中压电力线载波通信现状及发展趋势探讨

10kV电力线载波通信是配用电通信系统的重要组成部分,目前电力线载波技术发展正处于瓶颈,文章对电力线载波现有技术进行分析,介绍了载波信号调制、耦合技术及电力线载波组网现状,并对电力线载波技术发展进行了展望。     

中压载波通信中阻抗匹配器的设计与实现

针对中压载波组网通信中不同10 kV线路的阻抗及载波信号衰减的差异性,提出了一种较为实用的阻抗匹配器的实现方案,该阻抗匹配器可以适应不同线路的阻抗,并能根据线路载波信号的衰减进行功率分配。该方案对于中压载波通信设备大规模组网应用有一定的参考意义。     

低压电力线载波通信组网方法

低压电力线载波网络复杂,具有未知性与时变性等特点,难以像中压电力线载波一样根据线路物理拓扑结构组建载波网络。文章提出了一种基于＂逻辑拓扑结构＂组网的低压电力线载波通信组网方法,描述了建立该结构的算法,并进行了实验室仿真。结果表明,该算法能可靠地实现低压电力线载波的组网,虽需消耗一定的时间,但能满足目前低压电力线载波通信的实时性要求。     

中压电力线载波IP组网技术研究

10 kV电力线载波通信技术是配用电通信的重要组成部分,为满足配用电通信网络化发展需求,适用网络远动规约,需改变现有的轮询机制,采用载波网络IP组网的方式。文中从电力线载波IP组网应用及技术角度,分析载波IP组网实现难点,提出网络接口高速载波通信技术、信道时分复用及网络逻辑端口映射技术等IP组网技术,并提出多载波网络并发通信组网及单载波网络多通道并行工作组网等IP组网应用方案。适用于中压载波网络小规模IP组网应用。     

750 kV输变电示范工程电力线载波电路的设计和应用

介绍国内第一条750 kV电力线载波(PLC)电路设计及其在西北电网中的应用。根据《电力线载波通信设计技术规程》和《单边带电力线载波系统设计导则》,在充分利用750 kV线路已有成果和国外设计经验的基础上,创新性地研究了在西北高海拔重覆冰等恶劣自然环境下建设750 kV PLC电路的设计方案,涉及750 kV线路噪声电平取值、载波通道耦合方式及保护信号传送方式的选择、载波通道信噪比计算、载波设备配置和主要技术参数定位等方面的技术难题。该条载波线路已于2005年顺利开通运行。此方案为今后750 kV以及其他电压等级的电力线载波电路的设计积累了经验。     

低压电力线窄带载波通信信道的衰减测量及分析

低压电力线作为通信线路,其信道特性对通信质量具有重要影响,对信道测量技术的研究非常必要。文章对传统载波衰减测量方法进行了改进,并选取典型台区,对窄带（50～500kHz）低压电力线信道的衰减进行了测量和研究。通过分析测量数据,得出在城市及城乡结合部配电台区。线缆长度不是影响窄带低压电力线载波衰减的主要因素,相对线路长度而言,线缆走势、电网节点情况、谐振效应等会对载波信号的衰减产生更大的影响。     

基于局部反射理论的中压配电网电力线通信信道建模法

链路衰减是衡量载波通路传输质量的一项重要指标,为实现对信道衰减特性的预测,提出一种基于局部反射理论的中压配电网电力线通信(PLC)信道建模方法。利用电力线传输理论及局部反射理论,推导端接负载的传输线、不同特性参数的传输线级联情况下的电压传输规律。在此基础上,分别搭建中压配电网无分支线路、带分支线路及带负荷配电变压器线路的PLC信道数学模型。然后根据中压配电网拓扑结构,从配电网末端将所搭模型依次级联至载波信源处,得到末端节点与信源节点间的PLC信道模型,进而分析各节点处载波信号的传输特性。该方法原理简单,计算速度快,可移植性强。仿真及RLC电路实测结果表明了所提建模方法的正确性。     

电力线载波通道故障处理分析

电力线载波通道包含高频电缆、结合滤波器、耦合电容器、线路阻波器等设备器件,在长期使用过程中,由于施工工艺、改造大修、设计等方面的原因,经常造成通道中断、语音杂音大、远动数据误码率高等问题。笔者根据多年对电力线载波通道的运维经验,总结出一套载波通道故障定位的排查顺序表和故障处理原则,并通过对故障案例的实际处理,阐述了排除故障的方法与措施。     

低压电力线载波通信技术在用电信息采集系统中的应用

在智能电网的用电信息采集系统建设中,将应用多种通信技术.其中采集设备的下行通信主要采用低压电力线载波方式,它利用电力线进行数据传输,实现方便,覆盖范围广,没有铺设线路和运行的成本.本文介绍了低压电力线载波的通信原理和技术发展状况,以及如何在采集系统中组网等.低压电力线载波通信技术将在用电信息采集系统中发挥重要作用,具有广阔的应用前景.     

实验室环境下的智能电表载波模块通信测试

随着智能电网的建设,智能电表在国内居民用户大批量推广并已开始全面挂网运行,而作为智能电表最主要的通信模块之一的低压电力线载波模块的通信性能将直接影响使用效果。本文在实验室内模拟居民用户用电情况搭建了一个低压电力线载波测试环境,采集了6种居民用户常用的用电设备电力线噪声,并在此环境下对国内6种载波模块进行了通信成功率测试,得到了载波信号在线路衰减和用电设备噪声干扰情况下的通信数据。通过测试有助于深入了解低压电力线载波通信的特点以及为现场通信方案的选择实施与故障分析提供了参考依据。     

配电网载波通信的衰耗分析

从讨论配网载波可靠性的角度对载波通信的通道衰耗进行了系统的分析,在现场试验的基础上建立了配电网数字网络载波通信的通道衰耗计算公式,分析了通道衰耗的构成及各衰耗环节的大小,并在对配电网自动化载波通信进行现场试验的基础上,定量地对配电网载波通道进行了计算,其结果与现场试验数据相符。结论是：变电站的介入衰耗是配电网载波信号的主要衰耗;而线路衰耗很小,可以忽略;配电变压器的泄漏衰耗、分支线路的分支衰耗及折射衰耗与其数量有关,通过相应公式可以估算。     

载波信号在中压地埋电缆中的耦合原理及信道模型

载波信号在中压地埋电缆中的耦合特性及信道模型是分析其传输特性的基础。在电磁感应原理基础上,结合卡接式电感耦合器耦合方式及中压地埋电缆的结构形式,推导卡接式电感耦合器的耦合模型。然后依据实际中压配网拓扑结构及电缆接地方式,利用多导体传输线理论及支路追加法搭建载波信号在中压地埋电缆中的信道模型。最后在信道模型基础上,分析载波信号在中压地埋电缆各导电层中的传输特性及不同位置的总传输特性,并对其进行了仿真及实验室测试。结果显示:载波信号在三相缆芯中传输特性完全一致;载波信号强度在铠装层最大,屏蔽层次之,三相缆芯最小;每流经一次环网柜,载波信号强度均会出现-15 dB左右的衰减。     

基于BLT方程的中压电力线载波通信信道建模

中压电力线载波信道呈现较强的频率选择性,为分析预测这种选择性,提出了基于BLT方程的中压电力线载波通信信道模型。从常见的描述单一负载电压响应的BLT方程出发,通过分析载波信号在复杂网络中的传播特性,得出了适用于中压电力线载波通信网络的信道模型。该模型不受具体网络拓扑的限制,可以将网络中各节点处的电压响应特性表示为管道传播矩阵和节点散射矩阵的函数,具有形式简洁,通用性强,便于分析计算的特点。最后,以由架空线构成的中压配电网为例,用所提的方法计算了在窄带范围(10~500kHz)内节点电压的幅频特性和相频特性,并通过在PSpice中用集总参数元件进行模拟的方法验证了模型的可信性。     

城市路灯监控中电力载波通信的可靠性研究

城市路灯监控系统采用电力线载波通信技术实现路灯单灯控制。有利于城市路灯的数字化管理,满足了社会发展的需求,响应了国家绿色照明计划。由于采用电力线作为通讯介质,其本身有着很大的局限性,低压电网是一个时变的频率选择性衰落信道,信号衰减、阻抗变化和噪声干扰是影响低压电网信道特性的最主要的因素。因此,必须采用具有很强自适应能力的路由中继方案与调制技术才能满足低压电力线载波通信网络的需要。提出了OFDM调制解调方式及采用蚁群算法的路由中继策略完成数据传输过程中的最优路径规划问题选择使用,提高电力载波通信质量。     

高频通道干扰引起的载波电路故障案例分析

近年来,高频通道干扰引起的载波电路故障时有发生。就干扰产生的来源、干扰特征、干扰传播途径3个方面对载波电路故障案例进行比较分析,阐述了处理高频通道衰耗过大的检修流程、要点及注意事项;探讨了新建或改造线路投运初期及雷雨天气时,易受电晕放电干扰。引发载波电路频繁告警或故障的主要原因：从2种载波机的高频电缆采用不同接线方式发生故障机率不同的角度出发,提出了降低接触电阻、有效控制放电管残压、降低载波机功放损坏机率的方法。     

计及发展不确定性的配电网柔性规划方法

伴随着中国城市化的快速发展,配电网规划中的不确定性因素越来越多,为此提出了一套配电网柔性规划的思路、模型和方法,涉及变电站、通道、中压网架组网形态及其过渡。其中,通道规划进行主干通道预留以便于新增负荷和变电站的就近接入;提出了基于多场景概率的站址预留优选方法,以及基于盈亏平衡分析的站址预留优化决策;阐述了环状型组网形态在柔性规划中的优势,提出了网状型和环状型组网形态的优选模型及其启发式求解方法;提出了优先针对中压配电网主干线布线的柔性规划思路;基于推导的变电站最远供电距离估算表,提出了通过调整站间供电范围实现网架的柔性过渡。算例分析验证了所提柔性规划方法的有效性和实用性。     

网络模式下配电物联网载波通信匹配组网方法

为进一步完善电力线载波通信技术在配电网中组网的灵活性及可靠性,结合拓扑实例,提出网络模式下配电物联网载波通信系统自适应匹配组网方法.构建配电网络链路通信质量矩阵,根据矩阵元素对网络中各通信节点进行区域网的划分及中继节点的选取,完成网络各通信节点的初步组网;在网络模式下采用混沌粒子群优化算法,依次对各区域网内部节点进行节点间的自适应阻抗匹配优化,根据匹配优化结果调整相应节点的阻抗匹配单元参数,以改善信道衰减特性,增大信道传输容量;在网络匹配完成后更新网络链路通信质量矩阵,对初步组网结果进行修正,在保证通信可靠性的同时减小传输延时,进而实现坚强可靠的组网.与传统蚁群路由算法相比,所提算法考虑了配电网的实际拓扑结构与信道特性,在组网的同时完成了网络中各通信节点间的匹配协调,使得中继节点的选取和链路的分配更合理,其通信容量大,传输延时小,通信更可靠.