电力载波通信的发展及特点

电力载波通信的发展及特点

摘要本文介绍了电力线载波通信的发展及特点，文中主要就高压电力线载波通信、中压配电网电力线载波数据通信和低压用户配电网电力线载波通信，以及与其相关的关键技术问题进行了讨论。

关键词电力线载波通信发展应用

0 引言

电力线载波（Power Line Carrier - PLC）通信是利用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级）、中压电力线（指10kV 电压等级）或低压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。近年来，高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代。并且，随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面，电力线载波通信这座被国外传媒喻为“未被挖掘的金山”正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。在这种形势下，本文旨在通过对

电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展历程、特点及技术关键。

1 电力线载波通信的发展及现状

1.1 我国电力线载波通信的现状

电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络，目前在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上多数已开通电力线载波通道[1]，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。近年来，随着光纤通信的发展，电力线载波通信已从主导的电力通信方式改变为辅助通信方式。但是，由于我国电力通信发展水平的不平衡，由于电力通信规程要求主要变电站必须具有两条以上不同通信方式的互为备用的通信信道，由于电力线载波技术革新带来的新的载波功能以及由于昔日数量庞大的电力线载波机的更新换代，都导致了电力线载波机虽然作为电力通信的辅助通信方式，但是在全国仍然存在较大的市场需求，全国共有约20家企业从事高压电力线载波机的开发和生产。

中低压电力线载波的应用目前主要在10kV 电力线作为配电网自动化系统的数据传输通道和在380/220V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。在这些方面，10kV上的应用已达到了实用化，成都一家公司开发的扩频载波数据传输装置(已通过质量检验[2])在四川罗江县供电局已可靠运行

达一年之久。从事这类产品开发生产的企业全国约有几十家，一旦市场全面形成，竞争将较为激烈。作为自动集抄系统通道的载波应用目前已能够形成组网通信，完成数据抄收功能，但是由于用户电网的某些时变特性和突发噪声对数据传输的影响在技术上并未得到根本解决，因此还存在着抄表“盲区”的问题，这一问题目前一直阻碍电力载波通信技术在自动集抄系统应用的主要症结所在。从事这类产品开发生产的企业全国至少有200家以上，并且大多数都存在技术开发和工程并行的状况，真正取得良好经济效益的只是少数企业。在市场还未全面认同这种方式的可靠性的状况下，其市场竞争已达到了白热化的程度，这一现象应当引起有关单位的重视。关于电力线上网的电力载波技术应用目前以中电飞华公司为代表，已在北京开通了5个以上的实验小区，取得了大量的第一手工程资料，这是一个非常好的开端，至于何时能够进入商业化生产和运营还需综合考虑技术性能、成本核算和符合国家有关环境政策等方面的问题。

1.2 电力线载波通信发展历程

电力线载波通信技术的发展在历史上经历了从模拟到数字的发展过程。电力线载波通信技术出现于本世纪二十年代初期[3]。它以电力线路为传输通道，具有可靠性高、投资少、见效快、与电网建设同步等得天独厚的优点。在我国，四十年代时已有日本生产的载波机在东北运行，做为长距离电力调度的通信手段。五、六十年代，我国开始研制自己的ZDD-1型电力线载波机，未能实现产品化。后经过不断改进，形成了具有中国特色的ZDD-5型电力线载波机。该设备为四用户、两级调幅、具有AGC（自动增益控制）控制电路和音频转接接口，呼叫方式采用脉冲制式，经改进后的ZDD-5A型机也能够复用远动信号。在我国六十年代到七十年代时期，该机所代表的模拟制式电力线载波机得到了广泛应用。七十年代时期，我国模拟电力线载波机技术已趋成熟，当时以ZDD-12、ZJ-5、ZBD-3机型为代表，在技术指标上得到了较大地提高，并成为我国应用时间最长的主流机型。我们可将在此之前的载波机称为第一代载波机。八十年代中期，电力线载波技术开始了单片机和集成化的革命，产生了小型化、多功能的载波机，如S-2载波机等。在

这一阶段，主要的技术进步为单片机自动盘代替了三极管或布线逻辑的自动盘；集成电路的调制器、压扩器、滤波器和AGC放大器代替了笨重、多故障的模拟电路；CMOS、VMOS高频大功率管在功放电路中的应用等。这一阶段的载波机可称之为第二代载波机。到了九十年代中期，以SNC-5电力线载波机为代表，在国内首次采用了DSP（数字信号处理）技术，将载波机音频至中频部分的信号处理使用DSP器件来完成，实现了软件调制、滤波、限幅和自动增益控制。这类载波机可称之为数字化电力线载波机，划为第三代。由此开始，电力线载波业界进入了载波机的数字化革命阶段，许多企业纷纷投入力量着力于数字电力线载波机的技术研究工作。到了九十年代末期，采用新西兰生产的M340数据复接器（目前国内已有自主知识产权的同类产品），结合电力线载波机的高频部分为一体的全数字多路复接的载波机问世。这一成果提高了载波机的通信容量，从根本上初步解决了载波机通信容量小的技术“瓶颈”问题，从而为电力线载波市场带来了空前的机遇。从市场上来看，数字化和全数字载波机已占据了高压电力线载波机产品的大