国内低压电力线载波通信应用现状分析_吕英杰
低压电力线载波通信干扰因素的解决及其发展现状资料来源
低压电力线载波通信干扰因素的解决及其发展现状资料来源： | 2007-11-26 | 已阅65次摘要：文章主要讨论了限制低压电力线载波通信的主要因素，提出了在电力线载波通信中干扰问题的两种解决方法，扩频通信技术和OFDM技术，并展望了低压电力线载波通信在未来的发展前景。
关键词：低压电力线，载波通信，扩频通信，正交频分复用(OFDM)电力线载波通信（PLC）是电力系统特有的、基本的通信方式，它是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。
用电力线作为网络接入方案，可利用已有的电力配电网络进行通信，不需要重新布线，且电力线网络分布广泛，接入方便，多用户能够共享宽带，因此，PLC宽带接入技术具有得天独厚的优势，它也成为解决宽带网络“最后1公里”问题最具竞争力的技术之一。
但是，低压电力线并不是专门用来传输通信数据的。
它的拓扑结构和物理特性都与传统的通信传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤等不同。
它在传输通信信号时信道特性相当复杂，负载多，噪声干扰强，信道衰减大，信道延时，通信环境相当恶劣。
本文主要对低压电力线通讯信道的载波传输特性进行了系统的分析，提出了对信号干扰问题的两种解决方法，分别可以采用OFDM和扩频通信两种技术来克服信道中的干扰问题，而且也简要地介绍了我国现代低压电力线载波通信的发展现状。
1 信道特性分析低压电力线是给用电设备传送50Hz电能的，利用电力线实现数据传输即采用电力线载波技术。
由于电力线本身不是为通信设计的，因此其特性在很多方面难以直接满足载波通信的要求。
低压电力线信道的通信环境恶劣，存在变化的阻抗，不可预测的噪声干扰，强烈的信号干扰，强烈的信号衰减，这些都是有信道本身的特性决定的，因此，需要对信道特性进行详细的分析。
1.1 阻抗特性分析为了使耦合到电力线上的发射信号功率最大，载波机的输出阻抗应该与电力线上接受机的输入阻抗相匹配。
由于电网上有大量的电力负载和电力设备（如无功补偿电容等）随机的接入、切出，这些器件对载波信号的衰减非常严重，其高频等效阻抗变化范围很大，有时小于0.1Ω，有时候突然增大到几十欧姆。
低压载波集抄应用现状及存在问题的探讨
１ ． 集 中器 没上 线 （ １ ）台 区停 电 了 ，集 中器 没 电 。
（ ２）集中器 中Ｓ Ｉ Ｍ卡没有费了或 Ｓ Ｉ Ｍ卡丢失 。 （ ３ ）集中器的 Ｉ Ｐ、端 口号等参数设置不正确 ，或者发生 了变动 。
可预测 、信号衰减强烈 、信道特性时变性高等特点。电力线信号特性主 要考察 “ 噪声 、阻抗 、衰减”这三个基本参数 ，三者将直接决定低压电 力线载波通信方案的通信性能。 低压 电力线噪声主要 由于低压 电力线上连接着众多的用电设备 ，每
载波模块本身 怕谐波的干扰 ，同时 自身又不停的往 电网输送高频谐 波， 对其他的用电设备或多或少有一定的影响。
有 自上而下式搜寻 ，有 自下而上的主动上报。这些各种努力 ，已能够将 大部分抄 表的 日抄到率提高到 ９ ０ ％以上 ， 但不是很稳定 ， 实时陛也不高， 难以实现远程电费下发 ，无法做到智能管理和智能控制。电力线载波通 讯在现 阶段还是存在着一些问题 ，通讯效果的好坏取决于所在 电网环境 的优劣 。新建城镇小 区效果 良好 ，城乡结合和农村效果就不 良。撇开载 波通讯布线的优点 ，似乎优点就不多了。 首先 ，电力线载波模块功耗较大 ，平均每个模块静态功耗为 Ｏ ． ２ Ｗ，
低压载波集抄应用现状及存在问题的探讨
齐 火箭
张 家 口供 电公 司 河北 张家 口 ０ ７ ５ ０ ０ ０
【 摘 要】 本文主要介绍 了电力线载波通讯在智能电网集抄 中的运用 ， 分析 了载波通讯现 阶段技术难题 以及 自身的特点，浅谈 了载波与谐 波的影响 给 出了现场应用过程中常见问题及解决方式。 【 关键 词 】 电力 线 载 波 谐 波 中 图 分类 号 ：Ｔ Ｍ７ ３ 文 献 标识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ０ ０ ９ — ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ２ — ２ ３ ８ — ０ ２
低压电力线载波通信技术及应用
低压电力线载波通信技术及应用摘要：低压电力线在实际应用的过程中有很多优良的特性，并且在多个领域中都有着广泛的应用。
低压电力线载波通信技术经历了很长时间的发展过程，在技术的应用上已经趋于成熟。
本文先对低压电力线载波通信技术的系统设计进行了分析，并介绍了它的工作原理和具体的应用，希望可以为相关领域提供一些参考意见。
关键词：低压电力线；载波通信技术；应用低压电力线载波通信技术可以应用于很多不同的领域，并且具有覆盖规模广、操作简单等优势。
基于此，该技术逐渐发展成为我国现阶段完成高速数据传播的主重要技术之一。
但是由于受到各种因素的限制，该技术存在的潜能难以进行有效的挖掘，所以该技术还有丰富的可开发利用空间。
在此情况下，我国有关部门不断提高了对该技术的重视程度并且对其加以改进和完善，从而保障我国的通信技术向着更加优化的方向发展。
1.低压电力线载波通信系统设计概述该技术发展的关键性因素在于其进行信号传输时的质量，而信号传输有着抗阻和不断衰减的特点，并且会对信号的质量产生直接的影响。
另外，利用低压电力线载波通信技术进行传输时，信号的质量还会受到不同噪音的干扰，使得信号质量被消弱，最终对通信效果产生不良影响。
而且信号传输时的抗阻和不断衰减这两种特性对信号传输的实际距离起着决定性的影响，对噪音的抗干扰能力在很大程度上影响着信号在传输过程中的质量。
因此，在应用该技术时必须要对多方面的因素进行综合考虑，从而有效的促进信号传输距离不断扩大，信号质量得以提高，最终实现良好的传输效果。
在对电力线进行设计时，必须要将其抗阻能力考虑在内。
正常情况下，电力线都具备良好的抗阻性，所以在对通信系统进行设计时一般只需要保证信号输出和接收两端具有良好的的抗阻性即可，尽可能的对信号接收和传输时的能量消耗进行有效的控制。
在电力线上进行信号传输的过程中，高频传输信号会出现大幅度的衰减，并且无法避免噪音干扰。
为了确保信号在传输过程中的强度，电力线需要具备良好的抗干扰能力。
低压电力线路载波通信的不足及应对措施
低压电力线路载波通信的不足及应对措施摘要：随着低压电力线载波通信技术的不断进步与发展，低压电力线载波通信有着巨大的市场应用前景。
但是由于我国的低压电力线配置还有待提高会加剧低压电力线载波通信应用的难度。
但是随着我国低压电力线配置的不断升级和研究的深入将会使得低压电力线载波通信的应用更为广泛，终究会为民众提供高速、可靠和安全的通信应用。
因此，本文通过对低压电力线路载波通信的不足及应对措施进行分析具有重要的意义。
关键词：低压电力线路；载波；通信；不足；措施引言低压电力线路载波通信的优化可以有效解决无线公网信号弱或无信号地区的采集终端上线问题，实现用电信息全采集、全覆盖，建立电力公司自主、可控的中压配电线载波传输信道，为配电网自动化系统实时数据传输提供专用信道，以最优投资实现配电网的全面监控。
1低压电力线载波通信的发展历程使用低压电力线来构建载波通信网络这一构想已经发展多年了。
国外在多年以前已经开展了相关的研究。
经过多年的研究与发展，在使用低压电力线进行载波通信的研究上国外研究结构已将低压电力线载波通信的原理和低压电力线载波通信信道特性分析和建模、电力载波调制技术以及相关通信芯片的研制等完成了初步探索和完善，并就低压电力线载波通信的相关标准及商业化的运用进行了构建。
相较于国外对于低压电力线载波通信相关技术所投入的时间和资金，我国在低压电力线载波通信的相关研究起步较晚，但是研究发展速度极为迅速并取得了一定的成果。
在对低压电力线载波通信的前期的研究中主要集中在利用国外已有的固化的低压电力线载波通信调制技术和芯片进行相关的扩展开发，近些年来对于低压电力线载波通信的研究则集中于对国内配电网的信道特性进行调制技术的研究和低压电力线载波通信载波芯片的研制。
但是目前国内在低压电力线载波通信应用中的相关法律法规政策的制定还不完善，需要制定完善。
2电力线信息安全隐患按传统的信息安全认知，为做到网络安全可采取以下措施：①内部网络和涉密单机与互联网实行彻底的物理隔离，与公共信息通道没有任何的交叉点、接入点；②按照相关要求，内部涉密信息网和涉密信息单机采取安全警戒距离、电源设备隔离、电源滤波和电磁泄漏防护等措施。
我国PLC(电力载波通信)技术的发展现状
我国PLC（电力载波通信）技术的发展现状我国研究PLC技术起步较晚，但发展速度较快。
中国电力科学研究院自199 7年开始研究PLC技术，主要考虑PLC技术用于低压抄表系统，传输速率较低。
1998年开发出样机，并通过了试验室功能测试，1999年在现场进行试运行，获得了产品登记许可。
1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。
主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试，并对测试结果进行了数据处理和分析，基本取得了我国低压配电网传输特性和参数，为进行深入研究和系统开发提供依据。
2000年开始引进国外的PLC芯片，研制了2Mbps的样机，2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验，实验效果良好，并于6月20日在沈阳通过验收。
验收委员会通过现场检测认为，该实验从中国配电网的实际传播特性出发，对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究，在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统，建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络；实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信，并将办公自动化系统延伸至家庭。
该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术，具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。
据悉，今年年底以前将建成200户的试验网络。
深圳国电科技有限公司是国家电力公司直属企业，2000年初就开始研制户内PLC产品，目前，采用美国Intellon公司的14Mbps芯片研制的用于户内联网的PLC产品也在小范围试验。
下一步准备采用DS2公司的45Mbps芯片，研制传输速率达到20Mbps的户内PLC联网设备。
福建省电力公司科技部2000年初立项，研究利用PLC技术控制家用电器的科技项目，2001年取得了一定进展，采用传输速率为10Kbps的PLC模块，可控制家用热水器、DVD等家电的开启。
目前，采用美国Intellon公司14Mbps芯片，正在研发传输速率达到10Mbps的PLC户内家电控制产品。
低压电力线高速载波通信技术
低压电力线高速载波通信技术
低压电力线高速载波通信技术：低压电力线通信是利用电力输配电线路作为传输介质，实现信息的传输和交换。
其中，载波通信技术是低压电力线通信中最常用的一种技术，其主要特点是信号传输距离长、传输速率高、成本低等优点。
在低压电力线载波通信技术中，数据信号通过调制的方式被嵌入到电力信号载波中，然后在电力线上进行传输。
接收端通过解调操作，将信号从电力信号载波中还原出来，从而实现数据的传输。
低压电力线高速载波通信技术的应用范围很广，包括电力系统自动化、智能电网、智能家居、无线宽带接入等领域。
同时，该技术还可以实现电力系统的远程监测、远程操作、远程控制等功能，提高电力系统的安全性和可靠性。
低压电力线高速载波通信技术
低压电力线高速载波通信技术
低压电力线高速载波通信技术是一种在低压电力线路上实现高速数据传输的技术。
该技术利用电力线路本身作为传输介质，通过在电力线路上加入载波信号，实现对数据的传输。
低压电力线高速载波通信技术可以广泛应用于智能电网、智能家居、智能楼宇等领域，在提高能源利用效率、减少能源浪费、提高生活舒适度等方面具有重要意义。
该技术的关键技术包括：载波通信技术、信号提取技术、信道估计技术、多址访问技术等。
随着通信技术和电力网的不断发展，低压电力线高速载波通信技术将会得到更广泛的应用。
- 1 -。
2024年电力载波通信市场调研报告
2024年电力载波通信市场调研报告1. 引言近年来，随着电网智能化和信息化的迅猛发展，电力载波通信技术逐渐成为电力通信领域的重要组成部分。
本报告通过对电力载波通信市场进行深入调研，旨在了解市场发展趋势、产品特点和应用前景，以为行业发展提供参考。
2. 市场概述2.1 市场定义和范围电力载波通信是一种利用电力线路传输数据和信号的通信技术，广泛应用于电力系统的监测、控制和通信等方面。
2.2 市场发展背景随着电力系统从传统的电力网向智能化电网转型，电力通信需求不断增长。
传统有线通信设备成本高、安装复杂，电力载波通信作为一种基于电网的通信方式，具有成本低廉、安装便捷等优势，逐渐得到广泛应用。
2.3 市场规模和趋势根据市场调研数据显示，电力载波通信市场规模逐年扩大。
随着智能电网建设的推进和技术进步，预计未来几年电力载波通信市场将继续保持较高增长。
3. 产品特点3.1 高可靠性电力载波通信采用电力线路作为传输介质，具有较好的抗干扰和抗击穿能力，能够在恶劣环境下稳定传输数据和信号。
3.2 宽带传输相比传统有线通信方式，电力载波通信具有较大的传输带宽，可以满足多种数据和信号的传输需求。
3.3 网络拓扑灵活电力载波通信支持多种网络拓扑结构，包括集中式星形拓扑和分布式网状拓扑，能够适应不同应用场景的需求。
4. 应用前景4.1 智能电网电力载波通信作为智能电网的核心通信技术之一，将在智能电表、智能配电网等环节得到广泛应用，推动智能电网的发展。
4.2 智能家居电力载波通信可将电力线路应用于家庭环境中，实现家庭设备的智能化控制，提高家居生活的便利性和舒适性。
4.3 城市物联网电力载波通信能够为城市物联网提供可靠的通信支持，实现智慧能源管理、智慧交通等领域的创新应用。
5. 市场竞争分析5.1 主要厂商分析调研显示，目前电力载波通信市场主要厂商包括XX公司、XX公司和XX公司等，它们在产品技术、市场份额和服务等方面存在一定差异。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
智能电网 Smart Grid
第 26 卷 第 4 期
电网与清洁能源
35
表1 国内各类载波芯片厂家技术参数
参数
瑞士STMicroelectronics公司
美国Echelon公司
主要芯片生产厂家
北京福星晓程 公司
青岛东软 公司
青岛鼎信公司
深圳瑞斯康 公司
北京国电龙源 公司
成立时间
1989年
1995年
关键词：电力线载波通信(PLC)；集中抄表系统；网络拓扑
0 引言
电力线载波通信（PLC）是电力系统特有的、基 本的通信方式。早在20世纪20年代，电力载波通信 就开始应用到10 kV配电网络线路通信中，并形成 了相关的国际标准和国家标准。对于低压配电网来 说，利用电力线来传输用户用电数据，实现及时有 效收集和统计，是国内外公认的最佳方案。但在早
20世纪90年代，一些欧洲公司进行涉及电力线 数据传输的试验，实验结果好坏参半，但随着通信 技术的不断进步与互联网业务的蓬勃发展，电力线 载波通信技术也得到了显著增长。在美国，弗吉尼 亚州马纳萨斯市首次开始大范围部署PLC的服务， 提供抄表、上网等业务，速率达到了10 Mbit/s。
2 国内低压电力线载波通信发展历程
从技术发展的角度来说，电力线载波通信分为 传统的频带传输技术和目前流行的扩频通信（SSC） 技术。频带传输就是用载波调制的方法，将携带信 息的数字信号的频谱搬移到较高的载波频率上，其 基本的调制方式分为幅值键控 （ASK）、频率键控 （FSK）和相位键控（PSK）以及相关派生的调制技术。 扩频通信是一种信息传输方式，其信号所占有的频 带宽度远大于所传信息所必需的最小带宽，频带的 展宽是通过编码及调制的方法来实现的，与所传信 息数据无关。
国内低压电力线载波通信应用现状分析
吕英杰，邹和平，赵 兵
（中国电力科学研究院，北京 100192）
Analysis on Application of Low-Voltage Power Line Carrier Communication in China
LV Ying-jie1, ZOU He-ping2, ZHAO Bing3
目前自动路由技术的最大难度在于系统的网 络拓扑分析。这里不仅需要设计一个可靠的网络拓 扑分析算法，这个分析算法还必须适应完全随机、 自由动态变化的电网拓扑结构，因为新户报装、定 期 校 验 、坏 表 更 换 、元 器 件 老 化 、甚 至 电 网 负 载 波 动、气候变化、用户人为破坏，都有可能改变或破坏 已经计算好的电网拓扑结构。
（China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China）
ABSTRACT：This paper presents a detailed analysis of the application background and development of the power line carrier communication （PLC） technology at home and abroad, and generalizes the existing PLC technology roadmaps. It also introduces some products manufactured by the leading PLS chip makers in China. About the inadequacies of the existing technology, this paper predicts the development direction of the chip technology in the future, and lists the problems tobe solved. KEY WORDS: power line carrier communication （PLC）；centralized meter-reading system；network topology 摘要：详细分析了国内外电力线载波通信应用背景和发展历 程，对现有载波通信技术路线进行了归纳，对国内主流载波 芯片厂家的产品做了介绍，并针对现有技术的不足，提出了 未来芯片技术的发展方向和需要解决的问题。
第二阶段：从20世纪90年代中到2001年，市场 和技术创新相互推动了电子式电能表的快速发展。 电子式电能表的出现为集中抄表系统抄表数据的 准确性提供了可靠的保证，但电力线载波传输的可 靠性问题仍是本阶段的技术难点。
第三阶段：自2003年开始，电力线载波抄表的 应用进入到快速增长的阶段。随着电力线载波通信 物理层调制/解调与纠错技术的不断发展以及半导 体集成规模的不断扩大，采用复杂数字信号处理技 术的超大规模电力线载波通信集成电路所能达到 的抗干扰能力与前几代产品相比，有了极大提高。 通过信道频带自适应技术，维持相邻通信节点间的 可靠传输在技术上已经可以达到。但由于通信还是 基于物理层的技术改进，针对复杂多变的电力线网 络，还是存在一定缺陷。
82、86、110、132
A: 86、75 C: 132、115
120
270
421.1
132
120,270,421 扩频带宽10~30
4 个可编程的波特 波特率/(bi·t s-1) 率 600、1 200、2 400
（缺省）、4 800
A:3.6 C:5.4
500/250 可选Fra bibliotek330
100 三相150、300
分别为窄带通信的法国ST7538和美国ECHELON（埃 斯朗）的PL3120/3150；扩频通信的北京福星晓程、青 岛东软、青岛鼎信、深圳瑞斯康和北京国电龙源。各 个厂家的相关产品及主要技术参数见表1。 4.2 各类芯片产品的应用情况
目前在国网公司系统实现低压采集的530万户 中，有73% 约400万户采用载波抄表。黑龙江、河北、 山西、吉林、湖南、江西等省公司到目前都分别安装 运行载波表几十万户以上，积累了许多实际运行经 验。在以上用户使用的载波产品中，又以北京福星 晓程公司和青岛东软公司的产品居多，大约占90% 以上的市场份额。这2家公司都是较早进入国内载 波市场领域的产品研究和开发，在该领域具有丰富 的应用经验，产品运行情况相对良好。其余后进入 市场的厂家也有不少技术先进的产品，但还需要大 量、长期的现场运行案例来验证其产品的可靠性和 通信成功率等指标。
— ——— — —— —— —— —— —— —— ——
基金项目：国家发改委基金项目新时期电力负荷管理系统应 用功能及实施保障体系建设研究（2006-7）。
期的实际应用中，由于我国电网环境恶劣，电力线 信道高衰减、强干扰和波动范围大等特点[1-7]，导致 数据采集的成功率和实时性不能完全满足实际通 信的需求。近年来，随着许多新兴的数字技术，例如 扩频通信、数字信号处理和网络中继拓扑等技术的 大力发展，提高和改善低压配电网电力载波通信的 可用性和可靠性成为可能，电力载波通信技术的应 用前景变得更为广阔。
国内的低压电力线载波通信经历了以下4个阶 段的发展。
第一阶段：20世纪80年代末至90年代中，国内
智能电网 Smart Grid
34
吕英杰等：国内低压电力线载波通信应用现状分析
Vol.26 No.4
部分科研单位和生产厂商进行了大量的集中抄表 系统组网方式、电力线载波通信技术的研究和试验 工作。这一阶段电力线载波通信质量较差,抄表成功 率较低，能连贯传输数据的系统很少。并且因为电 能表以机械电能表为主, 采样方式主要采用脉冲采 样和机械采样,存在一定误差,系统所采集的电能数 据准确度较低，应用效果不够理想。
从各厂家目前的应用情况来看, 无论是FSK、 BPSK还是扩频, 其调制技术在理论上的优劣差异都 很小, 性能的差异只体现在发送和接收的处理机制 上, 也就是说没有不好的调制理论, 只有不好的算 法实现设计，因此使用新的调制技术来提高物理层 的通信能力是行不通的；同样，提高发送功率和灵 敏度也是行不通的。因此只有利用网络通信技术的 原理，采用中继和路由的方法来提高通信的可靠性 和实时性[12]。
5.5
100~1 200
芯片技术
纯物理层芯片，没 有MAC和网络层
完成物理层、MAC层、 纯物理层芯 网络层和应用层的功 片，没有MAC 能，支持EIA709.1协议, 和网络层
完成物理层和链 路层；应用层由电 表厂家自己开发
完成物理层、 完成物理层、 完成物理层、 MAC层、网络 MAC层、网络 MAC层、网络层 层和应用层 层和应用层 和应用层
2000年
1993年
2008年
2003年
1993年
主要芯片型号
ST7538 FSK ST7540 FSK 紧凑型
PLT- 22 PL3120 PL3150 PL3170
PL2102 PL3105 PL3201 PL3106
ES16T /PLCi36F SSC16/ES16U
PLCi36C/PLCi36M ES16UH- III/ES 1631 /ES1630
第四阶段：从2005年开始，国内几家大的供应 商开始了以网络神经元芯片[8]为核心技术的第三代 载波通信产品的研发。第三代芯片从物理层、网络 层、链路层等各个方面都有了较为突破性的提高， 本阶段应主要解决的关键问题是，任意相邻节点的 物理层通信保障能力与具有帧中继控制的网络传 输协议。部分企业开始采用先进的数字信号处理与 信道编码技术，对通信频带做自适应选择的窄带调 制/解调方式，芯片内部嵌入微处理器来进行网络传 输与信息安全控制等方式提高电力线载波通信芯 片的质量，应用效果有待现场验证。
3 国内现有载波通讯技术路线分类
现有的低压载波通信的技术路线主要从调制 方式、传输速率、带宽等几个方面来分类。
从使用的带宽角度来说，电力线载波通信分为 宽带电力线载波通信和窄带电力线载波通信。所谓 电力线宽带通信技术，是利用电力线传输高速数据 和话音信号的一种通信技术，主要用于为居民用户