我國電力線載波通信技術的發展及現狀分析

胡江　樊明哲

摘 要：隨著技術的不斷提高，電力通信網作為電力系統安全穩定運行的基礎保障，實現了電網調度自動化、網絡運營市場化和管理現代化。高速電力線載波通信技術進入到人們的生活，使用者只需通過低壓電力線即可接入國際互聯網絡，進行互聯網的應用。該文通過對我國現有電力線載波通信現狀的調研分析，從電力載波應用的角度出發，分析我國未來社會電力線載波通信應用的新模式，尋找急需突破的技術，總結分析出國內電力載波通信中遇到的問題以及解決的有效途徑。

關鍵詞：電力線 載波 通信

中圖分類號：TN916.52 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（a）-0030-02

電力線載波（Power Line Carrier-PLC）通信是利用高壓電力線、中壓電力線或低壓配電線作為媒介進行語音或數據傳輸的一種通信方式。在傳輸過程中通過載波將模擬或數字信號進行有效調制實現高頻信號在電力線實現遠距離傳輸。隨著科技的不斷進步，高壓電力線載波技術已不在受單片機應用的限制，進入了數字化的信息時代。

1 我國電力線載波通信的現狀

電力通信網作為電力系統安全穩定運行的基礎保障，實現了電網調度自動化、網絡運營市場化和管理現代化。由于通信過程對信息的可靠性、傳輸的快速性有嚴格的要求，世界上很多國家都建立了電力系統專用通信網，以此構建穩定的傳輸體系。當前我國在35 kV以上電壓等級的輸電線路上均已開通電力線載波通道，但隨著數字媒體技術的不斷發展，對通信速度的要求越來越高，為了實現高效的傳輸，電力線載波通信已不再是簡單地完成電力通信，電網以及數據信息的一并傳輸成為現實。但由于我國電力通信發展水平參差不齊，且電力通信規程中要求變電站必須具有2條以上不同通信方式的互為備用的通信信道，就要求電力載波功能不斷革新，這就使得電力線載波機在全國仍然有較大的市場需求。

數據分析表明我國中低壓電力線載波的應用主要是在10 kV電力線以及在380/220 V用戶電網的自動抄表系統中的應用。10 kV以上的應用目前已達到普及應用，而作為自動集抄系統通道的載波應用雖已能夠組網通信，完成數據的遠程抄送，但由于用戶電網的時變特性和突發噪聲的影響在技術上還有待解決。

2 我國電力線載波通信技術的應用

由于電力載波通信具有穩定的使用條件和潛在的巨大市場，也成為世界各大公司及研發單位攻堅開發的熱點。

（1）解決遠程三表抄送問題。

遠程三表抄送就是自動采集各種計量表的讀數（如電表、水表、氣表），電力線載波抄表系統是以電力線為媒介進行遠程數據搜集并傳送，此方法不但降低了電力部門的成本投入，且實現高效的自動抄收。通過計算機的強大功能可以將抄收的數據立即處理形成報表，且對用戶實現監控，對電參數、欠費斷電等操作可一步到位實現管控。

（2）解決端到端的線纜接入問題。

在電力線載波通信線路中用戶變壓器的低壓側安裝電力線路由器，用戶端通過安裝一個數字式電力線調制解調器，將電纜與個人電腦相連，讓PC和筆記本電腦的使用者輕松地通過家中供電線路連接上互聯網絡，此種通信方式成本低，利用現成的電源線，實現一線兩用。

（3）解決智能控制問題。

在電網信息控制過程中，智能化載波機實現了對系統運行狀態的檢測、數據的快速修改、故障檢測報告，通過此法有效地實現了遠程維護以及實時監控，不但精減了勞力，且電網運行更安全、更穩定，最終實現了高效營運。

電力線載波通信作為電力通信網中關鍵的方式，在電網調度通信、復用遠動、高頻保護和遠方跳閘信號等方面應用較多，而未來的電網應用是智能電網的天下，但三相/單相載波電能表、載波抄表集中器等仍會是市場的主體；但隨著新興技術的不斷發展，智能電網的應用將會朝著以“三表合一”、智能家居應用、井下安全操作、智能路燈控制、精細農業、污染檢測等領域擴展。

隨著人們對通信技術要求的不斷提高，通信會越來越被人們重視，而作為電力部門獨有的通信資源，電力線載波通信的地位在通信界是不可撼動的，特別是在抵御臺風、洪澇等自然災害方面，電力線特有的機械特性以及不易受外力破壞的特點，是其他通信媒介無法比擬的。

3 我國電力線載波通信的需求分析

3.1 通信架線的優勢

高壓電力線路的走向是從終端站到樞紐站，再到調度所，整個過程只需考慮投入設備的情況無須考慮線路投資，特別是在邊遠且地形復雜的地區，這種優勢及其明顯，只需充分分析出電力線載波信道的容量，對電力設備加以投放，載波通信的優勢就會顯現出來。

3.2 通信可靠性的要求

在電力系統中考慮到傳輸重要調度信息的問題以及人身安全的考量，則會要求電力線載波機具有較高的可靠性，以實現通信的可靠傳輸，作為電力線載波通信過程中的核心設備，電力線載波機必須具備高效的性能。根據我國目前對電網通信體系數據的要求，各種電壓等級的載波機、繼電保護收發信機、載波數據傳輸裝置和電線上網調制解調器等必須滿足質量要求。

3.3 網絡應用的要求

隨著通信新技術的不斷涌現，現代通信對電力線載波的使用不再是單獨的通道應用，而是轉向構建網絡結構的應該。電力線載波機應用的初期主要靠自動盤和音轉接口實現小范圍的聯網，而現在更多考慮的是如何實現載波機與調度機協同工作，將變電站調度機的組網應用與通信網監測系統接口的數據采集進行有效的結合。由于電力線載波在中、低壓線路上的初期應用就是構建網絡應用，因此，如何大力發展電力線載波通信過程中的網絡應用就顯得尤為重要。

綜合分析傳統的電力線載波發現，其存在通道干擾大、信息量小、頻率擁擠等弱勢，再加上設備水平、維護管理等方面的原因，傳統電力線載波已越來越不能適應現代電網提出的高速度、寬頻帶、大容量的通信要求。特別是新興通信技術如微波通信、衛星通信、擴頻通信、光纖通信、程控交換等在電力系統中不斷引入，并得到了較好的應用，因此，電力線載波通信的改革勢在必行。

4 急需突破的技術問題

信道容量長期以來一直是電力線載波通信過程中重點關注的問題，多路的電力線載波通信是解決的有效技術，而如何實現這一過程，也將成為社會發展中不容忽視的問題。目前我國通過采用數字復接技術進行了頻域擴展，實現4 kHz帶寬的信道容量，其傳輸速度達到28.8 kbits/s，在這一研究過程中發現，線路頻率的回波抵消可有效提升信道容量，這將會是未來我國在電力線載波通信中的又一研究方向。

5 結語

應用電力線連接互聯網是國人一直不斷研究的課題，如今已得到認可并投入使用，而且價格不高，被大眾接受。隨著技術的不斷提高，高速電力線載波也將會進入到人們的生活，使用者只需通過低壓電力線即可接入國際互聯網絡，進行互聯網的應用。在未來社會，我們相信隨著科學技術的不斷提升，新興技術的不斷涌現，通過電力線載波通信人員的不斷努力，國家電信改革的深化、管理水平的不斷提升，電力線載波通信在我國現代化電網的發展進程中的作用會越來越突顯，也會越來越被國家重視。

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