低压电力线路载波通信的不足及应对措施
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浅谈低压电力线载波通信中的干扰及解决措施作者:胡瑞来源:《科技视界》 2015年第26期胡瑞(沈阳理工大学自动化与电气工程学院,辽宁沈阳 110159)【摘要】电力线载波通信技术是采用电力线传送数据和话音信号的一种通信方式。
本文通过分析低压电力线载波通信中存在的噪声和干扰情况,介绍了减少或克服这些干扰的解决方法。
【关键词】低压电力线载波通信;干扰分析;抗干扰措施Interferences and Solutions in Power Line Carrier Communication with Low VoltageHU Rui(Shenyang Ligong University, Shenyang Liaoning 110159, China)【Abstract】The power line carrier communication(PLC) is a kind of communication method that transmits the data signal and audio signal through the power line. This papers introduces the solutions to reduce or overcome the interferences based on analyzing the noises and interferences in power line carrier communication with low voltage.【Key words】Power line carrier communication with low voltage; Interference analysis; Anti-interference solution作者简介:胡瑞(1978—),女,辽宁沈阳人,硕士,沈阳理工大学自动化与电气工程学院测控技术与仪器教研室,讲师。
电力系统通信运行问题及解决措施随着信息技术的不断发展,电力系统的通信运行已经成为电力系统的重要组成部分。
而在电力系统通信运行中,常常会出现各种问题,这些问题可能会影响到电力系统的正常运行和安全性。
解决电力系统通信运行问题成为了当前电力行业面临的一项重要任务。
本文将重点探讨电力系统通信运行中存在的问题,并提出相应的解决措施。
一、电力系统通信运行问题分析1. 通信故障在电力系统通信运行中,通信故障是一个常见问题。
通信故障可能包括通信传输线路故障、通信设备故障等。
一旦发生通信故障,就会影响到电力系统中各个部门之间的通信,进而影响到电力系统的运行和管理。
2. 数据安全问题随着电力系统数字化程度的提高,电力系统的各种运行数据也逐渐从传统的纸质方式转变为电子化方式存储和传输。
电子化数据的存储和传输也带来了数据安全问题。
一旦电力系统的通信数据受到破坏或者泄露,就会对电力系统的安全性造成严重威胁。
3. 数据传输延迟在一些特定的情况下,电力系统的通信数据可能会受到传输延迟的影响。
在网络拥堵或者设备故障的情况下,通信数据的传输可能会出现延迟,这就会导致电力系统的实时监测和控制受到影响。
二、解决措施1. 加强通信设备的维护和日常管理针对通信故障问题,电力系统需要加强对通信设备的维护和日常管理。
定期对通信设备进行检查和维护,及时处理通信设备的故障,可以减少通信故障对电力系统的影响。
2. 强化数据加密和权限管理为了解决数据安全问题,电力系统需要加强对通信数据的加密和权限管理。
采用可靠的加密算法对通信数据进行加密,同时建立完善的权限管理机制,限制未授权的人员访问和修改通信数据,可以有效确保电力系统通信数据的安全性。
3. 提高通信设备和网络的鲁棒性为了解决数据传输延迟的问题,电力系统应该采用高可靠性的通信设备和网络。
利用冗余设计,增加通信设备和网络的冗余度,提高通信系统的鲁棒性,可以有效降低通信数据传输延迟的风险。
4. 强化人员培训和技术支持为了更有效地解决电力系统通信运行问题,电力系统需要加强对相关人员的培训和技术支持。
低压电力线载波通信干扰因素的解决及其发展现状资料来源: | 2007-11-26 | 已阅65次摘要:文章主要讨论了限制低压电力线载波通信的主要因素,提出了在电力线载波通信中干扰问题的两种解决方法,扩频通信技术和OFDM技术,并展望了低压电力线载波通信在未来的发展前景。
关键词:低压电力线,载波通信,扩频通信,正交频分复用(OFDM)电力线载波通信(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式,它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。
用电力线作为网络接入方案,可利用已有的电力配电网络进行通信,不需要重新布线,且电力线网络分布广泛,接入方便,多用户能够共享宽带,因此,PLC宽带接入技术具有得天独厚的优势,它也成为解决宽带网络“最后1公里”问题最具竞争力的技术之一。
但是,低压电力线并不是专门用来传输通信数据的。
它的拓扑结构和物理特性都与传统的通信传输介质,如双绞线、同轴电缆、光纤等不同。
它在传输通信信号时信道特性相当复杂,负载多,噪声干扰强,信道衰减大,信道延时,通信环境相当恶劣。
本文主要对低压电力线通讯信道的载波传输特性进行了系统的分析,提出了对信号干扰问题的两种解决方法,分别可以采用OFDM和扩频通信两种技术来克服信道中的干扰问题,而且也简要地介绍了我国现代低压电力线载波通信的发展现状。
1 信道特性分析低压电力线是给用电设备传送50Hz电能的,利用电力线实现数据传输即采用电力线载波技术。
由于电力线本身不是为通信设计的,因此其特性在很多方面难以直接满足载波通信的要求。
低压电力线信道的通信环境恶劣,存在变化的阻抗,不可预测的噪声干扰,强烈的信号干扰,强烈的信号衰减,这些都是有信道本身的特性决定的,因此,需要对信道特性进行详细的分析。
1.1 阻抗特性分析为了使耦合到电力线上的发射信号功率最大,载波机的输出阻抗应该与电力线上接受机的输入阻抗相匹配。
由于电网上有大量的电力负载和电力设备(如无功补偿电容等)随机的接入、切出,这些器件对载波信号的衰减非常严重,其高频等效阻抗变化范围很大,有时小于0.1Ω,有时候突然增大到几十欧姆。
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。
电力线载波通信的一些技术问题摘要:电力线载波通信近几年来的技术发展对于电力线载波通信在高压到低压各个领域里的应用所带来的震撼的确是十分鼓舞人心的。
尽管目前在电力线载波通信技术及设备上还不尽完善,但她所激发的巨大市场潜力已促使我国众多的企业毅然投入到这一领域的研发之中。
关键词:电力载波通信;通信;技术一、高压电力线载波信道容量长期以来一直是电力线载波通信存在的关键问题,如何进一步实现更高速、多路的电力线载波通信是进一步发展的主要课题。
目前我们已通过成功地采用数字复接技术扩展了频域4kHz带宽的信道容量(达到28.8kbits/s),今后还可在线路频率的回波抵消上进行一番深入研究。
国内以前曾有过对模拟正交调制实现通道容量倍增的研究,随着技术的发展,高精度的DDS(直接频率合成)技术已经商业化,这一研究还可继续进行下去。
同时,在电力线载波频率资源趋于宽松的情况下,在载波线路频谱上采用比当前4kHz载波基本频带更宽的频带已成为可能,本文认为相关的载波标准应针对当前的实际情况考虑适当修改,并以此来规范现场的实际应用。
数字多路复接类型的电力线载波机在进行远动数据传输时,有时会产生瞬时中断现象,这种现象对于语音传输无大影响,但是对于数据传输,尤其是一些重要的控制信号的传输将带来不良的后果。
据分析,这一现象可能是由线路上的突发脉冲干扰引起的,因此,解决这一问题可以考虑两个方面,一是在载波机设计中有针对性地重点考虑如何解决(据说已有产品,还需现场验证);二是在现场应用中也要注意不能一概而论地上数字复接载波机,应针对实际应用的场合来选择合适的载波机类型。
如果线路突发噪声比较高,频繁出现这样的瞬时中断时,在目前情况下应考虑采用DSP制式的数字化电力线载波机。
载波机的接口类型目前有音转、二线E&M、四线E&M、小号、延长线、远动等,还需更趋于完善,尤其是与数字设备和通信网管理系统以及调度自动化系统的接口更需规范、适用。
探讨低压集抄系统采用载波技术存在的问题摘要:低压电力线载波抄表方式是利用芯片技术对用电数据进行调制解调,通过电力线载波通信实现集中抄表。
由于这种方式无需另外布线,不受种种管理规定的限制,所以安装简单。
表上模块存有数据,即使系统出现故障时也不会影响计量,目前应用的集抄系统大多为载波通信集抄方式,采集模块大部分是基于FSK调制技术。
关键词:低压集抄系统;载波通信;电力线影响电力线载波通信质量的主要因素一是电力网络的阻抗特性及其衰减制约了信号的传输距离;二是噪声的干扰影响了数据的传输质量。
因此,低压电力网载波通信在实际应用中还存在许多影响系统运行稳定的问题,包括集抄系统设备自身的技术问题、周围用电设备干扰影响的问题。
同时,载波电能表及配套产品造价偏高,难以大规模推广。
2 电能表集抄系统采用载波技术存在的问题2.1数据远距离通信问题目前,无论是采集器与集中器、集中器与主站还是集中器与掌机,都存在通信不稳定问题。
载波通信的成功率相对较低,这就要求编码方式要易于接收,当出错时能够发现,并应具有一定的容错能力。
发射功率越大通信距离越远,但过大的发射功率会影响家用电器的使用,甚至造成损坏,而且相关规程对发射功率也有限制,为能使用较小的发射功率传输较远的距离,必须选择最佳的耦合方案,即考虑怎样把调制的信号耦合到电力线上。
另外集中器通信方式的选择也会对载波集抄系统的性能产生很大的影响。
2.2地埋电缆的通信问题由于目前城市居民小区内用电线路大多为电缆敷设方式,能够在电缆上远距离传输是载波通信的关键性技术,目前这一问题尚没有完全解决。
能够实现载波有效的在电缆上远距离传输,将有助于载波集中抄表系统的推广。
2.3抗干扰能力系统的抗干扰能力还不能达到实用化要求。
主要表现在电源对系统的影响、环境条件对系统的影响、气候变化对系统的影响等,使系统不能稳定可靠地运行。
2.4载波通信速率较低目前,国内的抄表系统通信速率不够。
只有提高通信速率才能提高载波通信系统的实用性,并使实时监测成为可能。
电力系统通信运行问题及解决措施随着社会的不断发展和电力系统的不断完善,电力系统在通信运行中也面临着各种问题。
这些问题不仅影响着电力系统的正常运行,还可能导致安全事故和经济损失。
及时发现并解决电力系统通信运行中的问题就显得尤为重要。
本文将围绕电力系统通信运行问题展开讨论,并提出解决措施。
一、电力系统通信运行问题1. 通信故障频发:在电力系统中,通信设备和网络设备可能会出现故障,导致通信中断,甚至无法正常通信。
这些故障可能是由设备老化、使用不当或者外部环境干扰等原因造成的。
2. 通信速度慢:电力系统中的通信设备众多,数据量大,如果通信速度慢就会导致信息传递不及时,影响电力系统的实时监测和控制。
3. 通信安全性差:电力系统的通信网络往往涉及到重要数据传输,如果通信安全性差,容易遭受到黑客攻击或者信息泄露的风险。
4. 通信协议不兼容:由于电力系统的通信设备种类和品牌繁多,其通信协议可能存在不兼容的情况,导致设备之间无法正常通信。
以上这些问题都会对电力系统的正常运行造成不小的影响,因此需要及时发现并解决。
二、解决措施1. 定期检查和维护通信设备:定期对通信设备进行检查和维护,及时发现设备的潜在故障并进行处理,可以减少故障频发的可能性。
2. 采用高速通信设备:为了解决通信速度慢的问题,可以考虑采用高速通信设备,提高通信速度,保证信息的及时传递。
3. 提高通信安全性:加强对电力系统通信网络的安全保护,采取加密、防火墙等措施,保障通信数据的安全传输。
4. 统一通信协议:在电力系统通信设备的选型和规划中,尽量选择兼容性较好的设备,统一通信协议,避免设备之间出现兼容性问题。
5. 设备位置合理规划:在电力系统的通信设备规划中,应合理安排设备之间的距离和位置,避免由于设备距离限制导致通信不畅的问题。
以上这些解决措施都可以有效地帮助解决电力系统通信运行中的问题,保障电力系统运行的安全和稳定。
电力系统通信运行问题是一个需要引起重视的议题,解决这些问题不仅关系到电力系统的安全稳定运行,也关系到社会的经济发展和人民的生活质量。
低压电力线载波通信与抗干扰解决途径赵新正;姚发久;白崇乾;王阳【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2014(000)019【摘要】Since the power grid is the largest,most popular and reliable network,data transmission through low-voltage power line is the most economical way to use the existing resource. The technology for low-voltage power line multi-frequency self-adaption DSSS carrier communication was created by Shaanxi Kaistar Company,in which the development of IC chip and thick film circuit were included. The jamming from low-voltage power line was completely solved on the basis of the data concentrator, data acquisition unit,data controller and anti-jamming products. The application of power line carrier communication in the energy resources measurement and monitoring platform is superior to the other technologies.%电网是最大、最普及、最可靠的供电网,利用低压电力线实现数据传输,具有利用现有资源、减少投资的现实意义。
中国仪器仪表行业协会团体标准《低压电力线载波通信故障诊断与处置方法》编制说明(送审稿)20230905一、工作简况1、任务来源本团体标准于2022年7月20日据中国仪器仪表行业协会下发的中仪协[2022]10号文件取得立项批复,项目名称为:《低压电力线载波通信现场故障诊断及检测技术规范》,项目编号为:T/CIMA0098,由中国仪器仪表行业协会提出,由中国仪器仪表行业协会归口。
2、目的和意义低压电力线载波通信通过低压配电线作为通信媒介实现通信,随着科技进步和需求增加,低压电力线载波通信传输速率提高、通信距离延长、通信功能也得到了扩展,可以传输更多类型的数据和信号。
随着智能电网的发展,它成为智能电网中能源管理、故障诊断远程监控等功能的重要手段,低压电力线网络是现今覆盖范围最广的网络,确保其稳定运行至关重要。
在低压电力线载波通信系统中,由于各种因素的影响(如线路老化、设备损坏、外界干扰等),可能会导致通信故障的发生,一旦发生故障,及时准确地诊断并采取有效的处置措施对于恢复通信系统的正常运行至关重要。
由于故障诊断标准尚未完善,制定具体的通信故障诊断与处置方法标准对维护电力线通信系统的稳定具有重要意义。
标准的制定可以统一低压电力线载波通信故障诊断与处置的方法和准则,确保不同厂家和机构快速定位和解决故障,有效降低故障诊断与处置的成本以及故障对系统运行的影响,对于增强通信系统的稳定性和可靠性具有重要意义。
本文件规定了低压电力线载波通信故障诊断与处置方法的术语和定义、技术要求、试验要求、故障类型、故障诊断与判定处置。
3、主要工作过程2022年5月:申请立项并上报标准的草案稿和项目建议书,制定立项计划。
2022年7月:中国仪器仪表行业协会下达了“关于《静止式电能表动态误差同步测试方法》等16项团体标准立项的批复”。
由国网湖南省电力有限公司供电服务中心(计量中心)牵头,组织成立“低压电力线载波通信现场故障诊断及检测技术规范”起草工作组。
低压集抄系统载波通信运行劣化原因及改善措施分析China S cien ce & T ech n ology O verview7信息技术与应用|黄彩虹(广东电网有限责任公司云浮罗定供电局,广东罗定527200)摘要:本文从设备质量、环境干扰、运维管理方面分析了低压集抄系统载波通信运行劣化的原因,并在此基础上对技术和管理 方面提出了提高电力线载波通信稳定性和抄表成功率的应对措施。
关键词:电力线载波通信;劣化原因;改善措施中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)19-0031-020.引言智能电网日臻完善,远程自动抄表方式已全面投入应 用,大幅提升电力系统抄表质量和效率,其中利用现有电 力线作为通信媒介的电力载波通信,因其无需重新布线,通道建设投资相对较低、传输频段不受限,带宽范围内频 段自适应、设备较少、安装便捷、运维方便等显著特点,在自动抄表系统中得到广泛应用。
1. 低压电力线载波通信劣化原因1.1抄表设备老化或故障受生产工艺影响,集中器、集中器路由模块、电能表 载波模块、电能表不可避免地存在制造质量差异,在高 温、潮湿等现场环境下运行一定年限后,这种质量差异将 会越发明显,设备老化或故障,通信性能下降,部分设备 出现抄表速率低甚至抄表失败情况。
电力变压器的短路阻抗对高频载波信号呈现隔断特性,这个特性使载波信号通常只在一个配电变压器区域范 围内传递,采用电力线载波方式对相邻台区供电的电表进 行抄表就需要克服变压器高频信号隔断特性对载波抄表信 号的衰减影响,其抄表成功率取决于两台区的线路现状、相邻距离和两台区之间载波信号耦合程度。
实际上,在日常配网运维管理中,为应对负荷增长产 生的变压器、低压网重过载现象,规划解决低压网供电稳 定和质量问题,供电部门往往需要增加供电布点,进行负 荷切割调整,这时候一旦未按现场实际的变户关系变更抄 表档案,形成跨台区抄表现象,就会因变压器的高频信号 隔断特性而导致抄表不稳定甚至抄表失败。
第32卷增刊2 电网技术V ol. 32 Supplement 2 2008年12月Power System Technology Dec. 2008文章编号:1000-3673(2008)S2-0189-02 中图分类号:TM73 文献标志码:A 学科代码:470·4054 低压电力线载波通信面临的挑战与对策顾海林1,殷树刚2,刘海林3(1.太仓供电公司,江苏省太仓市 215400;2.中国电力科学研究院,北京市海淀区 100192;3.荣成电力公司,山东省荣成市 264300)Challenge and Countermeasures of Low-Voltage Power Line Carrier CommunicationGU Hai-lin1,YIN Shu-gang2,LIU Hai-lin3(1.Taicang Electric Power Supply Company,Taicang 215400,Jiangsu Province,China;2.China Electric Power Research Instritute,Haidian District,Beijing 100192,China;3.Rongcheng Electric Power Company,Rongcheng 264300,Shandong Province,China)摘要:介绍了我国低压配电网的结构以及负荷现状,分析了不同结构的配电网及越来越复杂的负荷对常规低压电力线载波通信技术应用的影响,提出在目前状况下中国低压电力线载波通信的出路在于工频以及超低频通信。
关键词:电力线载波;负荷;超窄带;用电信息采集0 引言常规低压电力线载波通信技术在国内最广泛的应用是居民用户用电信息采集系统[1-2]。
居民用户用电信息采集系统是供电企业提高营销自动化水平的重要手段,采用低压电力线载波通信技术实施居民用户用电信息采集的系统能够充分利用现有的电力线资源,无需另外布线。
国内外低压电⼒线载波通信应⽤现状分析国内外低压电⼒线载波通信应⽤现状分析1.概述电⼒线载波通信(PLC)是电⼒系统特有的、基本的通信⽅式。
早在20世纪20年代,电⼒载波通信就开始应⽤到10KV配电⽹络线路通信中,并形成了相关的国际标准和国家标准。
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,使得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的贡献。
利⽤低压电⼒线来传输⽤户⽤电数据,实现及时有效收集和统计,是⽬前国内外公认的⼀个最佳⽅案。
低压电⼒线是最为⼴泛的⼀种通讯媒介⽹络,采⽤合适的技术充分⽤好这⼀现成的媒介,所产⽣的经济效益和⽣产效率是显⽽易见的。
在20世纪90年代,⼀些欧洲公司进⾏涉及电⼒线数据传输的试验,虽然最初实验效果好坏参半,通信技术的不断进步与互联⽹业务的蓬勃发展带动了电⼒线通信的显著增长。
在美国,弗吉尼亚州马纳萨斯市⾸次开始⼤范围部署PLC的服务,提供抄表、上⽹等业务,速率达到了10Mbps,费⽤为30美元/每⽉,在该地区已覆盖3.5万城市居民⽤户。
⽬前,摩托罗拉公司正在进⾏Powerline MU计划,该技术提⾼到⼀个新系统,摩托罗拉的系统只使⽤居民住宅⽅⾯的低压电⼒线传输,以减少天线效应。
摩托罗拉公司邀请美国⽆线电中继联盟参加与这些测试,甚⾄摩托罗拉在其总部安装了系统,初步结果⾮常乐观的展⽰了抗⼲扰特性。
该PLC技术仅⽤于最后电⽹分⽀向室内的⼀段进⾏数据传输,⽽信号通过⽆线电获取传到配电⽹节点,这就限制了从最后这⼀段到室内的信号对周围地区的⼲扰,实现了居民⽤户的电能数据采集。
在埃及,综合项⽬⼯程办公室(EOIP)部署了⼴泛的PLC技术应⽤在亚历⼭德⾥亚、法耶德和坦塔。
低压电力线载波通信技术应用情况分析与思考电力线载波通信技术,英文简称PLC(Power Line Communication>, 是指利用己有的配电网作为传输媒介,实现数据传递和信息交换的一种技术。
在低压配电网进行PLC1信,已经成功用于远程抄表、家居自动化和智能小区等领域。
随着网络技术和信息技术迅猛发展,国内外利用低压电力线传输速率在1Mbp以上信息的高速电力线载波技术研究不断取得重要进展,该技术在现有电力线上可以实现数据、语音和视频等多业务的承载,未来可以传输数据、语音、视频和电力为一线的“四网合一”,是极富诱惑力、也充满了时代挑战的一种新技术。
低压电力线载波通信目前正处于发展的重要时期,随着关键技术问题的逐步解决以及各种标准规范的建立完善,必然会得到大规模的发展和广泛的推广应用,对此,我们必须高度重视。
一、密切关注低压电力线载波通信应用与发展情况电力线载波通信技术组网简单、成本低、抗毁性强、易于实现,近几年发展很快。
可以乐观地预见,低压电力线载波通信技术必将成为未来几年数字通信领域的研究热点,引起IT 行业的广泛关注。
<一)技术不断进步载波通信技术加快发展。
低压电力线载波通信的核心问题是载波信号的调制vModulate)与解调vDemodulate),也即电力载波调制与解调芯片vModem)。
随着低压电力线载波通信技术的发展进步,电力线载波通信的速率、传送数据量、抗干扰能力都得到了很大的提高,为电力线载波通信市场化奠定了重要的物质基础。
传输可靠性明显提高。
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得到了综合应用,有效提高和改善了低压配电网电力线载波通信的可用性和可靠性,使电力线载波通信技术具有更为广阔的应用前景。
行业标准逐步制定。
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vCENELEC )的EN50065- 1 规定电力载波频带为3〜148.5kHz ;我国国家能源局DL/T698.1 规定电力行业载波频带为3〜500kHz 。
低压载波通信的应用及其存在的问题赵博1,梁娅婷2(1.成都电业局龙泉驿供电局;2.成都电业局检修公司)引言自从20世纪20年代电力载波通信(Power Line Carrier,简称PLC)推出以来,PLC已经成熟而有效地应用于电力系统。
电力公司喜欢采用电力线载波通信手段,这种通信方式可以沿着电力线传输到电力系统的各个环节,而不必考虑架设专用线路。
在我国,由于特殊的国情,低压载波通信在应用中遇到了一些困难,还没有大规模推广开。
本文主要概述了低压载波通信的概况,在实际应用中遇到的问题以及目前的解决方法。
1电力线载波在我国的发展概况依电力线载波通信所采用的通信线的不同,PLC分为输电线载波通信(Transmission Line Carrier,简称TLC)、配电线载波通信(Distribution Line Carrier,简称DLC)和低压配电线载波通信(又称为入户线载波通信)三类[1]。
低压电力线载波是指在国家规定的低压(380V/220V)载波频率范围内进行载波通信,低压载波频率一般为50~150kHz。
电力线作为载波通信的线路,载波信号电平一般在5V以下,不会对电力线传输电能造成影响,从而使电力线成为一种能量传输和通信相结合的网络。
电力系统载波通信技术自问世以来都是在35kV及以上电压等级的网络上实现。
这是由于高压线路上负载稳定,而且在线路上加装了阻波器,干扰较少。
而在10kV与220V网络上,尤其是220V线路上,负载严重而且干扰成分复杂,同时受成本、体积和电力线路电流的限制,不可能模仿高压电力载波通信方式在电表内安装阻波器。
目前,国内10kV及以上电压等级的高压电力载波技术已经较为成熟,如南瑞集团的PLC-075型系列电力线数据传输装置,采用基于虚拟载波帧测技术的多逻辑网络组技术,在10kV 电力载波通信方面取得很大突破并已在现场大量应用[2]。
国外虽然有较为成熟的低压电力线载波技术,但将其直接应用到我国,效果却不尽人意。
低压电力线路载波通信的不足及应对措
施
摘要:随着低压电力线载波通信技术的不断进步与发展,低压电力线载波通
信有着巨大的市场应用前景。
但是由于我国的低压电力线配置还有待提高会加剧
低压电力线载波通信应用的难度。
但是随着我国低压电力线配置的不断升级和研
究的深入将会使得低压电力线载波通信的应用更为广泛,终究会为民众提供高速、可靠和安全的通信应用。
因此,本文通过对低压电力线路载波通信的不足及应对
措施进行分析具有重要的意义。
关键词:低压电力线路;载波;通信;不足;措施
引言
低压电力线路载波通信的优化可以有效解决无线公网信号弱或无信号地区的
采集终端上线问题,实现用电信息全采集、全覆盖,建立电力公司自主、可控的
中压配电线载波传输信道,为配电网自动化系统实时数据传输提供专用信道,以
最优投资实现配电网的全面监控。
1低压电力线载波通信的发展历程
使用低压电力线来构建载波通信网络这一构想已经发展多年了。
国外在多年
以前已经开展了相关的研究。
经过多年的研究与发展,在使用低压电力线进行载
波通信的研究上国外研究结构已将低压电力线载波通信的原理和低压电力线载波
通信信道特性分析和建模、电力载波调制技术以及相关通信芯片的研制等完成了
初步探索和完善,并就低压电力线载波通信的相关标准及商业化的运用进行了构建。
相较于国外对于低压电力线载波通信相关技术所投入的时间和资金,我国在
低压电力线载波通信的相关研究起步较晚,但是研究发展速度极为迅速并取得了
一定的成果。
在对低压电力线载波通信的前期的研究中主要集中在利用国外已有
的固化的低压电力线载波通信调制技术和芯片进行相关的扩展开发,近些年来对
于低压电力线载波通信的研究则集中于对国内配电网的信道特性进行调制技术的
研究和低压电力线载波通信载波芯片的研制。
但是目前国内在低压电力线载波通
信应用中的相关法律法规政策的制定还不完善,需要制定完善。
2电力线信息安全隐患
按传统的信息安全认知,为做到网络安全可采取以下措施:①内部网络和涉
密单机与互联网实行彻底的物理隔离,与公共信息通道没有任何的交叉点、接入点;②按照相关要求,内部涉密信息网和涉密信息单机采取安全警戒距离、电源
设备隔离、电源滤波和电磁泄漏防护等措施。
研究发现传统的“物理隔离”安全
防护,由于信息设备连接电源线路,存在通过电力线路载波通信方式泄露信息的
安全隐患。
电力载波通信信号可沿电力线传输较远距离,并可以穿过大部分的低
压电力设备,如变压器、电度表、UPS电源等。
3低压电力线路载波通信的不足分析
3.1强噪声
脉冲噪声是电力线路上最大的噪声源,具有瞬时、高能和覆盖频率范围广的
特点,对载波信号传输的影响非常大。
电力线通信的脉冲噪声主要是变压器一次
侧引入的噪声、各种电气设备噪声、无线电干扰噪声产生的综合效果,它覆盖整
个通信频带,一般随频率的升高呈下降趋势。
并且,电网中还存在与工频不同步
的电动机(主要因电动机的转速随负载和电压变化)电刷产生的周期性噪声,以
及由用电负荷的突然投切产生的持续时间短、幅度大的突发性噪声。
3.2失真性
电力线路信道对信号的影响可导致接收信号发生畸变,影响信号的接收质量。
电力线路信道对信号的作用可分为线性作用和非线性作用2种。
线性作用主要是
电网的拓扑分支末端或分支节点对信号的反射延迟所导致的多路径问题,在频域
上则表现为接收信号在频谱上的选择性衰落和非线性群组延时,在时域上表现为
传输信号的符号间干扰。
非线性作用是由电网和各种用电设备以及电力线路通信
所使用的放大器、耦合线圈的非线性所共同引起的,一般来说信号带宽越大,发
生信号畸变失真的可能性越大。
4低压电力线路载波通信的优化措施
4.1消减信号法
根据电力载波信号频率参数特性,通过对电力载波频段的信号进行消减和阻断,对工频电流则无阻断,从而达到消减载波频段信号、阻隔信号传输的目的。
在消减设备的电路设计上,对可能用于电力载波信号传输的1k~60MHz频段,根
据不同频率段技术特征,采用多级联方式提高插入损耗,使频带内插入损耗大于
40dB,有效阻断电力载波信号传输。
该方法具有无主动耗能、长期不间断发挥作
用等优点。
不过由于设备串联在线路上,电力线主电流要流过阻隔回路,当需防
护的信息设备功率较大时,对阻隔回路元件发热和分布参数的控制都会带来问题,目前还不能实现大电流回路的信号消减。
4.2低压电力线载波通信线路中的噪声
根据低压电力线载波通信中的噪声来源及特性可以将其分为人为和非人为噪声。
低压电力线载波通信线路中的非人为噪声主要来自于自然界的影响。
其中低
压电力线载波通信中的非人为噪声的信道特性中背景噪声呈现出较为明显的高斯
离散型特性,其在整个低压电力线载波通信线路中一直存在,且背景噪声的大小
与通信线路介质的温度呈现出正比关系。
此外在低压线路中如闪电、线路故障以
及开关断开时都会在低压电力线中造成短时间的脉冲尖峰噪声,这些噪声呈现出
不规则的非周期特性。
对于低压电力线载波通信系统中的认为噪声其主要来源来
自于家用负载所产生的噪声。
家庭中常用的设备固态调光其会在低压线路中产生
高频谐波噪声,其主要被用来对灯光的亮度进行改变从而会产生重复率为50Hz
谐波频率的脉冲噪声,这一脉冲噪声中含有奇次和偶数谐波的成分,其中,对于
噪声中的奇次还是偶次谐波则主要与调光控制器的配置有着密切的联系。
此外在
低压电力线载波通信系统中由于家庭用电器开关所产生的突发脉冲噪声也是影响
低压电力线载波通信质量的一种重要的影响因素,可考虑使用数字滤波器进行滤
波处理。
目前较先进的数字滤波器带宽为18.00kb,带外抑制-50dB,这样陡峭
的通带特性对带外噪声有强烈的抑制作用,并且当载波频率改变时,相应的滤波系数也随之改变,抗干扰性能良好。
4.3提高低压电力线载波通信质量的应用技术
为提高低压电力线载波通信的可靠性和稳定性,需要采取一些措施来加强对于信号的处理:如通过增加发射信号的功率、提高信号接收端设备的灵敏性或是在低压电力线载波通信线路中采用合理的耦合电路等的措施。
此外还可以从信号调制技术入手,在低压电力线载波通信系统中采用较为适宜的调制技术或是在通信系统中加装中继装置。
其中在调制技术和中继技术中应用较多的有直接序列扩频、线性调制以及OFDM、跳频等技术。
直接序列扩频(DSSS)技术主要通过在信号发射端对信号进行扩展频谱而在信号的接收端使用相同的扩频码序列对其进行解扩从而实现信号的还原,此种技术抗干扰能力强、能抵抗多径干扰且保密性较强还具有在同频工作和便于实现多址通信等的优点。
现今是在我国低压电力线载波通信技术中应用最为广泛的一种技术。
结束语
低压电力线载波通信主要是通过使用低压配电线作为通信的媒介来实现通信的一种通信方式。
低压电力线网络是现今覆盖范围最广的网络,相较于采用专用通信线路来实现的通信,使用低压电力线来作为载波通信的网络具有取材方便,建造成本较低的特点,具有十分高的开发潜力。
参考文献
[1]林建华.电力线宽带载波通信在智能配网中的应用[J].电力系统通信,2011.
[2]樊昌信,曹丽娜.通信原理[M].6版.北京:国防工业出版社,2009.
[3]赫金.自适应滤波器原理[M].4版.郑宝玉,等译.北京:电子工业出版社,2003.
[4]吕仲瑜,孟力,李璐.低压电力线载波通信中的抗干扰问题[J].电测与仪表,2003(6):36-39.。