低压配电网电力线载波通信相关技术研究

动力与电气工程

S C l E N C E& T E C H N O L O G Y I N

低压配电网电力线载波通信相关技术研究曾嘉祺 (崇左广信电力建设有限公司广西崇左5 3 2 2 0 0 )

摘要：本文首先对低压配电网中的电力线信道特性进行了分析，然后在此基础上对几种常用的载波通信技术进行了分析与研究，分别给出了每种载波通信技术的优缺点，之后对低压电力线载波通信技术的应用与发展方向做了葡.要介绍。

关键词：低压配电网 电力线 载波通信中图分类号： T N 9 1 文献标识码： A

文章编号： l 6 7 2— 3 7 9 l ( 2 0 1 3 ) 0 8 ( c )一0 l 0 9一O l

经济的发展和社会的进步使得我国的 2 . 1窄带与超窄带载波通信技术电力网络得到了广泛的部署和应用，随着应用需求的不断提升，我国电力网络正在

道噪声、多径效果好，传输速率高，最高可

虽然电力线中的电磁干扰较大，但是达 1 0 Mb/s,是一种可适用于低压配电网

在小范围的通信频带内来看，其所具有的络电力线高速数据传输的主流技术。但是

逐渐向智能电网演进。实现电网智能化自电网电力线中的数据通信。相较干其他网

影响有限，因而可用窄带载波通信相关技相较于其他几种技术而言，该技术发展时可用的窄带载波间较短，动化的关键是配电网通信，特别是低压配术实现电力线数据通信。还未得到广泛的普及和应用。 通信方式有模拟的 F M调制以及数字的络而言，电力线需要以传输 5 0 Hz工频信 F S K调制与 Q P S K调制两类。其中 F M调 3低压电力线载波通信相关技术应用 号为主，其传输信道中存在多种噪声和负 制方式是一种模拟调制方式，该方式可在及发展趋势

载，信道特性复杂。若应用其进行网络通信则能够极大的降低线路部署成本和维护成本，但是必须考虑如何克服抵押电力线中 的载波信道传输特性。

配电网电力线中实现跨相位和跨变压器通信，应用较为普遍，但是随着数字调制的发展，该窄带载波通信技术逐渐被 F S K调制方式所替代。FS K

调制是一种数字调制

总结现有的低压电力线载波通信相关技术，窄带与超窄带通信、双向工频通信主要用于配电网络的自动化控制与自动抄表领域，这些领域对通信速率的要求较低，上

方式，其在电力线中的数据传输率通常在述技术基本可以满足其应用需求；扩频通 . 2 k b/ s左右，但是与 F M调制类似，其信与 O F D M通信属于高速数据通信技术， 1低压电力线载波信道的传输特性分析 1低压电力线的传输特性包括信道阻传输距离较短。

其是未来低压电力线载波通信的主要发展方向。 . 总体来说，基于低压电力线的载波通信技术主要会向以下几个方向发展： ( 1 )在个别用户的基础上向低压段区使用，并进一

抗、信道噪声以及信号传输衰减等，应用其

为克服 F S K通信方式存在的缺陷和不足，超窄带载波通信技术被应用到低压电力 线中进行数据传输，其以牺牲传输速率为代价增长了信号的传输距离和传输稳定性。 2 . 2双向工频通信技术该技术同样可以实现直接跨变压器台进行信号功率，是一种实用价值非常高的低压电力线载波通信技术。在进行通信时，

进行载波传输需要综合分析上述传输特性以确定选用适当的通信方式、编码方式以及通信协议等。具体来看，低压电力线载波

信道具有如下几方面特性。首先，在信道阻抗变化方面，低压电力线承载了大量的负载，且不同位置的电力线所具有的分布电容和电感等不尽相同， 其所具有的输入阻抗也是随信道中传输信号的频率的变化而不断变化的，因而是不恒定的、甚至是无规律的。其次，在信号传

步通过其他线路对网络进行构筑； ( 2 )进步完善和发展低压电力线传输方式，提

一

区通信，且应用时不需要额外的中继设备升传输速度； ( 3 )向室内室外系统拓展； ( 4 )配合实现智能家居。

该技术会利用工频电压基波过零调制的方 4结语法对载波信号进行调制与解调，这样，经过

、

在低频电力线中实现载波通信仍然面

输衰减方面，进

行数据通信时的载波相较调制后的工频信号就携带了数据信息，且临多种困难和问题，在今后的发展中，必然

于工频信号而言，频率更高，此时，低压电调制后信号与工频信号之间的频率差别较需要现代通信技术、数字信号处理技术以力线可等价于一条非均匀分布的传输线，

小，因而不需要使用独立的中继设备来增及网络相关技术的协调发展才能够克服信强传输性能，也不会产生驻波或盲区等影道对高频信号的影响，实现配电网络的信响传输性能的情况，在传输速率要求不高号传输服务。 2 . 3扩频载波通信技术扩频通信属于宽带载波通信，其使用

信号在其中传输必然会存在衰减，其衰减

系数与信号传输距离、载频频率等参数有压电力线中的噪声不是加性高斯白噪声， 因而其噪声特性更为复杂和不可控，受负

关。再次，在信道噪声与信号干扰方面，低时可以考虑采用该技术。

参考文献[ 1]雷锡社，刘敏 .低压配电网通信技术及应用介绍[ J】 .现代电子技术， 2 0 0 2 ( 1 0 ) .

载和线路等因素的影响，信道中还会存在特定的编码方式将数据信息进行频带展不同程度的谐波、行波等干扰信号。综上可以看出，低压配电网电力线巾

宽，以降低单位带宽上的信号功率谱密度，进而增强信息的隐蔽性。需要说明的是，这种频带展宽不会影响所传输的信息数据，

[ 2]韩熙媛，朱杰.电力线宽带载波通信在智能电网的应用[ J] .云南电力技术， 2 0 1 2,4O( 5 ) .

载波传输信道的信道特性相较于光纤、双绞线等专用通信信道而占，更加复杂，且时数据通信，需要综合考虑多方面因素来提升载波信号的自适应能力。

3】赵洪山，刘力丰，杨奇逊 .低压电力线只是通过扩展信道带宽来提升信号信道传[

变性与随机性大，若希望通过电力线进行输的抗干扰能力，因而该载波通信技术具有非常多的优点： ( 1 )抗干扰能力强，可满足电力线载波通信要求； ( 2 )可应用码分多 址技术增强信

号的传输效率； ( 3 )信号功率

扩频载波通信方案[ J] .电力系统自动化， 2 0 0 0, 2 4 ( 1 2 ) .

2可用于低压电力线的载波通信技术谱密度低，隐蔽性强。分析目前来看，可用与电力线的载波通信技术主要有以下几种。 2 . 4 O F D M载波通信技术 OF D M技术使用多载波对传输的信号

进行调制，从而实现高速数据传输，其抗信

科技资讯 S C I E N C E&T E C H N O L OG Y I N F O R MA T I O N

1 0 9