0  引言

    智能配網(wǎng)對于通信網(wǎng)絡的要求是能夠建設一個電網(wǎng)雙向、實時、交互的通信網(wǎng)絡，同時能夠滿足智能配網(wǎng)的建設，促進智能配網(wǎng)的發(fā)展，在智能配網(wǎng)的使用中不斷使用新的技術，促進先進技術的發(fā)展，保證智能配網(wǎng)安全有效的使用。智能配網(wǎng)的組成是通過一系列復雜的結構組成的，并且是以光纖作為通信的支撐，在具體使用中可以通過別的通信方式進行有效的補充。配電通信網(wǎng)的規(guī)劃和建設中必須遵守一定的準則，在使用過程中以技術作為支撐，實施有效的數(shù)據(jù)管理，同時根據(jù)時代的發(fā)展進行有效的改進和升級。對于智能配電網(wǎng)中的主要信息通道和次要信息通道要進行緊密結合，不能分開獨立使用，兩者在使用中保持一種相互聯(lián)系、相互依存的關系，這樣無論是對于主要信息通道建設和次要信息通道的發(fā)展都起著至關重要的作用，同時也方便管理和維護。在對于主要通道使用中應該盡量選擇通道速度快、安全、可靠、經(jīng)濟性良好的通道，盡量不去使用那些極少使用或者從來沒有使用過的信息通道和資源。

1  寬帶電力載波

    電力系統(tǒng)通信中電力載波曾經(jīng)在其發(fā)展中起著十分重要的作用，但是隨著我國電網(wǎng)的不斷建設，電網(wǎng)的自動化水平已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，這時電力載波在一定程度上就不能適應電網(wǎng)發(fā)展。當今社會科學技術已經(jīng)得到了迅猛的發(fā)展，特別是大型計算機和集成電路的使用，能夠在很大程度解決電力載波存在的缺陷，電力載波在歷史的舞臺上能夠發(fā)揮重要的作用。

    普通的數(shù)據(jù)通信線路的目的是用于對于電能的輸出，然而電力線與普通數(shù)據(jù)線路有著本質區(qū)別，它建設的目的是用于數(shù)據(jù)的傳輸，但是在電力線進行數(shù)據(jù)傳輸中同樣也會面臨著一系列的問題，比如說信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定性、在傳輸過程中會受到嚴重的干擾等。電力載波技術目前使用的技術是正交頻分復技術，正交頻分復技術的優(yōu)點是能夠保證各個信號通道是正交關系，與其他的技術相比電力載波技術能夠提高信號利用的效率，能夠在最大程度上改變信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定性、在傳輸過程會受到嚴重的干擾等一系列問題。當信號受到了很大的干擾，也能夠在這種情況下保持信號的傳輸輸出，保證信號輸出高效性和時效性。

    在實際進行信號傳輸中，寬帶電力載波設備能夠全天不間斷的進行信號檢測工作，在檢測過程中如果發(fā)現(xiàn)有信號干擾現(xiàn)象能夠做出及時調(diào)整，即使發(fā)生特別嚴重的信號輸出事件也可以將受到故障干擾的信號進行轉移，避開干擾源，及時地做出調(diào)整。因此寬帶電力載波技術能夠避開電磁干擾，具有比較良好的抗衰減能力，能夠適應復雜環(huán)境的信號的傳輸。

2  配電通信網(wǎng)的寬帶載波建設

    電力系統(tǒng)是通過光纖通信網(wǎng)絡延伸到變電站端部，從而為信息傳遞提供有效的帶寬。如果從變電站出發(fā)到每臺的配置器進行傳輸信息就會造成缺乏相應的通信途徑。在通信載體中電力線的使用已經(jīng)有著30多年的時間，在中高壓輸電網(wǎng)中使用電力線在低頻率（頻率500 kHz以下）是傳輸數(shù)據(jù)主要形式，也是過去電力線通信技術重要應用之一。

    在配電網(wǎng)中使用DPRS等通信手段會造成通信速度低，運營成本比較高，因此在大規(guī)模的使用中會受到很大限制。我國現(xiàn)有的配電網(wǎng)中使用的是各種控制系統(tǒng)，上行中有著多種通信手段，傳輸速度比較慢，會造成重復建設的現(xiàn)象，不能滿足現(xiàn)代化配網(wǎng)的使用，這樣在很大程度上制約了電力事業(yè)的發(fā)展。

    從變電站開始使用15 kV線路作為寬帶通信，在中壓電力線寬帶使用15 kV作為配電網(wǎng)的通信介質能夠將電網(wǎng)轉變?yōu)橐粋€高效的信息傳輸系統(tǒng)，同時實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的傳輸和信號傳輸。通過對于中壓電力線寬帶的建設能夠實現(xiàn)信號的監(jiān)控、信號輸出載荷的控制、自動化實現(xiàn)配網(wǎng)和遠程抄表等加快了電能信息交互性傳遞，在最大程度上解決了供電公司在配網(wǎng)中自動化通信這個技術難點。

3  電力線寬帶載波通信技術

    寬帶電力載波技術與其他的電力載波相比具有自愈能力強、抗干擾能力強、傳輸速度快以及信號覆蓋面廣等一系列優(yōu)點，做為近些年來一種新興的技術，在智能電網(wǎng)的發(fā)展中起著至關重要的作用，已經(jīng)成為國際上智能電網(wǎng)承載技術主流技術。在世界范圍內(nèi)將電力線寬帶做為以太網(wǎng)技術發(fā)展過程中一個重要的組成部分，歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展已經(jīng)有了巨大發(fā)展，在西方很多發(fā)達國家大多數(shù)采用的正頻分復用技術和DMT等調(diào)制技術。

    正頻分復用技術支撐技術是在2~34 MHz的頻率內(nèi)將通信通道分為若干個不同的正交信道，在重新劃分的正交信道中使用子載波進行調(diào)制，在這些正交信道中及時進行數(shù)據(jù)傳輸，這樣就在很大的程度上提高了對于信號使用效率。由于這些正交信道是一種正交關系能夠有效的抵抗信號干涉，提高自愈能力，即使配電網(wǎng)在受到巨大干擾的情況下也能夠把信號輸出，信號輸出有效可靠，在最大程度上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸。

    在智能配電系統(tǒng)中使用電力線寬帶技術能夠使得通信速度達到200 M/s，當智能配電網(wǎng)在有載荷的情況下其傳輸速度能夠達到10 M/s，這樣的傳輸速度與傳統(tǒng)的電力線窄帶載波技術相比是其上千倍甚至上萬倍的傳輸速度。因此國家電網(wǎng)在進行電網(wǎng)配送和傳輸?shù)臅r候應該選擇這種智能配電網(wǎng)，它是一種最佳的通信技術和一種信息交互的理想技術。這種技術使用的載體是電力線，在其使用的頻率范圍內(nèi)劃分了幾千個不同的子系統(tǒng)實現(xiàn)信息傳遞，這樣能夠在最大程度上避免信號干擾，具體的電力線載波技術通信頻率圖譜如圖1所示。

    從圖1電力線載波技術通信頻率圖譜可知當通信頻率達到50 Hz時是工頻，當通信頻率在40 kHz~500 kHz時通信頻率是處于窄帶載波，通信頻率在2 MHz~34 MHz時這時通信頻率是處于寬帶載波。電力線載波技術在實際傳輸中，寬帶載波設備能夠對于每個分散的頻道進行有效監(jiān)測，如果某個分散的頻道出現(xiàn)了工作的異常，這時候智能配電網(wǎng)設備能夠及時對信號進行處理，避免產(chǎn)生干擾信號影響正常工作的進行。

4  中壓PLC設備

    電力線網(wǎng)橋是中壓線通信的關鍵設備，可以將相應的軟件劃分為頭部、中繼器和尾部，其結構示意圖如圖2所示。

    在圖2中紅色表示的是中壓PLC設備的主要節(jié)點，也就是頭部，其作用是用于通信電網(wǎng)與干網(wǎng)之間的信息鏈接，通過有效的管理控制整個PLC設備有序的運行。黑色表示的是中壓PLC設備的中繼器，對于信號的輸出起著轉發(fā)和延長信號輸出的作用。綠色表示的是中壓PLC設備的次要節(jié)點，也就是尾部，其作用是為網(wǎng)絡輸出提供接口作用。

    PLC在通信過程中遵從的TCP/IP協(xié)議，傳輸?shù)乃俣饶軌蜻_到200 M/s，在進行通信傳輸中有三種不同工作模式，在進行不同模式工作中可以對于頻率在有效范圍進行設置，不同工作模式下通信速率如表1所示,在不同的工作模式下傳輸距離如圖3所示。

    從表1中可知不同工作模式下通信速率是不同的，當工作模式在5 MHz時其物理層的速率為43 M/s，UDP的速度為38 M/s，當工作模式在15 MHz時其物理層的速率為103 M/s，UDP的速度為76 M/s，當工作模式在30 MHz時其物理層的速率為205 M/s，UDP的速度為153 M/s，隨著工作模式的提高的，物理層的速率和UDP的速率都是呈現(xiàn)出增長的趨勢，充分說明了采用PLC通信能夠提高傳輸?shù)乃俣取?/p>

5  配網(wǎng)寬帶載波通信和載波特點

    電力線寬帶技術應用的區(qū)域主要集中在城市中比較發(fā)達的商業(yè)區(qū)的配電室、電閘開關等地方。在實際操作中當無法對于光纜進行架設時，可以使用電力線電纜進行代替，在站房的兩邊安裝相應的電力耦合器，利用磁感應效應的原理，實現(xiàn)PLC信號與電纜信號的耦合，在網(wǎng)橋中架設有效的接口以及其他合適的接口，把信號傳遞到配電網(wǎng)的中心或者用電管理中心，比如說A點到B點再到配電中心這樣傳輸路線，從區(qū)域A到區(qū)域B之間由一條長度為700 m的配電電纜線，由于區(qū)域A與區(qū)域B處于城市鬧市區(qū)位于城市繁華地帶，區(qū)域A周圍多是商鋪和賣場，這樣就造成了區(qū)域A與區(qū)域B之間的電纜線不能貫穿于地下，使得開挖造成了巨大困難，考慮到開挖的難度和使用的經(jīng)濟性，在具體架設中在區(qū)域A與區(qū)域B之間安裝了網(wǎng)橋、耦合器和網(wǎng)絡接口，將網(wǎng)絡接口接入到區(qū)域B的交換機接口中，這樣就會造成區(qū)域B光纖覆蓋的全面性，實現(xiàn)了區(qū)域A與區(qū)域B之間的信號的輸出，具體如圖4所示。

    從圖4的區(qū)域A通信網(wǎng)絡中可知在配網(wǎng)中心三層接口交換機到三層接口交換機是通過光纖進行傳遞的，區(qū)域B開閉所三層接口交換機與三層接口交換機是通過光纖進行傳遞的，區(qū)域B開閉所三層接口交換機與區(qū)域B開閉所二層接口交換機是通過光纖進行數(shù)據(jù)傳輸，區(qū)域B開閉所二層接口交換機與區(qū)域B通信綜合柜內(nèi)網(wǎng)橋通過網(wǎng)絡線進行相連進行通信傳遞。區(qū)域B通信綜合柜內(nèi)網(wǎng)橋與區(qū)域B開閉所AB線966開關柜內(nèi)電感耦合器是通過SYY50-3通信線進行連接的，區(qū)域B開閉所AB線966開關柜內(nèi)電感耦合器與區(qū)域B開閉所AB線966開關柜內(nèi)電感耦合器是通過AB線956/966 電力電纜進行數(shù)據(jù)傳輸，區(qū)域B開閉所AB線966開關柜內(nèi)電感耦合器與區(qū)域A通信綜合柜內(nèi)網(wǎng)橋是同樣適用也是SYY50-3通信線，區(qū)域A通信綜合柜內(nèi)網(wǎng)橋這樣就在一定程度上實現(xiàn)了野種業(yè)務比如說遠動和視頻的傳輸，從而實現(xiàn)了區(qū)域A的通信網(wǎng)路的進行。

    隨著我們國家電網(wǎng)技術不斷發(fā)展，電力線寬帶技術已經(jīng)得到了巨大發(fā)展，并且在一定方面上具有了相當成熟技術，在進行用電數(shù)據(jù)采集、智能家居數(shù)據(jù)的使用等方面都得到了很大的應用，通過研究表明電力線寬帶技術具有如下優(yōu)點：第一個方面是在進行系統(tǒng)實施中施工難度低，養(yǎng)護成本比較低；第二個方面是在進行數(shù)據(jù)傳遞中速度比較快，具有很強的抗干擾能力，自愈能力比較強，即使在非常惡劣的環(huán)境中也能夠進行數(shù)據(jù)傳遞和采集；第三個方面是系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)通信中成功率比較高，能夠有效地實施遠程的操作，實現(xiàn)了智能化的操作，并且操作界面也比較簡單，容易掌握。

6  結論

    電力線寬帶技術的發(fā)展在很大程度上促進了智能配電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，電力線寬帶技術為智能配電網(wǎng)在進行用電信息采集、信息的自動調(diào)配以及其他業(yè)務的發(fā)展提供了便捷、有效的信息支持，在這其中PLC技術已經(jīng)成為了現(xiàn)有電力通信技術的重要組成，它的產(chǎn)生能夠在很大程度上實現(xiàn)電力通信技術在橫向中的發(fā)展，能夠在用電需求情況下進行高效的信息傳輸，而且在一定程度上寬帶載波技術具有安全、高效、便捷以及準確的控制。

    實驗結果表明，電力線寬帶通信可以適應智能配電網(wǎng)的需求，在進行數(shù)據(jù)采集、自動化抄表等技術中都有著很大的市場，能夠滿足用電信息集采，滿足配網(wǎng)中測試的需要，對于采用更高、更快的數(shù)據(jù)采集提供了基礎和有力的數(shù)據(jù)支持，是目前我國在智能配電網(wǎng)區(qū)域中使用的最佳方式。

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作者信息:

杜錦陽，谷海彤，趙  穎，劉  毅，蔡秀玲

（廣州供電局有限公司，廣東 廣州 510000）