我国电力线载波通信技术的发展及现状分析

摘 要：随着技术的不断提高，电力通信网作为电力系统安全稳定运行的基础保障，实现了电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化。高速电力线载波通信技术进入到人们的生活，使用者只需通过低压电力线即可接入国际互联网络，进行互联网的应用。该文通过对我国现有电力线载波通信现状的调研分析，从电力载波应用的角度出发，分析我国未来社会电力线载波通信应用的新模式，寻找急需突破的技术，总结分析出国内电力载波通信中遇到的问题以及解决的有效途径。

关键词：电力线 载波 通信

中图分类号：TN916.52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（a）-0030-02

电力线载波（Power Line Carrier-PLC）通信是利用高压电力线、中压电力线或低压配电线作为媒介进行语音或数据传输的一种通信方式。在传输过程中通过载波将模拟或数字信号进行有效调制实现高频信号在电力线实现远距离传输。随着科技的不断进步，高压电力线载波技术已不在受单片机应用的限制，进入了数字化的信息时代。

1 我国电力线载波通信的现状

电力通信网作为电力系统安全稳定运行的基础保障，实现了电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化。由于通信过程对信息的可靠性、传输的快速性有严格的要求，世界上很多国家都建立了电力系统专用通信网，以此构建稳定的传输体系。当前我国在35 kV以上电压等级的输电线路上均已开通电力线载波通道，但随着数字媒体技术的不断发展，对通信速度的要求越来越高，为了实现高效的传输，电力线载波通信已不再是简单地完成电力通信，电网以及数据信息的一并传输成为现实。但由于我国电力通信发展水平参差不齐，且电力通信规程中要求变电站必须具有2条以上不同通信方式的互为备用的通信信道，就要求电力载波功能不断革新，这就使得电力线载波机在全国仍然有较大的市场需求。

数据分析表明我国中低压电力线载波的应用主要是在10 kV电力线以及在380/220 V用户电网的自动抄表系统中的应用。10 kV以上的应用目前已达到普及应用，而作为自动集抄系统通道的载波应用虽已能够组网通信，完成数据的远程抄送，但由于用户电网的时变特性和突发噪声的影响在技术上还有待解决。

2 我国电力线载波通信技术的应用

由于电力载波通信具有稳定的使用条件和潜在的巨大市场，也成为世界各大公司及研发单位攻坚开发的热点。

（1）解Q远程三表抄送问题。

远程三表抄送就是自动采集各种计量表的读数（如电表、水表、气表），电力线载波抄表系统是以电力线为媒介进行远程数据搜集并传送，此方法不但降低了电力部门的成本投入，且实现高效的自动抄收。通过计算机的强大功能可以将抄收的数据立即处理形成报表，且对用户实现监控，对电参数、欠费断电等操作可一步到位实现管控。

（2）解决端到端的线缆接入问题。

在电力线载波通信线路中用户变压器的低压侧安装电力线路由器，用户端通过安装一个数字式电力线调制解调器，将电缆与个人电脑相连，让PC和笔记本电脑的使用者轻松地通过家中供电线路连接上互联网络，此种通信方式成本低，利用现成的电源线，实现一线两用。

（3）解决智能控制问题。

在电网信息控制过程中，智能化载波机实现了对系统运行状态的检测、数据的快速修改、故障检测报告，通过此法有效地实现了远程维护以及实时监控，不但精减了劳力，且电网运行更安全、更稳定，最终实现了高效营运。

电力线载波通信作为电力通信网中关键的方式，在电网调度通信、复用远动、高频保护和远方跳闸信号等方面应用较多，而未来的电网应用是智能电网的天下，但三相/单相载波电能表、载波抄表集中器等仍会是市场的主体；但随着新兴技术的不断发展，智能电网的应用将会朝着以“三表合一”、智能家居应用、井下安全操作、智能路灯控制、精细农业、污染检测等领域扩展。

随着人们对通信技术要求的不断提高，通信会越来越被人们重视，而作为电力部门独有的通信资源，电力线载波通信的地位在通信界是不可撼动的，特别是在抵御台风、洪涝等自然灾害方面，电力线特有的机械特性以及不易受外力破坏的特点，是其他通信媒介无法比拟的。

3 我国电力线载波通信的需求分析

3.1 通信架线的优势

高压电力线路的走向是从终端站到枢纽站，再到调度所，整个过程只需考虑投入设备的情况无须考虑线路投资，特别是在边远且地形复杂的地区，这种优势及其明显，只需充分分析出电力线载波信道的容量，对电力设备加以投放，载波通信的优势就会显现出来。

3.2 通信可靠性的要求

在电力系统中考虑到传输重要调度信息的问题以及人身安全的考量，则会要求电力线载波机具有较高的可靠性，以实现通信的可靠传输，作为电力线载波通信过程中的核心设备，电力线载波机必须具备高效的性能。根据我国目前对电网通信体系数据的要求，各种电压等级的载波机、继电保护收发信机、载波数据传输装置和电线上网调制解调器等必须满足质量要求。

3.3 网络应用的要求

随着通信新技术的不断涌现，现代通信对电力线载波的使用不再是单独的通道应用，而是转向构建网络结构的应该。电力线载波机应用的初期主要靠自动盘和音转接口实现小范围的联网，而现在更多考虑的是如何实现载波机与调度机协同工作，将变电站调度机的组网应用与通信网监测系统接口的数据采集进行有效的结合。由于电力线载波在中、低压线路上的初期应用就是构建网络应用，因此，如何大力发展电力线载波通信过程中的网络应用就显得尤为重要。

综合分析传统的电力线载波发现，其存在通道干扰大、信息量小、频率拥挤等弱势，再加上设备水平、维护管理等方面的原因，传统电力线载波已越来越不能适应现代电网提出的高速度、宽频带、大容量的通信要求。特别是新兴通信技术如微波通信、卫星通信、扩频通信、光纤通信、程控交换等在电力系统中不断引入，并得到了较好的应用，因此，电力线载波通信的改革势在必行。

4 急需突破的技术问题

信道容量长期以来一直是电力线载波通信过程中重点关注的问题，多路的电力线载波通信是解决的有效技术，而如何实现这一过程，也将成为社会发展中不容忽视的问题。目前我国通过采用数字复接技术进行了频域扩展，实现4 kHz带宽的信道容量，其传输速度达到28.8 kbits/s，在这一研究过程中发现，线路频率的回波抵消可有效提升信道容量，这将会是未来我国在电力线载波通信中的又一研究方向。

5 结语

应用电力线连接互联网是国人一直不断研究的课题，如今已得到认可并投入使用，而且价格不高，被大众接受。随着技术的不断提高，高速电力线载波也将会进入到人们的生活，使用者只需通过低压电力线即可接入国际互联网络，进行互联网的应用。在未来社会，我们相信随着科学技术的不断提升，新兴技术的不断涌现，通过电力线载波通信人员的不断努力，国家电信改革的深化、管理水平的不断提升，电力线载波通信在我国现代化电网的发展进程中的作用会越来越突显，也会越来越被国家重视。

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