电力载波通信原理_电力载波通信的优缺点

电力线载波通信简介

电力线载波通信（powerlinecarriercommunication）以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体（一般有三相良导体及一或两根架空地线），所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。

载波通信方式

（1）电力线载波通信。这种通信具有高度的可靠性和经济性，且于调度管理的分布基本一致。但这种方式受可用频谱的限制，并且抗干扰性能稍差。

（2）绝缘架空地线载波通信。这种通信设备简单、造价低，可扩展电力线载波通信频谱，送电线路检修接地期间可以不中断通信，受系统短路接地故障影响较小，易实现长距离通信。其缺点是易发生瞬时中断。

电力载波通信的优点

只需要两端加上阻波器等少量设备即可实现通讯、远传等功能，投资小！

电力线载波通信的缺点

1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送；

2、三相电力线间有很大信号损失（10dB-30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输；

3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用；

4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用；

5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。虽然技术问题随着时间的发展，最终都能被解决被克服，但是从目前国内宽带网建设的情况来看，留给PLC的时间和空间并不宽裕。2000年以来各大运营商大规模推出ADSL、光纤、无线网络等多种宽带接入业务，留给电力线上网的生存空间，已经不断被其他接入方式压缩。现在，PLC除了在远程抄表上有所应用外，已没有了当初的豪言壮语。

电力载波通信原理介绍

电力线载波通信调制技术概述

1、电力线载波通信是指利用现有的电力线，通过载波方式将模拟信号或数字信号进行高速传递的技术，在电力线载波通信系统中最基本的一项任务就是根据通信信道的不同选择不同的调制方式。

2、一般来说，基带信号含有直流分量和频率较低的频率分量，往往不能作为传输信号在信道中直接传输，因此，必须把基带信号转变成为一个相对基带频率而言非常高的带通信号（已调信号）以适合于信道传输。

3、一个通信系统的质量再很大程度上依赖于所采用的调制方式。调制时为了使信号特征与信道特征相匹配，因此，调制方式的选择是由系统中信道特性来决定的。显然不同类型的信道特征，将相应存在着不同类型的调制方式。

电力线载波通信信道的基本特征

1、时变衰减较大。对于一般用户，我国采用的是220V交流两线供电。由于电网上负载的不断接入和切除，马达的停止和启动，电器的开和关灯各种随机事件，使信道特性具有很强的时变性。

2、信号变化复杂。实际测量表明在电力线上不同位置并联诸多不同性质的负载对信号的传输影响很大，随着负载在电力线上的连接断开，在不同的时刻信号衰减也会表现出不同的特点，即负载的变化是随机的，所以信号衰减也会随机发生变化。

3、干扰噪声多样。电力线载波通信的最大干扰是噪声，其主要来源是电力网上的所有负载、无线电广播、天电等等。电力线的噪声在室内和室外有所不同，但大致可分为五类：有色背景噪声，这类噪声主要来源于交直流两用电动机，其功率谱密度随着频率增加而减小，变化缓慢；窄带噪声，主要由电力线的驻波或谐振和短波广播所致，其功率谱密度在该频段内几乎保持不变；与工频异步噪声，来源于电力线上的一些电子设备，主要分布在50Hz~200Hz；与工频同步噪声，一般由工作在电网频率的开关器件造成其噪声频率为工频或其整数倍，持续时间长，频率覆盖范围广，功率大，功率谱密度随着频率上升而减小；突发性噪声，主要由电器突然开关噪声，出现的时间是任意的，其噪声功率谱密度高，持续时间短，频谱宽。

总之，针对电力线载波通信信道的以上特点，已调信号应具有高的频谱利用率、抗噪声和抗干扰能力强、适宜于在衰落信道中传输等特性。高的抗干扰和抗多径衰落性能，要求在恶劣的信道环境下能够很好的工作，经过调制解调后的输出信噪比（S/N）较大或者误码率较低。

载波通信在电力系统典型应用

集中抄表系统是以计算机应用、现代数字通信、电力线载波数据传输技术等为基础的信息采集处理系统，由主站、集中器、采集器、电能表，以及主站与集中器、集中器与采集器或电能表之间的数据传输信道组成。

集中抄表基本系统由主站、集中器、采集器、电能表四大部分组成：

・主站通常由通信前置机、后台工作站和数据库服务器和组成，可根据系统的规模进行合理的配置。

・集中器是系统中的中心通信节点，一个台区域通常配置一个，一个集中器可以采集该台区下的所有电能表、采集器的计量数据，并能控制它们的运行状态，并采集台区变压器运行参数。

・采集器用于采集多个用户电能表电量信息，并经处理后通过信道将数据传送到系统上一级的设备。

・电能表必须具备与采集器或集中器进行通信或数据交换的能力，其种类有具备载波通信能力的电能表、具备RS485总线通信能力的电能表、带有有功电能量脉冲输出装置的电能表，以及采用其它通信方式与上级设备进行数据交换的电能表。