寬帶載波電力線通信技術:PLC(PowerLineCommunication),是一種通過電線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g。寬帶電力線通信BPL (Broadband over PowerLine),是指帶寬限定在2~30MHz之間、通信速率通常在1Mbps以上的電力線載波通信。寬帶電力線通信技術和窄帶電力線通信技術均是是利用現(xiàn)有電網作為信號的傳遞介質,使電網在傳輸電力的同時可以進行數(shù)據(jù)通訊。采用擴頻通信(SSC)技術的PLC通常稱為窄帶PLC。但在用電設備類型日益豐富,電路中開關電源和無功補償裝置等電容性負載日益增多的環(huán)境下,信號吸收和突發(fā)干擾有效降低了窄帶載波通信系統(tǒng)的適應性和可靠性。為克服電力線通信線路噪聲明顯且信號衰減嚴重問題,滿足日益增長的信息傳輸要求,寬帶載波技術采用了擴頻、OFDM(正交頻分復用)等調制技術,不但使頻帶利用率進一步提高,而且還能消除子信道之間的干擾,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速可靠通信。OFDM正交多載波調制是一種先進的電力線載波通信調制技術。南京電力系統(tǒng)通信PLC芯片產品
HPLC芯片電力線載波通信(power line carrier communHPCLation)以輸電線路為載波信號的傳輸媒介的電力系統(tǒng)通信。由于輸電線路具備十分牢固的支撐結構,并架設 3條以上的導體(一般有三相良導體及一或兩根架空地線),所以輸電線輸送工頻電流的同時,用之傳送載波信號,既經濟又十分可靠。這種綜合利用早已成為世界上所有電力部門優(yōu)先采用的特有通信手段。電力線通信技術出現(xiàn)于 20 世紀 20 年代初期。它是利用 已有的低壓配電網作為傳輸媒介,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和信息交換的一種手段。應用電力線通信方式發(fā)送數(shù)據(jù)時,發(fā)送器先將數(shù)據(jù)調制到一個高頻載波上,再經過功率放大后通過耦合電 路耦合到電力線上。信號頻帶峰峰值電壓一般不超過 10V,因此不會對電力線路造成不良影響。南京電力系統(tǒng)通信PLC芯片產品HPLC芯片通信模塊中增加了超級電容,當?shù)蛪簯舯硗?、復電時,事件主動上報采集系統(tǒng)。
電力線通信PLC基本原理:在發(fā)送時,利用調制技術將用戶數(shù)據(jù)進行調制,把載有信息的高頻加載于電流,然后在電力線上進行傳輸;在接收端,先經過濾波器將調制信號取出,再經過解調,就可得到原通信信號,并傳送到計算機或電話,以實現(xiàn)信息傳遞。PLC設備分局端和調制解調器,局端負責與內部PLC調制解調器的通信和與外部網絡的連接。在通信時,來自用戶的數(shù)據(jù)進入調制解調器調制后,通過用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O備,局端將信號解調出來,再轉到外部的Internet。具體的電力線載波雙向傳輸模塊的設計思想:由調制器、振蕩器、功放、T/R轉向開關、耦合電路和解調器等部分組成的傳輸模塊,其中振蕩器是為調制器提供一個載波信號。在發(fā)射數(shù)據(jù)時,待發(fā)信號從TXD端發(fā)出后,經調制器進行調制,然后將已調信號送到功放級進行放大,再經過 T/R轉向開關和耦合電路把已調信號加載到電力線上。接收數(shù)據(jù)時,發(fā)射模塊發(fā)送出的已調信號通過耦合電路和T/R 轉向開關進入解調器,經解調器解調后提取原始信號,并將原始信號從RXD 端送到下一級的數(shù)字設備中。
HPLC從應用到現(xiàn)場的成長之路:首先,HPLC芯片供應商選擇會經過嚴格的招標程序才能進入國網公司應用,目前芯片已實現(xiàn)國產化。HPLC通信模塊必須取得國網公司芯片級檢測報告、模塊全性能試驗報告,確保技術過關。 然后,HPLC供貨前后需要通過各省營銷服務中心全方面的檢驗包括模塊互聯(lián)互通測試,如通信協(xié)議一致性和通信頻段、抗噪聲、抗頻偏、防衰減、功耗等基礎性能測試。模塊電磁兼容、環(huán)境影響(高低溫、濕熱)、絕緣性能等測試。模塊功能聯(lián)調測試,檢測模塊與電能表和采集終端之間的匹配性。以及模塊流水線全檢測試。經過高效智能的全省配送系統(tǒng)調配之后,HPLC通信模塊被送抵供電所進行現(xiàn)場安裝應用,完成低壓配電網絡通訊通道的升級。HPLC芯片對提高供電可靠性具有重要意義。
近年來,隨著人工智能、物聯(lián)網、通信技術的高速發(fā)展,電網形態(tài)隨之發(fā)生變化,建設能源互聯(lián)網成為順應能源變革和數(shù)字變革融合發(fā)展趨勢的根本途徑。電力線載波(PLC)通信技術因覆蓋面廣和無需要額外布線的優(yōu)勢,是能源互聯(lián)網建設過程中較理想的信息傳輸載體。 用電信息采集系統(tǒng)利用電力線載波通信技術實現(xiàn)用電數(shù)據(jù)采集,伴隨著能源互聯(lián)網建設的進程,由只為營銷系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)轉向為多系統(tǒng)、多專業(yè)提供應用支撐,采集的數(shù)據(jù)類型不斷增多,數(shù)據(jù)采集頻次和速率要求也越來越高,只能完成用戶日凍結電量采集的窄帶電力線載波已無法支撐能源互聯(lián)網發(fā)展需求。HPLC芯片能監(jiān)測節(jié)點信號強度、相鄰節(jié)點信息、網絡路徑信息。江蘇PLC電力線通信芯片應用
寬帶電力線載波通信的優(yōu)點是免安裝維護。南京電力系統(tǒng)通信PLC芯片產品
寬帶載波對比窄帶載波優(yōu)點:窄帶和寬帶電力線載波方式,在應用實施方式上有很多類似的地方,如借助電力線網絡實現(xiàn)通信節(jié)點間免布線或少布線,但在通信機制、通信協(xié)議、載波和調制方式等方面具有巨大的差別。(1)高速數(shù)據(jù)傳輸,寬帶載波通信速率高達2Mbps遠高于窄帶載波的幾十K或幾百Kbps。 (2)實現(xiàn)遠程控制通斷電功能,窄帶由于中心頻率較低難以實現(xiàn)實時抄通。寬帶避免了斷電之后難以送電現(xiàn)象,實現(xiàn)實時抄表通斷電功能。(3)寬帶載波通信速率高,可以在極端的時間內完成數(shù)據(jù)傳輸,可有效降低遭受突發(fā)干擾的影響,即使一次通信失敗,也可迅速進行重發(fā),確保數(shù)據(jù)可靠,現(xiàn)場抄表率大幅提高。南京電力系統(tǒng)通信PLC芯片產品
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