電力線(xiàn)載波通信PLC技術(shù)出現于二十世紀的二十年代初期,它以電力線(xiàn)作為傳輸媒體,利用載波方式將模擬或數字信號變成高頻信號,通過(guò)電力線(xiàn)實(shí)現遠距離傳輸。它具有傳輸距離遠、通道可靠性高、安全保密性好、投資少見(jiàn)效快、與電網(wǎng)建設同步等優(yōu)點(diǎn),早已成為電力系統應用最廣泛的通信方式。它主要用于電網(wǎng)調度通信、復用遠動(dòng)、高頻保護和遠方跳閘信號等。然而,這種通信方式傳輸速率低、容量小,應用范圍受到了很大的限制。在大力發(fā)展寬頻帶、大容量光纖通信的今天,它的發(fā)展前景如何？

　　一、電力線(xiàn)載波通信現狀分析

　　電力線(xiàn)載波通信現狀主要反映在載波頻率使用、設備技術(shù)和維護技術(shù)等三個(gè)方面。

　　載波頻率使用問(wèn)題

　　我國電力線(xiàn)載波頻率使用范圍為:40～500kHz,載波頻帶帶寬為:4kHz,在整個(gè)載波頻率范圍內只能不重復安排57套載波機,而我們要使用的載波機要遠遠大于這個(gè)數目。實(shí)際上,即使在這個(gè)頻段內的頻率,要完全利用也非常困難。在低頻段,存在著(zhù)阻波器的制作上的困難;高頻段,容易受到廣播信號的干擾。在電網(wǎng)不大的情況下,用插空法安排頻率,頻譜緊張的矛盾不很突出。隨著(zhù)電網(wǎng)規模越來(lái)越大,頻譜緊張的矛盾越來(lái)越突出,需要借助計算機進(jìn)行頻率分段設計、頻譜分組、電網(wǎng)分段或分區,頻率重復使用,實(shí)現頻率資源的最佳配置。另一方面,采用電力線(xiàn)載波復用高頻保護技術(shù),節省保護占用的頻帶;利用調度程控交換機組網(wǎng),提高通道利用率,減少通道數量,節省了載波頻率,使頻率資源得到了充分利用。

　　設備技術(shù)

　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,載波設備技術(shù)更新速度也在加快。從50,60年代雙邊帶電子管載波機ZS23,ZDD212,ZT401等發(fā)展到ZJ25,ZDD212等晶體管載波機和ZDD227,ZDB23,ESB550等集成化載波機,技術(shù)裝備水平有了很大的提高。此外,我們還引進(jìn)了ETL,ESB等先進(jìn)的數字載波設備,為用戶(hù)提供更加完善、可靠和便于操作使用的功能。

　　維護技術(shù)

　　長(cháng)期以來(lái),我區電力載波通信維護技術(shù)比較落后。盡管載波設備不斷更新,但絕大多數單位仍沿襲著(zhù)傳統的維護方式。故障處理靠檢修人員使用選頻表、振蕩器、萬(wàn)用表、電烙鐵在運行現場(chǎng)進(jìn)行檢修、測試。同時(shí),通信系統維護人員普遍存在學(xué)歷低、維護經(jīng)驗不足等問(wèn)題,使得電路中斷時(shí)間比較長(cháng)。同樣,由于維護手段不足,許多單位的結合加工設備一經(jīng)安裝就很少再次測試,基本是待電路出現故障后才進(jìn)行檢測,影響了運行電路的狀況。可見(jiàn),作為設備維護的薄弱環(huán)節,高頻通道的好壞己成為影響載波通信質(zhì)量中不可忽視的重要環(huán)節。

　　二、應用范圍

　　90年代是我國電力事業(yè)大發(fā)展時(shí)期,由于電網(wǎng)建設速度在加快,大電廠(chǎng)、大機組、超高壓輸電線(xiàn)路不斷增加,電網(wǎng)規模越來(lái)越大。使用單一載波通信方式己不能滿(mǎn)足電網(wǎng)安全可靠性要求,在二級以上干線(xiàn)電路上載波通信己被微波通信和光纖通信所取代,而只在其中少數電路上作為備用通道保留。在220kV和500kV電網(wǎng)中使用一些性能優(yōu)良、穩定可靠的載波設備來(lái)復用高頻保護和遠方跳閘信號,在地區和縣級電網(wǎng)中電力線(xiàn)載波仍是生產(chǎn)調度的主要通信方式。

　　由于傳統的電力線(xiàn)載波存在許多弱點(diǎn):通道干擾大、信息量小、頻率擁擠,再加上我們的設備水平、維護管理等方面原因造成通信電路穩定性差、故障率高等不足,己顯得不能適應現代電網(wǎng)所需的高速度、寬頻帶、大容量的通信要求。隨著(zhù)信息時(shí)代的到來(lái),各種新興通信技術(shù)不斷出現,如數字微波、衛星通信、擴頻通信、光纖通信、程控交換等在電力系統中得到了較好的應用。相比之下,電力線(xiàn)載波其缺點(diǎn)和不足便顯現出來(lái)了,目前對電力線(xiàn)載波評價(jià)不高似乎己是比較普遍的現象。

　　電力線(xiàn)載波同其他技術(shù)一樣,也在不斷發(fā)展和完善。但電力線(xiàn)載波作為電力通信網(wǎng)中一強有力的手段,有著(zhù)雄厚的發(fā)展基礎和廣闊的市場(chǎng),仍具有適應生存和發(fā)展的環(huán)境和空間,它不會(huì )簡(jiǎn)單的消失或停滯不前。

　　①作為電力部門(mén)特有的通信資源,不管將來(lái)如何發(fā)展,電力線(xiàn)載波通信無(wú)可比擬的優(yōu)越性是不會(huì )動(dòng)搖的。它在電力生產(chǎn)中所發(fā)揮的強大而獨特作用是不可替代的,尤其在抵御臺風(fēng)、洪澇等自然災害方面,由于其電路的傳輸線(xiàn)路具有機械強度高,不易受外力破壞的特點(diǎn),是其它通信手段所無(wú)法比的。

　　②每種通信手段都有其適用的范圍和環(huán)境。電力線(xiàn)載波適用于縣、地調等信息需求量小的情形,以及在其它場(chǎng)合做為可靠的備用通信手段。如在覆蓋范圍遠而通道容量需求有限的情況下,電力線(xiàn)載波比使用其它任何傳輸介質(zhì)費用都要低。

　　③電力線(xiàn)載波同其它技術(shù)一樣,也是不斷發(fā)展和完善的。對于其固有的弱點(diǎn)和不足,科研工作者一直在不斷研究新的技術(shù)方法去改進(jìn)提高。科學(xué)的發(fā)展無(wú)止境,電力線(xiàn)載波做為一門(mén)科學(xué)也將會(huì )更加完善、可靠。

　　④電力線(xiàn)載波通信中存在的其它問(wèn)題主要是運行管理等方面的問(wèn)題,只要我們提高認識,積極改進(jìn),也是完全可以克服的。針對目前電力線(xiàn)載波通信的現狀,我們認為主要有以下幾個(gè)方面需要做好。

　　a.注重通信人才的培養和通信隊伍的穩定。

　　b.有計劃地對現存問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)改造和革新并做好新技術(shù)理論的研究和推廣工作。要組織有關(guān)科研所、院校有針對性地進(jìn)行科研攻關(guān),尤其對那些沒(méi)有直接經(jīng)濟效益的課題

　　c.生產(chǎn)廠(chǎng)家要加強質(zhì)量意識,不僅要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設計,還要結合我國的國情和用戶(hù)的實(shí)際需要進(jìn)行創(chuàng )新,要有完善的質(zhì)量保證體系。軟件方面,要有健全的規章制度、標準化計量、信息檔案等;硬件方面,包括先進(jìn)的自動(dòng)測試裝置和先進(jìn)的元器件篩選、焊接工藝等。

三、電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　載波通信在電力系統通信網(wǎng)中有著(zhù)獨特的優(yōu)勢,其穩定的使用條件和良好的應用前景及潛在的巨大市場(chǎng)己為世人所關(guān)注,也成為世界各大公司及研究單位爭相研究的熱點(diǎn),特別是在遠程抄表系統、高速電力線(xiàn)載波以及智能化應用方面,己取得了一定的成果。

　　遠程自動(dòng)抄表系統

　　所謂遠程自動(dòng)抄表系統就是自動(dòng)采集各種計量表的讀數如:電表、水表、煤氣表、冷氣表等,現在采集數據的方法有:電話(huà)線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電、電力線(xiàn)和紅外線(xiàn)等等。電力線(xiàn)載波抄表系統的原理是利用現有的電力線(xiàn)為媒介進(jìn)行數據收集。不但有效降低系統成本,同時(shí)可以方便快捷地實(shí)現自動(dòng)抄收。利用計算機的強大功能抄收的數據可以立即處理形成報表,同時(shí)利用雙工通信可很容易實(shí)現監控用戶(hù)用電參數、欠費斷電等其他系統沒(méi)有的功能。隨著(zhù)各種抄表自動(dòng)計量裝置產(chǎn)品的間世,“人工抄表”將在不久的將來(lái)會(huì )被自動(dòng)抄表系統所取代。

　　高速電力線(xiàn)載波

　　高速電力線(xiàn)載波PLC通信技術(shù),是為提供端到端接入而設計的。該技術(shù)采用了增強型模擬前端處理EnAFE技術(shù)、多電平頻移鍵控MFSK技術(shù)和正交調幅QAM技術(shù),把載有信息的高頻加載于電流,然后用電線(xiàn)傳輸,接受信息的數字式電力線(xiàn)調制解調器再把高頻從電流中分離出來(lái),并傳送到計算機或電話(huà),以實(shí)現信息傳遞。硬件方面,在用戶(hù)變壓器的低壓側安裝電力線(xiàn)路由器,用戶(hù)端安裝一個(gè)數字式電力線(xiàn)調制解調器用通信電纜與個(gè)人電腦相連,并把調制解調器的插頭插入電源插座即可。讓PC和筆記本計算機的使用者輕松地通過(guò)家中供電線(xiàn)路連接上Internet互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )。

　　用電力線(xiàn)作家庭總線(xiàn)有其顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn):成本低、有現成的電源線(xiàn)、一線(xiàn)兩用,價(jià)格低低廉,延伸方便。電力線(xiàn)在家庭、公司及各種場(chǎng)所處處可達,比電纜甚至是固定電話(huà)網(wǎng)絡(luò )更為廣泛。采用高速電力線(xiàn)載制造了2×3200kW的臥式機組,在該機組的徑向推力軸承內首次采用了金屬翼片式冷卻器,從機組波可取消計算機聯(lián)網(wǎng)的綜合布線(xiàn)系統,用戶(hù)可自由選擇在家中任何有電插座的角落上網(wǎng)。理論上電線(xiàn)作為通信線(xiàn)路,信息傳送速度可達到2Mbit/s,4Mbit/s,10Mbit/s。用戶(hù)上網(wǎng)時(shí)的速度,取決于當時(shí)會(huì )有多少用戶(hù)上網(wǎng)。如果很多用戶(hù)同時(shí)上網(wǎng),傳輸速度相對就較慢,傳輸帶寬是共享的。

　　智能化的應用

　　智能化載波機通過(guò)人機界面由PC機方便做到:①運行狀態(tài)的實(shí)施檢測;②運行參數的快速修改;③運行故障精確定位。即實(shí)現遠方維護和實(shí)時(shí)監控、機房無(wú)人值守。最終,設備維護人員的職責應由設備維護轉向系統維護,由維護為主轉向管理為主,以使整個(gè)通信網(wǎng)的結構建設和設備配置更科學(xué),運行方式更安全,運行狀態(tài)更穩定,運營(yíng)效益更高。

 

　　多年來(lái)人們一直在編織用電線(xiàn)上互聯(lián)網(wǎng)的美夢(mèng),但經(jīng)過(guò)數年來(lái)的研發(fā),如今己變成現實(shí)。而且價(jià)格比專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)還便宜。專(zhuān)家們預期,未來(lái)數年,隨著(zhù)高速電力線(xiàn)載波愈來(lái)愈普及,使用者可以方便地通過(guò)低壓電力線(xiàn)進(jìn)入國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )。同時(shí)我們完全有理由相信,隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和應用,隨著(zhù)改革的深化、管理水平和管理質(zhì)量的提高,通過(guò)廣大電力線(xiàn)載波通信人員的共同努力,電力線(xiàn)載波通信會(huì )繼續在我國電網(wǎng)現代化進(jìn)程中發(fā)揮積極的作用,為電力系統通信發(fā)展做出更大的貢獻。

文章標簽：電力線(xiàn)