基于BLT方程的中壓電力線載波通信信道建模

趙洪山， 張偉韜

(華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院， 河北省保定市 071003)

0 引言

隨著分布式新能源的大量出現(xiàn)，智能配電網(wǎng)已成為未來配電網(wǎng)的發(fā)展方向，而可靠的雙向通信機制是發(fā)展智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。雖然目前有光纖、無線等多種較為成熟的通信方式可以選擇，但是電力線載波通信(PLC)所具有的成本低、覆蓋廣以及可以充分利用現(xiàn)有線路的獨特優(yōu)勢使其有望在該領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用[1-3]。

然而，由于典型的中壓線路最初僅用于提供電能傳送的通道，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線路延伸較長，且存在眾多的分支，載波信號在傳播過程中會發(fā)生多次折反射，導(dǎo)致信道呈現(xiàn)明顯的頻率選擇性。雖然正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)的應(yīng)用大大緩解了這一困難[1]，但分析預(yù)測中壓配電網(wǎng)的頻率響應(yīng)特性對于基于OFDM的PLC技術(shù)的應(yīng)用研究仍至關(guān)重要。

為反映這一特性，需要針對中壓網(wǎng)絡(luò)建立完整的載波通信信道模型。按照PLC的信道建模方式，可以將其分為由上至下和由下至上兩種。前者基于現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計理論得出某種場景下的多徑模型[4-5]，這種模型較為簡單，但缺乏對信道特性的預(yù)測能力；而由下至上的模型則可以綜合考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、線路類型以及信號耦合等因素對于PLC信號的影響，能夠很好地預(yù)測信道特性，同時為電力線載波設(shè)備的設(shè)計提供理論支持。

由下至上的方法基于雙導(dǎo)體傳輸線模型或多導(dǎo)體傳輸線模型。前者將配電線路簡化成兩根導(dǎo)體，與真實的情形存在一定的差距，但由于其簡單易行的特點，目前有大量基于此的研究,并且針對各種配電網(wǎng)拓?fù)洌纬闪溯^為通用的建模方法[6-9]；……