論電力載波通信的發展范文
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電力網絡的阻抗特性及衰減制約了信號的傳輸距離，低壓電力線的噪聲干擾又制約了信號的傳輸質量，要想把電力線變成理想的信道，必須進行調制。其調制方式從FSK，PSK，到DSS直接序列FH跳頻，CHIRP寬帶線性調頻，OFDM正交頻分等不斷演進，其信道的有效頻譜利用率和抗突發干擾噪聲的能力越來越強。
二、載波技術在電力系統的應用現狀
從七十年代開始，模擬制式的電力載波機已經較為成熟。隨著技術的發展，到八十年代中期，載波技術開始了單片機和集成化革命，一些小型化的多功能載波機開始應用。到九十年代中期，結合了DSP功能的軟件調制技術和增益控制技術的數字化載波機開始流行，而全數字化載波機的問世，進一步提高了通信容量和信道可靠度，使得高、中、低壓電網上都開始應用載波技術。長久以來，載波技術一直是電力通信網的基礎通信網絡，在調度、遠動、保護等方面發揮了重要作用。隨著電網規模的增大，其對管理和技術提出更高的要求，電力線載波通信由于其固有的弱點：通道干擾大，容易產生反射、駐波、諧振等現象，傳送信息量小，管理維護造成的故障率高等，已經不適應現代電網對通信多方面、多功能的要求。隨著光纖通信的發展，載波通信已經慢慢變成輔助通信方式。由于我國電力通信發展水平的不平衡，在一些不發達省份，載波通信技術在高壓電力線路屬于主用或備用通信方式，在中低壓電網仍然是主要通信方式。而在一些發達省份或地區，主要的站點和線路的通信方式早已升級為可以傳送大信息量且可靠性高的光纖通信。可以預見，隨著經濟和技術水平的提高，高壓線路的載波通信必將被更加可靠的光纖通信取代，而中壓線路和站點的通信方式將由其是否屬于骨干線路來決定是否淘汰載波設備，唯一無法取代載波通信技術的的就是低壓配電線路。低壓配電線路由于其復雜的接線和居民住宅分布的多樣性，無法將通信光纜敷設到每個居民住宅，而且在投資收益比率上，這種光纜到戶的方法也無法接受。而如果采用載波通信的方式，利用現有的電力線路，則可以在增加極少投資的情況下建設一張覆蓋全用戶的載波通信網。現有的低壓電力載波抄表系統就是利用10kV電力線和380/220V用戶端電網作為集中抄表系統的載波通道傳送數據，但是由于用戶電網的某些時變特征和突發噪聲對數據傳輸的影響在技術尚未得到根本解決，因此還存在著抄表盲區的現象。已經有公司采用中低壓配電網進行兩路數字載波通信，成功的將已有的水表、燃氣表、電能表連接起來，提供水、天然氣、電能的自動抄表功能。
三、未來載波技術應用方向
1電力通信
在35KV及以上的高壓電力線路中，載波設備的升級或者淘汰將不可避免，但是偏遠地區的變電站，通信光纜難以敷設的地區，載波技術仍會繼續發揮作用。而且隨著載波技術的不斷升級，除了提供電話，保護等功能外，計量、生產管理、營銷管理等功能也將被應用到載波技術上，在光纜無法到達的地區，這種載波通信方式將仍然是主流通信通道。同時，由于電力通信規程規定，站點的通信必須有兩條不同物理路徑的路由，這就表示，在升級單一光纜通信的同時，載波通道仍會作為一種備用的通信通道保留下來。智能電網的興起，使得配電網負荷實時統計控制和智能化調度切換顯得尤為重要，而配電網通信末端的載波設備由于其明顯的成本優勢和地理優勢，如果作為“最后一千米”的接入網來考慮，其在智能電網的建設中會發揮更加重要的作用。另外，微型電網技術在近年來得到迅速發展，因為其規模靈活，移動性強，地域限制小等優點，帶來了與主網通信上的不便，這使得以往由調度中心統一判斷、調度的集中式控制方法難以有效運行，而通過電力線通信的載波技術無疑是這種新型電網通信的最佳解決方案之一。
2智能家居
智能家居是指利用綜合布線技術，網絡通信技術，安防和自動控制技術等將家居生活有關的設備集成控制的一套系統。由于現有家居很多不具備聯網通信功能，需要一種具備載波通信功能的智能插座，利用家用220V電力線作為家用設備的載波通信通道，通過嵌入式系統感應，自動控制家用設備的電源，既可以達到人走斷電的節電效果，又可以檢測配電網負荷情況，并利用戶外配電線路與配電調度主端進行通信，智能收集負荷，方便調度。同時，使用擴頻通信技術將配網電力線作為上網通信路由已經得到實現，德國已經研制出“電網在線”技術，通過公共電網的電力線來代替傳統的電話網絡實現數據傳輸，只需要一臺專用的調制解調器插入電源插座，即可實現上網。按照致力于制定家用電力線網絡通信技術標準的“家庭插電聯盟（HPA:HomePlugPowerlineAlliance）”推出標準的描述，只需要在事先安裝好的插座上插入電源插頭即可構筑起電力線家庭局域網，其傳輸速率可達14Mbit/s，未來仍有很大提升空間，發展潛力巨大。
四、結論
可以看出，載波通信技術雖然在中高壓電力網中應用在逐漸減少，但是由于其便利的架設條件，這一技術在低壓配電網中的應用開發才剛剛興起，隨著信息技術的發展和智能電網的建設普及，多樣化的通信技術得到長足發展，而載波技術作為一種成本低廉而又開發潛力巨大的通信方式，必將會在未來發揮更加重要的作用。
本文作者：許寶玉單位：廣東省輸變電工程公司電力咨詢分公司
