl方式;利用hfc双向有线电视线路的cablemedem方式,或利用双绞线的lan方式,及利用无线技术的lmds或wlan方式。
现在,随着最新的电力线通讯(plc— powerlineco~unication)技术的发展,我们又多了一种更经济、灵活、方便的宽带接入方式——电力线通讯(plc)方式即通过电力线实现高速上intemet网。
电力线通讯(plc)简单来说就是利用已有的几乎无所不在的电力线作为通讯载体,加上一些plc局端和终端调制解调器,将原有电力网变成电力线通讯网络,将原来所有的电源插座变为信息插座的一种通技术。
电力线通讯网络建成后,用户只要在房间任何有电源插座的地方,把plc终端电力调制解调器的一端插到电源插座上,一端接到电脑,不用拨号,就立即可享受最高达4.545mbps的高速网络接入,来浏览网页、拨打voip电话和在线观看电影,从而实现数据、语音、视频以及电力于一体的“四网合一”。
而且在室内组网方面,计算机、打印机、voip电话和各种智能控制设备都可通过普通电源插座,由电力线连接起来,无需网络布线,便可组成局域网,高速共享intemct网资源。
2.plc关键技术plc传输技术,是为提供端到端接入而设计的。
它贯穿了从家用电源插座和最终用户终端到电信网络的入口点。
plc技术主要包括这么几个要素:——电力线网络单元(pnu),它负责控制电力线网络并从单元配电网集成话务。
.通过适当的电信干线接口,pnu再将话务传至馈电网络。
根据馈电网络中使用的不同介质,pnu也可转换来自低压配电网的数据话务。
——电源线网络终端(pnt),它为最终用户pc或其它用户提供适当的接口,如以太网或是usb。
定义:电力载波通讯即PLC,是英文Power line Communication的简称。
电力载波是电力系统特有的通信方式,电力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。
特点: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;调制解调模块的成本也远低于无线模块。
主要缺点:1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送;2、电力线对载波信号造成高削减。
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。
应用领域:远程抄表系统,路灯远程监控系统等)以及工业智能化(比如各类设备的数据采集)。
在技术上,电力载波通讯不再是点对点通讯的范畴,而是突出开放式网络结构的概念,使得每个控制节点(受控设备)组成一个网络进行集中控制。
应用案例一:远程抄表系统(AMR)远程自动抄表(AMR)系统是智能控制网的重要应用之一。
它可以使电力供应商在提高服务质量的同时降低管理成本;并让用户有机会充分利用各种用电计划(如分时电价)来节省开支和享受多种便利。
系统功能特点:远程自动抄表、远程控制电表拉合闸、实时查询用户用电量、电表用量组抄或个别选择抄读可与收费系统联为一体、根据电网负载的峰谷时段分段电价、分时段抄表及计费、控制非法窃电行为、减少人力成本及管理成本、自动保存抄读的历史数据、统计电表数据,分析用电规律、估计线损和由电表计量误差引起的自损、配电系统评估、供电服务质量检测和负荷管理等应用案例二:远程路灯监控系统远程路灯监控系统利用电力载波技术通过已有电力线将路灯照明系统连成智能照明系统。
此系统能在保证道路安全的同时节省电能,并能延长灯具寿命以及降低运行维护成本。
系统功能特点:全天候24小时自动监控、单灯状态检测:电压、电流、开关、温度等、监控范围可达数公里、监控范围成倍增加、单灯故障状态自动上报、照明系统节能控制、各类故障或异常情况报警、多种报警方式供用户选择、远程报警信息送至控制中心或值勤人员手机、可与110等紧急呼救系统联网。
plc电力载波通信
自20世纪80年代以来,PLC(Power Line Communication)电
力载波通信技术一直都是研究领域中的热门话题。
它是一项技术,能
够将诸如数据、视频和音频信号等通过电线传输,实现局域网之间的
有线互联。
电线作为一种介质,以非常低廉的成本进行扩展,可以有
效的避免安装新的电缆的繁琐,从而为客户提供更快速的数据传输服务。
PLC电力载波通信技术能够使用位置上的标准电缆运输数据,且
不会影响正常的电力传输,其传输无需线缆布线,电能可沿着电缆线
传输受控和数据信号,解决了以往因为布线难度和昂贵而大大拖慢网
络构造进程的问题,使得网络安装和调试工作大大减少。
此外,它还
可以有效的降低网络中的安全问题,避免恶意人从外部攻击网络系统。
PLC电力载波通信技术的发展,减少了网络的建设和运营成本,
也使普通家庭能够连接到Internet。
不仅普及了宽带互联网,也帮助
普及了智能电网和服务设备智能化,给家庭带来了更多便利和安全。
随着科技发展,PLC电力载波通信技术也会逐步改进,为家庭智能化带来更多便利性,让更多的家庭也可以轻松的使用到机器学习和自动化
技术。
PLC在电力输电与配电中的应用与优势PLC(可编程逻辑控制器)是一种广泛应用于电气自动化领域的控制设备,广泛应用于电力输电与配电系统中。
其具有快速响应、可编程性强等优势,有效提高了电力系统的可靠性和效率。
本文将探讨PLC在电力输电与配电中的应用及其优势。
一、PLC在电力输电领域的应用1. 电力监测与故障检测PLC可以通过安装相应的传感器和监测模块,对电力系统的各个环节进行实时监测。
当系统出现故障或异常时,PLC能够及时识别并发出警报信号,同时记录故障信息以便维护人员进行分析和处理。
这种监测与故障检测的能力大大提高了电力输电系统的可靠性和安全性。
2. 路径选择与优化控制在电力输电中,存在着多条输电线路和多个变电站供电选择的情况。
PLC可以根据电力系统的运行状态和需求,智能地选择最优路径进行输电,从而有效降低线路负荷,提高电力传输效率。
3. 智能电能负荷管理PLC能够根据电网需求对电力负荷进行精确的管理。
通过与各个配电站的实时通信,PLC能够智能地调整电能分配,使得电力系统能够根据需要平衡各个负荷,最大限度地提高电力的利用效率。
二、PLC在电力配电领域的应用1. 自动化配电管理PLC的可编程性使得其能够自动化地进行电力配电管理。
通过与开关、变压器等设备的连接,PLC能够实现对电力配电设备的监控和控制,实现远程操作和自动化管理。
这种自动化配电管理大大提高了配电系统的运行效率和可靠性。
2. 基于PLC的安全保护系统PLC在电力配电系统中还有着重要的安全保护功能。
PLC可以通过与安全传感器的联动,实现对电力设备的监控和自动保护。
例如,当电流过载或短路发生时,PLC能够迅速切断电路,保护设备和人员的安全。
三、PLC在电力输电与配电中的优势1. 快速响应能力PLC具有快速响应的能力,可以在微秒级别内完成对电力系统状态的检测和控制。
这种快速响应能力使得PLC能够迅速地应对电力系统中的各种异常情况,从而保障系统的稳定运行。
浅谈PLC电力线载波技术什么是PLC电力线载波PLC的英文全称叫PowerLineCommunication,从字面上我们就可以理解这是一种利用现有电力线,通过载波方式将信号进行传输的技术。
其最大的特点是不需要重新架设网络,只要有电线,就能进行数据传输。
PLC技术主要缺点既然PLC技术这么牛,只要电线架设到哪,数据通讯就可以传输到哪,那我们在日常的生活中为什么不采用PLC电力线技术上网,而是采用ADSL、光纤等作为宽带接入呢?这是由于PLC技术的一些固有缺点限制了它的更广泛应用。
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.电子线对载波信号有很大的衰减,所以一般电力载波信号只能在单相电力线上传输;3.电力线上的用电装置很多,会对载波信号造成干扰,而且干扰信号功率可能会远远大于载波信号。
总结来说就是电力线并不是载波信号传输的一个理想媒介,所以PLC载波技术一直仅限于远程抄表之类的应用。
但是随着智能电网建设,智能家居电器、智能电表等之间的互联通信又为PLC载波技术提供了一个新的舞台,而各大厂家针对PLC载波技术也在不断改进,使其更适合数据传输和通信。
主要PLC载波技术目前国内的载波通信基本都是窄带的FSK载波,这种方式受电力线的负载影响较大,通信信道容易造成不稳定,而且其传播速率不够,达不到智能电表实时通讯的要求,所以很多新的载波通信改进方案应运而生。
如安森美采用的S-FSK和ASK调制自动切换技术,意法半导体的采用的n-PSK调制技术,而美信在主推的PLC-G3方案,则基于OFDM调制技术,还有中东和欧洲正在部署的PRIME标准,也是基于OFDM调制技术。
各大半导体厂商针对各技术也都有相应的芯片方案推出,如美信的MAX2990、MAX2992,意法半导体的ST7580等等,而德州仪器的C2000平台则采用DSP方案,用户只需修改软件协议就能实现FSK、G3、PRIME等多种标准方案,为设计带来了极大的便利。
PLC电力线通信技术优点及弊端作者:王显亮来源:《科学与技术》2018年第15期摘要:电力线通信技术(PowerLineCommunication,PLC)是近来被广泛研究的一项技术,运用此技术我们可以将传输电流的电力线作为通信载体,把载有信息的高频信号加载到电力线上,通过电线进行数据输出,最后用专用解调器将信号分离并发送给终端设备,极大提高了信息传输的效率。
事实上广义电力线通信技术早在六十多年前就已经应用在了输电线路上,用于发电厂及变电站的调度指挥通信。
而现在所说的PLC通常是指利用低压配电线路传输高速数据、语音、图像等多媒体业务信号的一种通信方式,主要应用于家庭互联网接入和家电智能化联网控制。
本文通过介绍PLC技术的发展,并对PLC技术的优缺点及未来的应用前景进行分析阐述。
关键词:电力线通信;调制解调器;数字信号处理一、电力线通信电力线通信技术(Power Line Communication)简称PLC,是利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。
该技术是把载有信息的高频信号加载于电流,然后用电线传输,接受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出来,并传送到计算机或电话,以实现信息传递。
目前在多种场合使用的低速(1200bps以下)电力载波已很普遍。
利用输电线路作为信号的传输媒介,人们利用电力线可以传输电话、电报、远动、数据和远方保护信号等。
由于电力线机械强度高,可靠性好,不需要线路的基础建设投资和日常的维护费用,因此PLC具有较高的经济性和可靠性,在电力系统的调度通信、生产指挥、行政业务通信以及各种信息传输方面发挥了重要作用。
我们上网的方式一般有:利用电话线的拨号﹑XDSL方式;利用有线电视线路的CABLE MODEM方式,或利用双绞线的以太网方式。
现在,我们又多了一种更方便,更经济的选择:利用电线,这就是PLC!PLC的英文全称是Power Line Communication,即电力线通信。
电力载波的优缺点简述一、优点:只需要两端加上阻波器等少量设备即可实现通讯、远传等功能,投资小!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大困扰将在很大程度上减弱,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。
二、缺点:1、信号质量差,单宽窄,线路停运时检修时(有地线时)就不能传送数据、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、不同信号耦合方式对电力载波信号损失不同,耦合方式有线-地耦合和线-中线耦合。
线-地耦合方式与线-中线耦合方式相比,电力载波信号少损失十几dB,但线-地耦合方式不是所有地区电力系统都适用;4、电力线存在本身固有的脉冲干扰。
使用的交流电有50HZ和60HZ,其周期为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,因此干扰必须加以处理。
有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法,但由于过零点时间短,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。
6、可靠性差,通讯不稳定,由于低压电力线本身的介质,结构和负荷的影响,载波信号易受干扰。
另外,电力载波抄表系统国家只允许在指定的试点地区做电表远程抄表试验,还没有应用到水表和气表抄表系统中,水表和气表必须将信号传输到采用电力载波通讯的采集设备上,也就是说:对水表和气表而言,没有解决连线的问题。
1.电力线载波电力载波通讯即PLC,是英文Power line Communication的简称。
电力载波是电力系统特有的通信方式,电力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。
目前常见的且有国际标准/联盟支持的电力线载波通讯协议有2种-Prime or G3,这里先介绍Prime,G3另外开贴再表。
2. Prime 网络结构Prime的网络结构大体如下3. 物理层Prime协议没有免俗,使用了时下最流行的OFDM(正交频分复用)技术。
像G3 PLC或者更为大众所熟知的LTE,也都使用了OFDM这项技术。
关于OFDM的具体细则这里就不做展开了。
Prime PLC工作在42-89 kHz Band A or 100-500 kHz FCC(Prime 1.4新加入)以下以Band A为例子:物理层的OFDM调制工作在41.992kHz~88.867kHz,在这个频段上共有97个子载波(等距子载波)子载波的间隔Δf=0.488kHz(488.28125Hz)。
一个Prime OFDM symbol时间为1/Δf+192μs (循环前缀)=2240μs4. MAC层4.1 MAC FrameMAC Frame是Prime网络的立身之本,决定了各节点对Prime网络的使用MAC Frame的定义是–Time is divided into composite units of abstraction for channel usage。
MAC Frame在1.36和1.4中的定义分别如下4.1.1 CFPCFP-Contention Free Part: 在CFP period内只有被授权的节点才能使用网络关于CFP的时间1.36中CFP并不是一定需要的,可以为0,在1.4中CFP时间至少为(MACBeaconLength1 + 2 x macGuardTime)一般情况下CFP时间是通过CFP MAC control packet获得的,在1.4中CFP这种特权会在中继节点转发Beacon-Slot时获得。
P L C电力载波通信技术优势介绍非原创
PLC电力载波通信原理介绍
电力线通信(Power Line Communication,简称PLC)技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。
该技术是通过调制把原有信号变成高频信号加载到电力线进行传输,在接收端通过滤波器将调制信号取出解调,得到原有信号,实现信息传递。
目标标准主要有:
⏹Home-Plug(家庭插电联盟),美国发起,已逐步成为国际标准。
⏹OPERA—开放式PLC欧州研究联盟(The?Open?PLC?European?Research?Alliance)
电力线是一个极其不稳定的高躁声、强衰减的传输通道,要实现可靠的电力线高速数据通信,必须解决低压配电网上各种因素如:噪声、阻抗波动、配电网结构、电磁兼容性以及线路阻抗和容性负载引起的信号衰减等主要因素对数据传输的影响。
为了解决以上低压配电网中各因素对数据传输的影响,在电力线上传输高速数据信号一般采用两种技术:
⏹电力线数字扩频(Spread Spectrum Communication ,SSC),窄带PLC技术
⏹正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM),即宽带PLC
技术
窄带PLC和宽带PLC比较
电力线数字扩频技术(Spread Spectrum Communication ,SSC):
用伪随机编码将待传送的信息数据进行调制,实现频谱扩展后再传输,在接收端则采用同样的编码进行解调及相关处理。
香农公式
C=Wlog2(1+S/N)(其中:C为信道容量,W为频带宽度,S/N为信噪比)
主要优点如下:
1)抗干扰能力强,适合在低压电力线这样的恶劣通信环境下实现可靠的数据信息。
2)可以实现码分多址技术,在低压配电网上实现不同用户的同时通信。
3)信号的功率谱密度很低,具有良好的隐蔽性,不易被截获。
缺点:
扩频通信虽然抗干扰能力较强,但受其原理制约,传输速率最高只能达到1?Mbit /s左右。
采用SSC技术的PLC通常称为窄带PLC。
正交频分复用技术(OFDM):
OFDM技术把所传输的高速数据流分解成若干个子比特流。
每个子比特流具有低得多的传输速率,并且用这些低速数据流调制若干个子载波。
相比SSC技术,OFDM具有以下的优点:?
1)抗衰减能力强。
OFDM通过多个子载波传输用户信息,对脉冲噪声(ImpulseNoise)
和信道快衰落的抵抗力很强。
同时,通过子载波的联合编码,OFDM实现了子
信道间的频率分集作用,也增强了对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力。
2)频率利用率高。
OFDM允许重叠的正交子载波作为子信道,而不是传统上利用
保护频带分离子信道的方式,因此提高了频率利用效率。
3)适合高速数据传输。
OFDM的自适应调制机制,使不同的子载波可以根据信道
情况和噪音背景的情况选择不同的调制方式。
OFDM技术非常适合高速数据
传输。
4)抗码间干扰(ISI)能力强。
码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干
扰。
造成码间干扰的原因有很多。
实际上,只要传输信道的频带是有限的,就
会造成一定的码间干扰。
由于OFDM采用了循环前缀,因此,对抗码间干扰的
能力很强。
华为PLC技术优势
华为PLC,采用华为海思自主研发芯片:Hi3911C,载波频率:2~12MHz(支持自适应调节),OFDM调制,相相耦合,最大发射功率4W,幅值大约±9V。
遵从Home-Plug (家庭插电联盟)国际标准。
技术特点:
⏹物理层采用OFDM,即“正交频分复用”技术,子载波支持BPSK、QPSK、8QAM、
16QAM、64QAM 调制
⏹载波频率:2~12MHz
⏹物理层峰值速率14Mbit/s
⏹应用层峰值速率2.8Mbit/s
⏹支持终端个数1000 个
华为组串式逆变器,内部集成PLC通信模块PLC STA,通过交流输出电力线缆,与安装于箱变侧的智能子阵控制器Smartlogger进行电力载波通信。
整个光伏子阵内,采用PLC后再无须专门为子阵内通信铺设RS485通信线缆,可节省通信线缆及施工量。
PLC电力载波与RS485方案对比
电力载波是电力系统特有的通信方式,电力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。
光伏电站中应用场景比较多样,特别是大型电站,通常在偏远的荒芜地区,传统的通讯方案需要专门设计通讯线缆部分,埋地的话需要铠装线缆或者穿管铺设,成本升高,且施工方面需要挖沟,而PLC的最大特点:不需要重新架设通讯线缆,只要
3、华为PLC对潜在影响因数抑制介绍
3.1噪声抑制
3.1.1 逆变器交流线路上噪声主要有以下几种情况:
1) 逆变器的开关噪声,基本比较稳定,逆变器正常工作时基本不会影响PLC通信。
2)交流谐波噪声,来源于逆变器交流输出。
逆变器输出谐波控制不好,会导致交流线上噪声过大,从而影响PLC的信噪比,可能会导致通信失败。
逆变器交流线路上噪声抑制方案如下:
1)大多数交流噪声频率都在2MHz以下,而华为PLC芯片载波频率在2~12MHz,所以不会影响PLC通信。
对于逆变器的开关噪声,大约15KHz,基本比较稳定。
此种噪声进入到PLC通信板后,会被硬件带通滤波器滤除,不会影响通信。
2)交流谐波噪声过大,会影响PLC的信噪比,可能会导致通信失败。
针对这一种噪声,华为PLC芯片物理层支持FEC(Forward Error Correction)和CRC(Cyclic Redundancy Check)功能,具备强大的去噪和纠错能力。
同时有专门的自动增益调整技术和特定的噪声滤波算法,可以很好的提升噪声耐受能力。
3)PLC芯片物理层还支持数据分段和重组,数据重传机制;应用层也有超时重传机制。
对于在某一时候受到干扰的情况,可以在下一次数据传输时继续传输正确的数据。
3.2抗信号衰减和反射抑制
3.2.1 PLC信号在交流线路上衰减会导致传输距离变短,主要因素有:
1)汇流箱到箱变的传输线路过长,受到线缆本身阻抗以及分布电容的影响,PLC 信号会被衰减。
2)线路上由于阻抗不匹配带来的信号反射以及多径反射,会造成信号衰减和失真。
信号衰减的简单模型如下:
信号从逆变器(PLC-STA)出来后进入汇流箱(这一段线缆为L1),经过长距离传输到箱变(这一段线缆为L2),再经过箱变母排到PLC-CCO (这一段线缆为L3)。
L1、L2和L3之间由于阻抗不匹配导致信号反射,线缆由于本身阻抗导致会有线缆衰减。
3.2.2华为PLC对衰减的解决措施
1)传输线阻抗匹配:
对于两段不同的线缆,如果要求传输距离远,需要做到阻抗匹配。
由于涉及到工程安装,如果不能做到阻抗匹配,尽量选择高频阻抗低的线缆。
2)信号反射的抑制:
PLC信号使用OFDM进行调制解调,通过信号备份来消除反射的影响。
载波频段分为几个备份的传输频段,每个传输频段内又分为若干个子载波,每个子载波上面调制的幅度,就是有用信号的频域信息。
4、应用案例
浙江杭州某农光互补30MW电站中,2014年11月并网。
电站全部采用
SUN2000-40KTL组串逆变器,每个子阵约1.6MW,48台组串逆变器,各子阵内的逆变器之间采用PLC通信。
电站运行至今,逆变器运行稳定,PLC未发现通讯质量问题。
2015年5月随机对一个子阵进行PLC对电能质量的影响现场测试,及PLC通信质量一周通信丢包率分析,测试结果显示,采用PLC通信后的电网谐波,与未采用PLC
通信的子阵的电网谐波,几乎一样,PLC载波通信,不会对电网质量产生影响。
通过一周的通信日志分析,丢包率在0.05%,稳定性非常好,通信可靠性高。
4.1、PLC对电网谐波影响分析
4.2、一周丢包率分析。