電力載波通信原理_電力載波通信的優缺點

　　電力線載波通信簡介

　　電力線載波通信（powerlinecarriercommunication）以輸電線路為載波信號的傳輸媒介的電力系統通信。由於輸電線路具備十分牢固的支撐結構，並架設3條以上的導體（一般有三相良導體及一或兩根架空地線），所以輸電線輸送工頻電流的同時，用之傳送載波信號，既經濟又十分可靠。這種綜合利用早已成為世界上所有電力部門優先採用的特有通信手段。

　　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濟性，且於調度管理的分布基本一致。但這種方式受可用頻譜的限制，並且抗幹擾性能稍差。

　　（2）絕緣架空地線載波通信。這種通信設備簡單、造價低，可擴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，受系統短路接地故障影響較小，易實現長距離通信。其缺點是易發生瞬時中斷。

　　電力載波通信的優點

　　只需要兩端加上阻波器等少量設備即可實現通訊、遠傳等功能，投資小！

　　電力線載波通信的缺點

　　1、配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以電力載波信號只能在一個配電變壓器區域範圍內傳送；

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

　　3、不同信號藕合方式對電力載波信號損失不同，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，電力載波信號少損失十幾dB，但線-地藕合方式不是所有地區電力系統都適用；

　　4、電力線存在本身因有的脈衝幹擾。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，出現兩次峰值，兩次峰值會帶來兩次脈衝幹擾，即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈衝幹擾，幹擾時間約2ms，因定幹擾必須加以處理。有一種利用波形過0點的短時間內進行數據傳輸的方法，但由於過0點時間短，實際應用與交流波形同步不好控制，現代通訊數據幀又比較長，所以難以應用；

　　5、電力線對載波信號造成高削減。當電力線上負荷很重時，線路阻抗可達1歐姆以下，造成對載波信號的高削減。實際應用中，當電力線空載時，點對點載波信號可傳輸到幾公裡。但當電力線上負荷很重時，只能傳輸幾十米。雖然技術問題隨著時間的發展，最終都能被解決被克服，但是從目前國內寬帶網建設的情況來看，留給PLC的時間和空間並不寬裕。2000年以來各大運營商大規模推出ADSL、光纖、無線網絡等多種寬帶接入業務，留給電力線上網的生存空間，已經不斷被其他接入方式壓縮。現在，PLC除了在遠程抄表上有所應用外，已沒有了當初的豪言壯語。

　　電力載波通信原理介紹 　　電力線載波通信調製技術概述

　　1、電力線載波通信是指利用現有的電力線，通過載波方式將模擬信號或數位訊號進行高速傳遞的技術，在電力線載波通信系統中最基本的一項任務就是根據通信信道的不同選擇不同的調製方式。

　　2、一般來說，基帶信號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在信道中直接傳輸，因此，必須把基帶信號轉變成為一個相對基帶頻率而言非常高的帶通信號（已調信號）以適合於信道傳輸。

　　3、一個通信系統的質量再很大程度上依賴於所採用的調製方式。調製時為了使信號特徵與信道特徵相匹配，因此，調製方式的選擇是由系統中信道特性來決定的。顯然不同類型的信道特徵，將相應存在著不同類型的調製方式。

　　電力線載波通信信道的基本特徵

　　1、時變衰減較大。對於一般用戶，我國採用的是220V交流兩線供電。由於電網上負載的不斷接入和切除，馬達的停止和啟動，電器的開和關燈各種隨機事件，使信道特性具有很強的時變性。

　　2、信號變化複雜。實際測量表明在電力線上不同位置並聯諸多不同性質的負載對信號的傳輸影響很大，隨著負載在電力線上的連接斷開，在不同的時刻信號衰減也會表現出不同的特點，即負載的變化是隨機的，所以信號衰減也會隨機發生變化。

　　3、幹擾噪聲多樣。電力線載波通信的最大幹擾是噪聲，其主要來源是電力網上的所有負載、無線電廣播、天電等等。電力線的噪聲在室內和室外有所不同，但大致可分為五類：有色背景噪聲，這類噪聲主要來源於交直流兩用電動機，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幾乎保持不變；與工頻異步噪聲，來源於電力線上的一些電子設備，主要分布在50Hz~200Hz；與工頻同步噪聲，一般由工作在電網頻率的開關器件造成其噪聲頻率為工頻或其整數倍，持續時間長，頻率覆蓋範圍廣，功率大，功率譜密度隨著頻率上升而減小；突發性噪聲，主要由電器突然開關噪聲，出現的時間是任意的，其噪聲功率譜密度高，持續時間短，頻譜寬。

　　總之，針對電力線載波通信信道的以上特點，已調信號應具有高的頻譜利用率、抗噪聲和抗幹擾能力強、適宜於在衰落信道中傳輸等特性。高的抗幹擾和抗多徑衰落性能，要求在惡劣的信道環境下能夠很好的工作，經過調製解調後的輸出信噪比（S/N）較大或者誤碼率較低。

　　載波通信在電力系統典型應用

　　集中抄表系統是以計算機應用、現代數字通信、電力線載波數據傳輸技術等為基礎的信息採集處理系統，由主站、集中器、採集器、電能表，以及主站與集中器、集中器與採集器或電能表之間的數據傳輸信道組成。

　　集中抄表基本系統由主站、集中器、採集器、電能表四大部分組成：

　　・主站通常由通信前置機、後臺工作站和資料庫伺服器和組成，可根據系統的規模進行合理的配置。

　　・集中器是系統中的中心通信節點，一個臺區域通常配置一個，一個集中器可以採集該臺區下的所有電能表、採集器的計量數據，並能控制它們的運行狀態，並採集臺區變壓器運行參數。

　　・採集器用於採集多個用戶電能表電量信息，並經處理後通過信道將數據傳送到系統上一級的設備。

　　・電能表必須具備與採集器或集中器進行通信或數據交換的能力，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、帶有有功電能量脈衝輸出裝置的電能表，以及採用其它通信方式與上級設備進行數據交換的電能表。

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