plc调研报告

一电力线载波通信的现状及前景

电力通信网是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础;是电力系统的重要基础设施。

目前在长达670 000 km 的35 kV 以上电压等级的输电线路上多数已开通电力线载波通道 ,形成了庞大的电力线载波通信网。该网络主要用于地、市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信、远动及综合自动化通道使用。

中低压电力线载波的应用目前主要在10 kV 电力线作为配电网自动化系统的数据传输通道和在

380/220 V 用户电网作为集中远方自动抄表系统的数据传输通道,还有正在开发并取得阶段性成果的电力线上网高速Modem 的应用。

我国研究PLC技术起步较晚，但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术，主要考虑PLC技术用于低压抄表系统，传输速率较低。

目前，我国宽带小区使用的接入方式主要是HFC，xDSL和以太网接入。与上述各种宽带接入技术相比，PLC接入则具有得天独厚的优势。首先，低压配电网是现有的电力基础设施，覆盖面最大，无需新建线缆，降低施工费用；室内电源插座安装简单、设置灵活，为用户实现宽带互联带来极大的方便；因此，是国内最适合采用的宽带接入技术。

利用电力杆塔、沟道等资源优势，加快建设覆盖面较大的城域光纤网，实现光纤到楼；结合PLC技术，直接使用楼内的低压配电网实现宽带接入通信。这种宽带接入方式不需要重新架设线路，不仅可以缩短建设周期，还可大大降低网络运营成本，使电通公司以最快的速度进入电信市场。在发展的初期，PLC宽带接入技术可为用户提供Internet接入、VoD点播、远程教育、远程医疗、IP电话、IP传真等服务；中期为用户提供家电集中或远程智能化管理、远程抄表、报警等服务联网；远期提供家庭联网服务，使家庭通过电力线实现视频、语音、高速Internet接入等服务。

二电力线载波通信的特点

1 高压载波路由合理,通道建设投资相对较低

2 传输频带受限,传输容量相对较小

3 可靠性要求高

4 线路噪声大

5 线路阻抗变化大

6 线路衰减大且具有时变性

7 对外界的干扰

8 网络应用要求更高

三目前需要考虑的一些技术问题

3. 1 高压电力线载波

信道容量长期以来一直是电力线载波通信存在的关键问题,如何进一步实现更高速、多路的电力线载波通信则是进一步发展的主要课题。

3. 2 中压电力线载波

(1) 10 kV 配电网的传输特性由于十分复杂,只能通过测试来得到该时段的传输特性。

(2) 目前的载波数据传输设备需要考虑在传输距离不能达到时的中继问题,不同的调制方法可能采取

的中继方式有所不同,并需要现场验证。

(3) 研究对付突发噪声干扰的有效方法,而不是简单地进行重发校验。

3. 3 低压电力线载波

(1) 在电力线载波集中抄表系统中，有些用户的电表读数无法正确读出,需要在技术上克服。

(2) 需要进一步研究窄带噪声抗干扰技术,以获得足够的数据传输可靠性

(3) 进一步研究增强型的模拟前端技术,包括自适应滤波和自适应均衡,以适应时变的、大范围的线路

衰减和线路阻抗的变化,在电力线载波的低压应用中这一点极为重要,也是目前的技术难点所在。

(4) 低压载波通信在变压器跨相和穿越变压器方面的实用技术仍需要研究。

(5) 研究和考虑电磁兼容性能,制定对外干扰的标准。

(6)低压载波通信最终实现高性能、低价格的关键在于专用芯片的设计和制造,而这正是我国微电子行

业的弱点所在,加大这一方面的研究和投资力度对于低压载波通信的实用化至关重要。

四电力线载波芯片市场前景

电力线载波通信芯片作为改造传统电网的主要手段，并且作为物联网通信的有力补充，将随智能电网和物联网的全面建设引来爆发增长。

1、智能电网市场需求

配合中国的用电制度改革，以计算机为基础的自动抄表系统成为电力部门响应国家这一政策的解决方法。自动抄表系统目前主要有有线通信技术和电力载波通信技术两种。有线通信技术作为传统方法，以其稳定性占有优势。但有线通信铺线工程浩大，而且容易被人为损坏；同时居民楼已建成，再在墙壁表面拉线，不能让居民接受。电力载波通信技术能有效解决上述问题，它利用现有交流电源线作为通信线路，省去了不切实际的铺线工程，优势明显。自动抄表系统还适用于水表、煤气表等家用生活表。

各种通信方式对比

2、物联网市场需求

物联网建设为电力线载波芯片提供容量巨大的新兴市场，目前物联网处于加速启动建设阶段，对电力线载波芯片的需求将保持较高的增速。

物联网是个万亿级产业，带来电力线网的应用革命。物联网建设是我国今后信息化建设的重心，含盖了工业生产、公共服务、社会管理、现代化农业、家居服务、军事航天等众多领域应用。物联网通过通信网络实现信息互联，因此物联网建设必将为包括电力线网在内的通信网络带来巨大的应用市场。

五电力线通信需要强大载波芯片

电力线是给用电设备传送电能，而不是用来传送数据的，所以电力线对数据传输有许多限制：

首先，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。

其次，三相电力线间有很大信号损失(10dB-30dB)，一般电力载波信号只能在单相电力线上传输。

第三，不同信号耦合方式使电力载波信号的损失不同。

第四，电力线自身的脉冲干扰，加大了应用难度。

第五，电力线对载波信号有高削减。

第六，电力线上有高噪声。

第七，电力线可使数据信号变形。

电力线造成传输信号的高削减和高变形，使电力线成为一个不太理想的通信媒介，但由于现代通信技术的发展，使电力线载波通信成为可能，其中数据信号的信噪比决定传输距离的远近。电力线载波通信的关键就是设计出一个功能强大的电力线载波专用modem芯片。

六国内现有电力载波通信芯片技术特点

国外公司的电力线载波芯片是针对特定地区电网特性、电网结构设计和针对家庭内部自动化而设计，在中国的电网环境下使用难尽人意，仅有一、两款电子载波芯片在特殊应用领域可勉强适用，而且产品价格很高，难以提供系统级的解决方案。近年来，不少国内公司也推出了自己的电力线载波通信芯片，取得了一些可喜的突破。现有的电力波通信芯片的技术特点可以从调制方式、传输速率、通信频率、通信功率、EMI标准、芯片技术等方面进行探讨。