電力線通信技術(shù)的發(fā)展

2013-12-13 11:25:50 電力信息化　點擊量：評論 (0)

1　電力線通信概述　　電力線載波通信（PLC）利用輸電線路作為信號的傳輸媒介，人們利用電力線可以傳輸電話、電報、遠(yuǎn)動、數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)方保護信號等。由于電力線機械強度高，可靠性好，不需要線路的基礎(chǔ)建設(shè)投資和日

3PLC特殊的技術(shù)問題
　　電力網(wǎng)通常可以分為高壓網(wǎng)（＞100kV）、中壓網(wǎng)（1－100kV）和低壓網(wǎng)（＜1kV）。電力線是按照輸電的要求設(shè)計的，因而實現(xiàn)通信必然有許多限制；而且由于電力網(wǎng)所處的環(huán)境不同，要在這三種電力網(wǎng)上實現(xiàn)通信要克服的困難也不同。在高壓網(wǎng)上實現(xiàn)通信最容易，而在低壓網(wǎng)上實現(xiàn)通信要克服的困難最多。
　　不管是哪種電力網(wǎng)，要在電力線上實現(xiàn)通信要遇到兩個問題：一個是噪聲干擾強。噪聲干擾主要是電暈噪聲和脈沖噪聲。電暈噪聲又稱隨機噪聲，是由于電力線在高壓強電場作用下，對周圍空氣產(chǎn)生游離放電的電暈，以及絕緣子表面及其內(nèi)部局部放電所引起的，主要存在中、高壓網(wǎng)中。電暈噪聲具有連續(xù)而均勻的頻譜，類似于白噪聲，它的大小與電力線路的電壓、電力線的粗細(xì)以及電力線周圍的環(huán)境有關(guān)。電壓越高，電力線越細(xì)，電暈噪聲越大；電力線周圍的環(huán)境濕度增大，將會引起電力線電暈及絕緣子放電加劇，造成電暈噪聲增大。脈沖噪聲主要是由輸電線路上的高壓設(shè)備（如隔離開關(guān)、斷路器等）操作、避雷器放電、線路短路以及雷電等原因引起的瞬時性干擾，在三種電力網(wǎng)中都存在。此外，電力線路或電氣設(shè)備存在一些缺陷，如避雷線和鐵塔以及開關(guān)等接觸不良等，也將產(chǎn)生脈沖噪聲。一般脈沖噪聲的持續(xù)時間都很短，對話音通信的影響有限，但是對高速遠(yuǎn)動信號和遠(yuǎn)方保護信號的影響很大。
　　信號在電力線上傳輸過程中會有衰減是PLC遇到的另一個問題。一般來說，信號的衰減隨著傳輸距離的增加而增加；在高壓網(wǎng)中，信號沿電力線路傳輸時還會受到天氣條件的影響。實踐證明，如果電力線路的絕緣良好，雨、霧、溫度和濕度的變化對電力線路的衰減沒有顯著的影響；但是天氣寒冷的地區(qū)，電力線表面上覆蓋的霜雪將使電力線對傳輸信號的衰耗顯著的增加，而且這種衰耗隨著信號頻率的升高而增加。而在低壓網(wǎng)中，由于電力線直接面向用戶，負(fù)荷情況復(fù)雜，各節(jié)點阻抗不匹配，所以信號會產(chǎn)生反射、諧振等現(xiàn)象，使得信號的衰減變得更為復(fù)雜。一般來說，低壓網(wǎng)中信號的衰減與頻率、工頻電源的相位有關(guān)。頻率增加，信號的衰減也將增加，而反射、諧振以及電力線效應(yīng)等的影響也使衰減突然劇增。
　　由于低壓電力線直接面向用戶，因此在低壓配電網(wǎng)進行通信要克服更多的問題。首先低壓電力線上的干擾具有周期性、隨機性和時變性。周期性干擾的周期、寬度、強度和發(fā)生時間等都不固定，很難準(zhǔn)確預(yù)測，而且這些參數(shù)的變化范圍也很大，因此在低壓網(wǎng)絡(luò)上采取針對性的措施抑制這種干擾很困難，而且這種干擾的寬頻譜也對接收端濾波器的防衛(wèi)度提出了很高的要求。高壓開關(guān)操作等引起的隨機性干擾持續(xù)時間很短，一般幾十微秒到幾秒，出現(xiàn)時間具有不可預(yù)測性。這類干擾可以通過前向糾錯碼、碼分多址技術(shù)、自動重發(fā)機制等加以克服。其次用戶負(fù)荷的隨機接入和切除，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化以及其他自然因素使得人們很難采用一個準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型對低壓網(wǎng)進行建模，目前的研究多以定性分析和實驗數(shù)據(jù)測試為主，即使有學(xué)者提出了一些模型，也往往是附件了很多限制條件，不符合實際情況。由于缺乏準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計PLC設(shè)備時要求它具有很好的自適應(yīng)能力，以便在實際低壓配電網(wǎng)上有很好的通信質(zhì)量。最后瞬間的短路會造成嚴(yán)重的安全問題，因此必須為電力線通信提供安全保護。一般要求用戶設(shè)備不能直接隨意接入電力線，只有得到授權(quán)的用戶設(shè)備才能接入電力線。

責(zé)任編輯：和碩涵

免責(zé)聲明：本文僅代表作者個人觀點，與本站無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。

我要收藏

個贊