基于中压电力线载波的通信技术研究
电力载波通信的发展及特点
摘要本文介绍了电力线载波通信的发展及特点，文中主要就高压电力线载波通信、中压配电网电力线载波数据通信和低压用户配电网电力线载波通信，以及与其相关的关键技术问题(wèntí)进行了讨论。
关键词电力线载波(zàibō) 通信发展应用0 引言电力线载波（Power Line Carrier - PLC）通信是利用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级）或低压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。
近年来，高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代。
并且，随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面，电力线载波通信这座被国外传媒喻为“未被挖掘的金山”正逐渐成为(chéngwéi)一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。
在这种形势下，本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展历程、特点及技术关键。
1 电力线载波通信的发展(fāzhǎn)及现状1.1 我国电力线载波通信(zǎi bō tōnɡ xìn)的现状电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。
目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。
由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。
长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络，目前在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上多数已开通电力线载波通道[1]，形成了庞大的电力线载波通信网。
载波技术
电力线通信全称是电力线载波（Power Line Carrier – PLC）通信，是指利用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级）或低压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。
高压电力线载波技术已经突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代。
并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。
电力线通信（Power Line Communication，英文简称PLC）技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式该技术是把载有信息的高频加载于电流然后用电线传输接受信息的适配器再把高频从电流中分离出来并传送到计算机或电话以实现信息传递。
该技术最大的优势是不需要重新布线在现有电线上实现数据语音和视频等多业务的承载实现四网合一终端用户只需要插上电源插头就可以实现因特网接入电视频道接收节目打电话或者是可视电话。
越来越多的电子数字设备专为家庭或客厅设计，而且消费者喜欢将音视频节目从电脑复制到家庭数字娱乐系统中。
这些习惯的改变，加速了电脑与电视的整合。
在中国，三网已经开始进行融合，这对电力线通讯（Power Line Communication--PLC）需求也就越来越强烈。
电力猫的出现，则是PLC技术的最新发展。
什么是电力猫？即“电力线通讯调制解调器”，是通过电力线进行宽带上网的Modem的俗称。
使用家庭或办公室现有电力线和插座组建成网络，来连接PC，ADSL modem，机顶盒，音频设备，监控设备以及其他的智能电气设备，来传输数据，语音和视频。
它具有即插即用的特点，能通过普通家庭电力线传输网络IP数字信号。
ZINWELL兆赫ZPL-210电力猫[1]电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的。
它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。
电力线载波通信
发展现状：
• 在以数字微波通信、卫星通信为主干线的 覆盖全国的电力通信网络已初步形成、多 种通信手段竟相发展的今天，电力线载波 通信仍然是地区网、省网乃至网局网的主 ห้องสมุดไป่ตู้通信手段之一，仍是电力系统应用区域 最广泛的通信方式，仍是电力通信网的重 要的基本通信手段；从理论研究，到运行 实践，我们都取得了可喜的成效。
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• 它是通过阻波器（一种通直流隔高频信号的设备）和耦合 电容，几结合设备，就可以把载波机连接到高压电网上进 行通信。现在的电力线通信网就是在电力线上大量的接入 载波机来实现的。
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• 电力线载波机、远程控制抄表、电梯实现远程呼梯、智能 家居。。。。。
• 电力线载波可分为输电线载波（Transmission Line Carrier,TLC）、配电线载波（Distribution Line Carrier,DLC） 和低压配电线载波（Low Voltage Distribu-tion Line Carrier， LDLC）三类。 • 输电线载波指110KV以上高压载波，不适用于自动抄表 系统。
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与光纤的差距
传输速率相对光纤慢很多，电力线载波通信其实也是电 力线通信技术中的一种，发展到现在已经是数字式载波通 信了，目前仍是电力通信的重要手段（辅助光纤通信）。 • 载波线路状况极差，主要传输电线上网、用户抄表及 家庭自动化的信息和数据。 • 光纤通信：包含NGN技术，即下一代网络技术。也包含 PDH/SDH/MSTP/WDM/PON等技术。传输数据容量大，传 输距离长，网络健壮（自愈环网），抗干扰能力强。 •
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发展方向：
• (1)进一步研究PLC通信理论，改进信号处理技术和编码技 术，优化通信网络结构以适应PLC特殊的环境。 • (2)针对应用领域和通信环境，选取合理的电力载波通信芯 片和MCU，设计有效的耦合电路，采用科学的通信协议， 降低通信误码率，提高模块通信稳定可靠性。
电力线载波通信的应用展望2007-国网-汤效军
1.高压电力线载波通信的历史沿革
关于高压电力线载波要说明的几个问题 1、电力线载波的英文名称 Power line carrier 2、高压电力线载波机的分类 a）模拟电力线载波机 b）数字电力线载波机 c）数字化电力线载波机的名称不再使用
1.高压电力线载波通信的历史沿革
关于高压数字电力线载波机的标准 1、国际上IEC TC57第20工作组正在对电力线 载波机国际标准进行修订（60495，60663）。 涉及到我国的7255，14430标准的内容。 2、国内数字电力线载波机行业标准正在编制 中，7月拿出征求意见稿。
电力线载波机趋向于多种信号复用方式。 数字电力线载波机趋向于运行更稳定，抗 干扰能力更强。如：数字均衡，纠错，阻抗 自适应，电平自适应，通路逾徊。 载波通信系统趋向于网络通信。 各种接口丰富、统一。
4.高压电力线载波通信技术的新发展
电力线载波机更加小巧。小巧的载波机核心 电力线载波通信速率趋向于宽带大容量， 目标是实现2M速率。 高速载波通信有可能预先在绝缘地线上得 到实现。 电力线载波机的运行可靠性更高。
3.电力线载波在电力通信中应有的角色
电力线载波应在电力通信中担当应有的角色－为 保证传送信息可靠，一般应采用两种不同的通信方 式互为备用。国家电网公司在《十八项电网反事故 重大措施》文件中对电力通信提到“电力调度机构 与变电站和大（中）型发电厂的调度自动化实时业 务信息的传输应同时具备网络和专线通道，网络通 道与专线通道应采用不同的物理通道” 。《电网 运行准则》行业标准中也提到“并网点之间以及并 网点至电网调度端之间应具备两条不同路由且独立 的通信电路用于承载电力调度通信业务” 。
1.高压电力线载波通信的历史沿革
关于高压数字电力线载波机的标准 1、将增加误码率、抖动、数字接口、数字复 接、输出功率等参数指标。 2、修改乱真输出、电磁兼容等测试方法。 3、删除限幅特性、800Hz测试信号。
采集系统无信号问题的研究
采集系统无信号问题的研究摘要：按照国家智能电网建设的总体规划要求，为确保国家智能电网建设规范有序地推进，从而逐步实现电力用户用电信息采集系统建设“全覆盖、全采集、全预付费”的总体目标，国网公司制定了《电力用户用电信息采集系统系列标准》，要求在国家电网范围内，对所有接入电力用户全面实行用电信息采集，实现用电信息的自动采集、计量异常告警、电能质量监测、用电分析和管理等功能。
电力用户用电信息采集是对电力用户的所有用电信息进行采集、处理和实时监控的系统是目前国家电网提高管理水平的重要技术手段。
1 山区无信号问题1.1 中压载波简介目前集中器的上行通信信道基本都是采用GPRS通信，随着用电信息采集覆盖率的提升，部分偏远地区由于没有GPRS信号导致无法采集数据。
为解决这部分地区的数据采集，需采取其它更为有效的上行通信方式。
考虑到中压电力载波通信使用现有的、完善的配电线作为传输通道，是唯一不需要线路投资的有线专网通信方式，具有投资少、设备简单、施工容易、维护管理方便、与电网建设同步、随新建工程开通快、覆盖面与电力系统一致等优点。
因此考虑采用中压电力载波通信实现主站系统与集中器间的通信。
1.2.1 电力线载波数字通讯机电力线载波数字通讯机（以下简称载波机）是实现中压电力线载波通信的关键设备，它带有数字信号接口和载波信号接口，其数字信号接口可以与终端或载波通讯管理机相连，其载波信号接口可以与耦合设备相连，再通过耦合设备将载波信号耦合到10kV配电线。
载波机分为主载波机（TXZRM3-DXM）和从载波机（TXZRS3-DXM）。
图1.2 载波机载波机与终端或管理机相连，当终端或管理机有数据需要向外发送时，载波机先从数字信号接口接收终端或管理机的数字信号，然后对数字信号进行处理变成载波信号，再通过耦合装置将载波信号发送到配电线上进行传输；当配电线上有载波信号到来时，载波机先通过耦合装置从配电线上获取载波信号，然后对载波信号进行处理变成数字信号，并通过数字信号接口传送给终端或管理机。
电力载波技术在配网通信工程的应用
电力载波技术在配网通信工程的应用发表时间：2018-12-17T11:46:44.520Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：庄乐禹[导读] 摘要：10kV电力载波技术是配网工程通信系统的重要组成部分，相比起造价高昂的通讯光纤，载波通信系统具备更加灵活的组网能力和网络管理功能，有效解决了配网自动化建设的瓶颈问题。
广东电网有限责任公司汕头供电局广东省汕头市 515000摘要：10kV电力载波技术是配网工程通信系统的重要组成部分，相比起造价高昂的通讯光纤，载波通信系统具备更加灵活的组网能力和网络管理功能，有效解决了配网自动化建设的瓶颈问题。
本文结合汕头市濠江区配电自动化改造项目，就载波通信技术在配网工程的应用进行探讨分析，并与传统光纤通信进行对比，最后对电力载波技术的需求进行展望。
关键词：载波通信；耦合器；施工方案 1 前言配电自动化通信系统，是配电网的神经系统，负责配电设备与远程控制管理中心的双向数据传送，是配电自动化实现的基础，通信系统的传输速率、可靠性等，直接影响到配电自动化的应用效果。
目前配电自动化通信系统以光纤通信为主，但光纤通信在建设实施的过程中存在光纤敷设的各种问题，导致光纤通信建设受阻，或者付出昂贵的“过路费”，极大的影响了配电自动化的建设进度和计划。
而中压载波技术的日趋成熟，缓解了这一矛盾。
电力载波通信是利用10kV配电线路作为信号的传输载体，通过将宽带信号耦合在中压电力线上进行传输，从而将中压配电网转换为一个高带宽的通信网络的技术。
该技术在物理层是利用电力线作为传输介质，而在MAC层和网络层都遵循标准的以太网协议，可以与光纤网络实现无缝连接。
2 工程概况 110kV河浦变电站10kV河滨线馈线自动化工程线未配置具有配电自动化功能的开关和配电自动化终端，无法实现故障的迅速准确定位和迅速隔离故障区段，快速恢复非故障区域供电的功能目标。
本工程对10kV河滨线进行自动化改造，配置安装可实现自动化功能的环网柜，并配置配电自动化终端，实现线路馈线自动化功能。
低压电力线载波通信技术综述
断器或自动开关，用以切除二次回路的短路故障。
自动调节励磁装置及强行励磁用的电压互感器的二次侧不得装设熔断器，因为熔断器熔断会使她们拒动或误动。
２．若电压互感器二次回路发生故障，由于延迟切断故障时间可能使保护装置和自动装置发生误动作或拒动，因此应装设监视电压回路完好的装置。
此时宜采用自动开关作为短路保护，并利用其辅助触点发出信号。
３．在正常运行时，电压互感器二次开口三角辅助绕组两端无电压，不能监视熔断器是否断开；且熔丝熔断时，若系统发生接地，保护会拒绝动作，因此开口三角绕组出口不应装设熔断器。
４．接至仪表及变送器的电压互感器二次电压分支回路应装设熔断器。
５．电压互感器中性点引出线上，一般不装设熔断器或自动开关。
采用Ｂ相接地时，其熔断器或自动开关应装设在电压互感器Ｂ相的二次绕组引出端与接地点之间。
三、电压互感器二次回路熔断器的选择１．熔断器的熔件必须保证在二次电压回路内发生短路时，其熔断的时间小于保护装置的动作时间。
２．熔断器的容量应满足在最大负荷时不熔断，即：（１）熔件的额定电流应大于最大负荷电流（在双母线情况下，应考虑一组母线运行时所有电压回路的负荷全部切换至一组电压互感器上）。
（２）当电压互感器二次侧短路时，不致引起保护的动作，此数值最好由试验确定。
一般对屋内配电装置的电压互感器，熔断器选用Ｒ１－１０／４Ａ、２５０Ｖ的。
对屋外配电装置的电压互感器，熔断器选用ＲＭ１０型２５０Ｖ、１５／６Ａ的。
为确保电压互感器使用的安全及电压互感器与电气仪表、继电保护、自动装置很好的配合，电压互感器二次回路熔断器应严格按照以上原则配置和选择。
一、引言电力线载波通信是利用高压电力线（在电力载波领域通常指３５ｋＶ及以上电压等级）、中压电力线（指１０ｋＶ电压等级）或低压配电线（３８０／２２０Ｖ用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。
３５ｋＶ以上电压等级的高压电力线载波通信主要用于地、市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信、远动及综合自动化；中低压电力线载波的应用目前主要在１０ｋＶ电力线作为配电网自动化系统的数据传输通道和在３８０／２２０Ｖ用户电网作为集中远方自动抄表系统的数据传输通道，还有正在开发并取得阶段性成果的电力线上网高速ＭＯＤＥＭ的应用。
一种低压电力线载波通信测试设备的研制及相关问题探讨
在低压电力用户用电信息采集系统中，主要采用电力线载波和短距离(微功率)无线通信方式，并以低压电力线窄带载波通信方式为主。
然而受低压配电网信道环境中传输衰减、噪声干扰和阻抗变化等因素的影响，电力线载波通信的可靠性难以得到保证，严重影响系统的稳定运行。
也就是说，电力线载波通信设备的通信性能将直接影响到用电信息采集系统的整体性能。
目前，载波通信技术有多种实现方案，载波信号调制方式、中心频点、路由协议和信号祸合方式等各不相同。
尽管每种技术都有其独特的优越性，但也有其不利因素。
就国内产品而言，已进入多元化时代，主要应用的就有鼎信、东软、晓程、力合微、瑞斯康、盛吉高科和弥亚微等厂家。
各厂家的载波通信模块的性能均有所差异，厂家提供的抄表产品性能指标通常都符合标准。
但由于测试装备有限，测试手段有一定局限性，无法对载波通信产品的通信功能进行合理验证，致使产品性能的检验与应用需求脱节，所以有必要进行相关的测试和评估，为选用合适的载波设备提供技术支持和依据。
鉴于以上原因，国内外相关机构正在从测试方法、测试设备、测试平台以及评价机制等方面对载波设备的通信性能测试进行积极地研究和探索。
本文介绍了一种信道参数可控的载波通信测试设备，并就进一步的性能测试应用中存在的问题进行一些探讨。
一、一种载波通信性能测试设备的研制1、总体研制思路电力线载波通信性能测试设备的研制，主要考虑3个方面的因素作为设计指导原则。
一是实验室环境下模拟低压配电网电力线传输信道特点；二是参考电力行业以及国家相关标准要求的测试项目；三是以测试主机为交互中心，以传输信道参数可程控调节为手段，建立自动化的载波通信性能测试装置。
近年来，针对电能采集标准相关的政策法规相继出台，并在测试项目和可操作性方面不断完善。
诸如DL/T698-2010《电能信息采集与管理系统标准》、Q/GDW1373-2013《电力用户用电信息采集系统功能规范》、Q/GDW1374-2013《电力用户用电信息采集系统技术规范》和Q/GDW1379-2013《电力用户用电信息采集系统检验技术规范》等。
低压电力线载波通信组网方法研究
甘肃科 技
Ｇａ ｓ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ
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Ｊｄ ２ １ ｔ． ０２
低 压 电 力 线 载 波 通 信 组 网方 法 研 究
李 美 ， 张海桥 ， 陈国亮
配 电 网电力 线 高 速 通 信 技 术 研 究 。２０ ０５年 完 善 了
电力 线 通 信 宽 带 接 人 系 统 。２ ０ 年 ， 发 了 ０４ 研
２０ ｐ 电力线 接入 产 品 ， 输距 离 达 到 ７０ ０ Ｍｂｓ 传 ０ ｍ。 国
内研究 起步 晚 ， 础相对 弱 ， 基 前期 工作 只针 对 国外产 品 的了解 和研究 ， 发展 至今 ， 相关 研究 机构 开始 针对 我 国电力线 网络 特点 ， 研究 载波 芯 片及调 制技术 。
口 ： 一４￣擐 １ 代 ｌ ＂ 柞强国 － ｔ 、 鞭 供也接ｌ 褥琏） ｜ ｌ ｛
、ｌ●ｔｒＪ 、Ｉ● ＬｒｆＪ ｔ
网络通信中的最小跳数 ， 将优化 目标 函数表示如下 ：
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图 １ 典 型 低 压 配 电 网 局 部 拓 扑 结 构
ｍ ｎ ｈ Ｘ） ｉＮ （
１ 如 图 １ 示 ， ０ ０ 形 网 络 结 构 的 ） 所 节点 ０为 图 中树
３ ３ 对局 部更 新规 则进 行 改进 ．
图 ２ Ａ 相 低 压 配 电 网拓 扑 结 构 等 效 模 型
改进 的规 则对 每一 只蚂 蚁所 经线 路进 行全 部更
３ 基于蚁 群算 法 的 Ｐ Ｃ组 网方法 Ｌ
蚁 群算 法 提 出 以来 已经在 众 多优化 问题 中得到 了广 泛应 用 ， 电力线 载 波 通 信 路 由优 化 问题 的核 心
电力线载波通信系统
摘要电力线载波通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。
由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。
这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。
这次的课程设计通过电力线在波芯片设计一个电力线载波通信系统。
电力线载波通信具有广阔的应用前景但由于电力线的噪声和干扰对信道的污染很大，严重影响了低压电线载波通信的质量。
本文就电力线载波通信的优点缺点及发展现状进行了讨论，并分析了电力信道的噪声分类，特性及对我们信号的影响。
以及我们对噪声的滤波耦合等。
并且详细的介绍了电力线载波通信的具体实现形式方法和步骤最终形成一个系统达到我们的要求。
课程设计选用青岛东软的SSC1641的电力线载波芯片该芯片具有调制解条，a/d，d/a通信的功能，该芯片直接对信号数字信号处理，极大地提高了通信的可靠性。
文中包括了他的外围电路，信号放大，耦合，滤波等最终实现功能。
实现了接收电力线的含有噪声的信号，然后对这个信号滤波模数转换等处理后通过串行通信的方式发送到过单片机，单片机经过数据处理后通过LCD1602显示出来，并且也通过串行通信发送到PC机显示出来。
PC机或开关电路输入信号经过SSC1641处理后通过电力线发送。
这样一个系统阶完成了接收与发送信号，形成了一个通信系统。
关键字：电力线载波通信系统SSC1641 调制解调1、绪论1.1设计任务及要求电力线载波通信系统设计基本要求：下图一个电力线载波通信模块的结构组成，请看懂，并查阅资料了解电力线载波通信的原理和电力线载波芯片的技术资料。
根据系统结构，完成载波芯片外的其他器件选型、配套硬件电路设计（包括原理图、PCB图）、软件设计和仿真调试。
系统至少具备以下特性：1）开关量输入和输出各5路； 2）系统24V供电；3）具有通信状态指示功能； 4）有232、485或USB有线通信接口；5）断电继续工作能力； 6）其他自己发挥的功能。