電力線載波通信簡(jiǎn)介

電力線載波通信（powerlinecarriercommunication）以輸電線路為載波信號(hào)的傳輸媒介的電力系統(tǒng)通信。由于輸電線路具備十分牢固的支撐結(jié)構(gòu)，并架設(shè)3條以上的導(dǎo)體（一般有三相良導(dǎo)體及一或兩根架空地線），所以輸電線輸送工頻電流的同時(shí)，用之傳送載波信號(hào)，既經(jīng)濟(jì)又十分可靠。這種綜合利用早已成為世界上所有電力部門優(yōu)先采用的特有通信手段。

載波通信方式

（1）電力線載波通信。這種通信具有高度的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，且于調(diào)度管理的分布基本一致。但這種方式受可用頻譜的限制，并且抗干擾性能稍差。

（2）絕緣架空地線載波通信。這種通信設(shè)備簡(jiǎn)單、造價(jià)低，可擴(kuò)展電力線載波通信頻譜，送電線路檢修接地期間可以不中斷通信，受系統(tǒng)短路接地故障影響較小，易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離通信。其缺點(diǎn)是易發(fā)生瞬時(shí)中斷。

電力載波通信的優(yōu)點(diǎn)

只需要兩端加上阻波器等少量設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)通訊、遠(yuǎn)傳等功能，投資小！

電力線載波通信的缺點(diǎn)

1、配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用，所以電力載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送；

2、三相電力線間有很大信號(hào)損失（10dB-30dB）。通訊距離很近時(shí)，不同相間可能會(huì)收到信號(hào)。一般電力載波信號(hào)只能在單相電力線上傳輸；

3、不同信號(hào)藕合方式對(duì)電力載波信號(hào)損失不同，藕合方式有線-地藕合和線-中線藕合。線-地藕合方式與線-中線藕合方式相比，電力載波信號(hào)少損失十幾dB，但線-地藕合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用；

4、電力線存在本身因有的脈沖干擾。目前使用的交流電有50HZ和60HZ，則周期為20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出現(xiàn)兩次峰值，兩次峰值會(huì)帶來(lái)兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾，干擾時(shí)間約2ms，因定干擾必須加以處理。有一種利用波形過(guò)0點(diǎn)的短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，但由于過(guò)0點(diǎn)時(shí)間短，實(shí)際應(yīng)用與交流波形同步不好控制，現(xiàn)代通訊數(shù)據(jù)幀又比較長(zhǎng)，所以難以應(yīng)用；

5、電力線對(duì)載波信號(hào)造成高削減。當(dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，線路阻抗可達(dá)1歐姆以下，造成對(duì)載波信號(hào)的高削減。實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)電力線空載時(shí)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)載波信號(hào)可傳輸?shù)綆坠?。但?dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，只能傳輸幾十米。雖然技術(shù)問題隨著時(shí)間的發(fā)展，最終都能被解決被克服，但是從目前國(guó)內(nèi)寬帶網(wǎng)建設(shè)的情況來(lái)看，留給PLC的時(shí)間和空間并不寬裕。2000年以來(lái)各大運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模推出ADSL、光纖、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等多種寬帶接入業(yè)務(wù)，留給電力線上網(wǎng)的生存空間，已經(jīng)不斷被其他接入方式壓縮?，F(xiàn)在，PLC除了在遠(yuǎn)程抄表上有所應(yīng)用外，已沒有了當(dāng)初的豪言壯語(yǔ)。

電力載波通信原理介紹

電力線載波通信調(diào)制技術(shù)概述

1、電力線載波通信是指利用現(xiàn)有的電力線，通過(guò)載波方式將模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳遞的技術(shù)，在電力線載波通信系統(tǒng)中最基本的一項(xiàng)任務(wù)就是根據(jù)通信信道的不同選擇不同的調(diào)制方式。

2、一般來(lái)說(shuō)，基帶信號(hào)含有直流分量和頻率較低的頻率分量，往往不能作為傳輸信號(hào)在信道中直接傳輸，因此，必須把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變成為一個(gè)相對(duì)基帶頻率而言非常高的帶通信號(hào)（已調(diào)信號(hào)）以適合于信道傳輸。

3、一個(gè)通信系統(tǒng)的質(zhì)量再很大程度上依賴于所采用的調(diào)制方式。調(diào)制時(shí)為了使信號(hào)特征與信道特征相匹配，因此，調(diào)制方式的選擇是由系統(tǒng)中信道特性來(lái)決定的。顯然不同類型的信道特征，將相應(yīng)存在著不同類型的調(diào)制方式。

電力線載波通信信道的基本特征

1、時(shí)變衰減較大。對(duì)于一般用戶，我國(guó)采用的是220V交流兩線供電。由于電網(wǎng)上負(fù)載的不斷接入和切除，馬達(dá)的停止和啟動(dòng)，電器的開和關(guān)燈各種隨機(jī)事件，使信道特性具有很強(qiáng)的時(shí)變性。

2、信號(hào)變化復(fù)雜。實(shí)際測(cè)量表明在電力線上不同位置并聯(lián)諸多不同性質(zhì)的負(fù)載對(duì)信號(hào)的傳輸影響很大，隨著負(fù)載在電力線上的連接斷開，在不同的時(shí)刻信號(hào)衰減也會(huì)表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，即負(fù)載的變化是隨機(jī)的，所以信號(hào)衰減也會(huì)隨機(jī)發(fā)生變化。

3、干擾噪聲多樣。電力線載波通信的最大干擾是噪聲，其主要來(lái)源是電力網(wǎng)上的所有負(fù)載、無(wú)線電廣播、天電等等。電力線的噪聲在室內(nèi)和室外有所不同，但大致可分為五類：有色背景噪聲，這類噪聲主要來(lái)源于交直流兩用電動(dòng)機(jī)，其功率譜密度隨著頻率增加而減小，變化緩慢；窄帶噪聲，主要由電力線的駐波或諧振和短波廣播所致，其功率譜密度在該頻段內(nèi)幾乎保持不變；與工頻異步噪聲，來(lái)源于電力線上的一些電子設(shè)備，主要分布在50Hz~200Hz；與工頻同步噪聲，一般由工作在電網(wǎng)頻率的開關(guān)器件造成其噪聲頻率為工頻或其整數(shù)倍，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，頻率覆蓋范圍廣，功率大，功率譜密度隨著頻率上升而減??；突發(fā)性噪聲，主要由電器突然開關(guān)噪聲，出現(xiàn)的時(shí)間是任意的，其噪聲功率譜密度高，持續(xù)時(shí)間短，頻譜寬。

總之，針對(duì)電力線載波通信信道的以上特點(diǎn)，已調(diào)信號(hào)應(yīng)具有高的頻譜利用率、抗噪聲和抗干擾能力強(qiáng)、適宜于在衰落信道中傳輸?shù)忍匦?。高的抗干擾和抗多徑衰落性能，要求在惡劣的信道環(huán)境下能夠很好的工作，經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)后的輸出信噪比（S/N）較大或者誤碼率較低。

載波通信在電力系統(tǒng)典型應(yīng)用

集中抄表系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)應(yīng)用、現(xiàn)代數(shù)字通信、電力線載波數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等為基礎(chǔ)的信息采集處理系統(tǒng)，由主站、集中器、采集器、電能表，以及主站與集中器、集中器與采集器或電能表之間的數(shù)據(jù)傳輸信道組成。

集中抄表基本系統(tǒng)由主站、集中器、采集器、電能表四大部分組成：

?主站通常由通信前置機(jī)、后臺(tái)工作站和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和組成，可根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模進(jìn)行合理的配置。

?集中器是系統(tǒng)中的中心通信節(jié)點(diǎn)，一個(gè)臺(tái)區(qū)域通常配置一個(gè)，一個(gè)集中器可以采集該臺(tái)區(qū)下的所有電能表、采集器的計(jì)量數(shù)據(jù)，并能控制它們的運(yùn)行狀態(tài)，并采集臺(tái)區(qū)變壓器運(yùn)行參數(shù)。

?采集器用于采集多個(gè)用戶電能表電量信息，并經(jīng)處理后通過(guò)信道將數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)上一級(jí)的設(shè)備。

?電能表必須具備與采集器或集中器進(jìn)行通信或數(shù)據(jù)交換的能力，其種類有具備載波通信能力的電能表、具備RS485總線通信能力的電能表、帶有有功電能量脈沖輸出裝置的電能表，以及采用其它通信方式與上級(jí)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的電能表。