宽带载波通信技术培训供电公司内部培训专题培训课件
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现场施工困难，需重新铺设，且铺 设成本和维护费用昂贵，易受人为 破坏
低压电力线载波发展历程
1883年，爱德 华戴维提出用 遥控电表来监 测伦敦无人点 的电压等级
20世纪20年代， 国外开始对低 压电力线载波 通信技术进行 研究
1930年，西门 子公司在德国 波兹坦建立了 低压配电网和 传输媒介的波 纹载波系统
交流电220V
空间噪声
智能家居
其他家庭用电设备
热水器
电冰箱
电视机
空调
洗衣机
-目前很多用电器都有周期性切入电网的规律，并且 在交流市电过零时刻左右切出电网； -交流市电过零时刻噪声强度一般小于非过零时刻 噪声强度； -中频噪声强度相对于低频噪声强度一般较弱。
阻抗分析
-低压电力线上负载众多，而且负载是随机 的接入和切出，各家家用电器的使用类别不 同，电动机类型的启动和停用不同等，都会 使得低压电力线阻抗不是静态的；
1958年至1959 年间，美国德 克萨斯元件公 司的Robert Noyce最早发 明了电力线载 波通信集成电 路
1971年，Intel公 司的Ted Hoffl发 明了电力线载波 通信集成电路
20世纪90年代
20世纪80年代， 多家企业开始 研发可现场运 行的低压电力 线载波芯片
至今
国内外都开始重点研究：低压电力线载波通信原理、低压电力线通信信道特性、低压电力线载波调制 技术、通信协议的研究和创新、电力载波通信芯片的研制、现场测试和验证等
黑色为过零点时刻
红色为峰值时刻
现场表端阻抗情况
黑色为421kHz 绿色为280kHz
红色为130kHz 蓝色为80kHz
阻抗分析结论
低压电网中的阻抗完全取决于用电器，其中阻抗的类型由用电器的功能电路决 定，而变化规律则由用电器的接口电路所决定。
Z
r
R
0
t
Z
r
RR
r/2
0
tBiblioteka Baidu
-同样由于用电器有周期性切入电网的规律，阻抗也随之 周期性变化； -没有严格随频率增加/减小，阻抗就增加/减小的规律； -变化范围大，最小时会小于1欧姆；目前现场只发现感 性阻抗。
现场噪声谱
黑色为过零点时刻
红色为峰值时刻
此处有电动车充电器在工作
黑色为421kHz 绿色为280kHz
红色为130kHz 蓝色为80kHz
噪声分析结论
低压电网中的噪声几乎完全来源于用电器，部分来源于空间噪声串扰。其中噪 声的类型由用电器的功能电路决定，而什么时候会对低压电网产生影响则与用 电器的接口电路密切相关。
1997年，中国电力科学研究院开始对 我国低压配电网传输特性和参数进行 测试和分析
2000年左右，国家电力总公司颁 布了关于电力线载波集中抄表技术 的若干技术条件
2003年开始，电力线载波抄表的应用 进入快速增长的阶段，多家企业载波 芯片进入市场
2
低压电力线载波技术介绍
低压电力线载波通信
“要设计一个能在预定环境下良好工作的通信系统，首先必须对系统的通信 环境即信道有全面细致的了解。” -低压电力线本身是为用电设备传送电能设计的，并不是为通信设计，因此其 信道特性在很多方面难以直接满足载波通信的要求； -研究表明低压电力线信道虽然环境恶劣，存在阻抗匹配性差、噪声干扰不可 预测、信号衰减强烈、信道特性时变性高等特点，但仍存在一定的规律性； -低压电力线信道特性主要需考察“噪声、阻抗、衰减”这三个基本参数，三 者将直接决定低压电力线载波通信方案的通信性能； -使用三维和二维相结合的分析方法更加直观的了解 上述三个基本参数的不同频率分量随时间变化的变化 关系； -大量收集现场数据，总结出上述三个基本参数的一 般规律。
调制 解调
带通滤波 带通滤波
耦合电路 配
电
网
络 耦合电路
宽带载波通信技术培训--供电公司内部 培训
目录
1
用电信息采集系统介绍
2
低压电力线载波技术介绍
3
鼎信载波通信技术
4
现场台区应用
5
厂家之间的配合
1
用电信息采集系统介绍
智能电网
-当今社会，人们的生活、工作时时离不开电网，需要一个安全可靠的电力系 统，用电信息采集系统为电网的管理提供了详细、准确的数据支持; -一户一表制正在逐步推行，同时城市高层建筑的增多，都给目前人工抄表工作 带来了困难，所以用电信息采集系统的建设迫切需要可靠的、低维护的智能抄 表方式来提高用电管理水平。
衰减分析
-低压电力线上并联的许多负载对信号衰减 影响很大，例如用于调整电网功率因数的大 电容，对于几百kHz的载波信号相当于短路 ；
黑色为过零点时刻
红色为峰值时刻
10m距离
黑色为421kHz 绿色为280kHz
红色为130kHz 蓝色为80kHz
衰减分析结论
低压电网中的衰减由用电器、距离和线路布线共同决定。
-衰减影响主要取决于线路布线，分支越多衰减越大； -没有严格随频率增加/减小，衰减就增加/减小的规律； -存在反射、驻波等复杂现象，使信号衰减存在突然跌 落或增加。
低压电力线载波通信技术
低压电力线载波通信是利用传输工频电能的低压电力线作为传输信道的通信 方式，是电力线特有的通信方式。
信源 信宿
信道编码 信道解码
PLC
期运行费用低、综合成本 扰噪声强、阻抗变化大、信号衰减
低
大
无线 RS485
光纤
通信回路独立，传输距离 远
抗干扰能力强
容量大，抗干扰能力强， 中继距离长
易产生相互干扰，建筑物屏蔽作用 明显，容易出现通信死角，天线易 受破坏，易干扰公共事业设备的使 用(如有线电视等)
终端数量有限，易受雷电损坏及人 为破坏，现场施工困难，布线接线 故障点多
用电信息采集系统框架
“建设坚强的智能电网”
-远程自动抄表 -保证抄表数据准确性 -远程断、送点及预购电控制 -用电数据统计 -个性化服务
主要通信技术方案
目前用电信息采集系统本地通信技术方案以低压电力线载波、微功率无线、 RS485总线和光纤为代表，各自都具备优缺点。
优点
缺点
电力线复用、易施工、后 低压电力线组网结构复杂，线路干
噪声分析
-低压电力线噪声主要由于低压电力线上连 接着众多的用电设备，每种用电设备都对低 压电力线有不同程度的噪声污染，特别是一 些开关电源设备、非线性用电设备和大功率 变频设备等；
黑色为过零点时刻
红色为峰值时刻
此处有变频水泵在工作
黑色为421kHz 绿色为280kHz
红色为130kHz 蓝色为80kHz
低压电力线载波发展历程
1883年，爱德 华戴维提出用 遥控电表来监 测伦敦无人点 的电压等级
20世纪20年代， 国外开始对低 压电力线载波 通信技术进行 研究
1930年，西门 子公司在德国 波兹坦建立了 低压配电网和 传输媒介的波 纹载波系统
交流电220V
空间噪声
智能家居
其他家庭用电设备
热水器
电冰箱
电视机
空调
洗衣机
-目前很多用电器都有周期性切入电网的规律，并且 在交流市电过零时刻左右切出电网； -交流市电过零时刻噪声强度一般小于非过零时刻 噪声强度； -中频噪声强度相对于低频噪声强度一般较弱。
阻抗分析
-低压电力线上负载众多，而且负载是随机 的接入和切出，各家家用电器的使用类别不 同，电动机类型的启动和停用不同等，都会 使得低压电力线阻抗不是静态的；
1958年至1959 年间，美国德 克萨斯元件公 司的Robert Noyce最早发 明了电力线载 波通信集成电 路
1971年，Intel公 司的Ted Hoffl发 明了电力线载波 通信集成电路
20世纪90年代
20世纪80年代， 多家企业开始 研发可现场运 行的低压电力 线载波芯片
至今
国内外都开始重点研究：低压电力线载波通信原理、低压电力线通信信道特性、低压电力线载波调制 技术、通信协议的研究和创新、电力载波通信芯片的研制、现场测试和验证等
黑色为过零点时刻
红色为峰值时刻
现场表端阻抗情况
黑色为421kHz 绿色为280kHz
红色为130kHz 蓝色为80kHz
阻抗分析结论
低压电网中的阻抗完全取决于用电器，其中阻抗的类型由用电器的功能电路决 定，而变化规律则由用电器的接口电路所决定。
Z
r
R
0
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Z
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RR
r/2
0
tBiblioteka Baidu
-同样由于用电器有周期性切入电网的规律，阻抗也随之 周期性变化； -没有严格随频率增加/减小，阻抗就增加/减小的规律； -变化范围大，最小时会小于1欧姆；目前现场只发现感 性阻抗。
现场噪声谱
黑色为过零点时刻
红色为峰值时刻
此处有电动车充电器在工作
黑色为421kHz 绿色为280kHz
红色为130kHz 蓝色为80kHz
噪声分析结论
低压电网中的噪声几乎完全来源于用电器，部分来源于空间噪声串扰。其中噪 声的类型由用电器的功能电路决定，而什么时候会对低压电网产生影响则与用 电器的接口电路密切相关。
1997年，中国电力科学研究院开始对 我国低压配电网传输特性和参数进行 测试和分析
2000年左右，国家电力总公司颁 布了关于电力线载波集中抄表技术 的若干技术条件
2003年开始，电力线载波抄表的应用 进入快速增长的阶段，多家企业载波 芯片进入市场
2
低压电力线载波技术介绍
低压电力线载波通信
“要设计一个能在预定环境下良好工作的通信系统，首先必须对系统的通信 环境即信道有全面细致的了解。” -低压电力线本身是为用电设备传送电能设计的，并不是为通信设计，因此其 信道特性在很多方面难以直接满足载波通信的要求； -研究表明低压电力线信道虽然环境恶劣，存在阻抗匹配性差、噪声干扰不可 预测、信号衰减强烈、信道特性时变性高等特点，但仍存在一定的规律性； -低压电力线信道特性主要需考察“噪声、阻抗、衰减”这三个基本参数，三 者将直接决定低压电力线载波通信方案的通信性能； -使用三维和二维相结合的分析方法更加直观的了解 上述三个基本参数的不同频率分量随时间变化的变化 关系； -大量收集现场数据，总结出上述三个基本参数的一 般规律。
调制 解调
带通滤波 带通滤波
耦合电路 配
电
网
络 耦合电路
宽带载波通信技术培训--供电公司内部 培训
目录
1
用电信息采集系统介绍
2
低压电力线载波技术介绍
3
鼎信载波通信技术
4
现场台区应用
5
厂家之间的配合
1
用电信息采集系统介绍
智能电网
-当今社会，人们的生活、工作时时离不开电网，需要一个安全可靠的电力系 统，用电信息采集系统为电网的管理提供了详细、准确的数据支持; -一户一表制正在逐步推行，同时城市高层建筑的增多，都给目前人工抄表工作 带来了困难，所以用电信息采集系统的建设迫切需要可靠的、低维护的智能抄 表方式来提高用电管理水平。
衰减分析
-低压电力线上并联的许多负载对信号衰减 影响很大，例如用于调整电网功率因数的大 电容，对于几百kHz的载波信号相当于短路 ；
黑色为过零点时刻
红色为峰值时刻
10m距离
黑色为421kHz 绿色为280kHz
红色为130kHz 蓝色为80kHz
衰减分析结论
低压电网中的衰减由用电器、距离和线路布线共同决定。
-衰减影响主要取决于线路布线，分支越多衰减越大； -没有严格随频率增加/减小，衰减就增加/减小的规律； -存在反射、驻波等复杂现象，使信号衰减存在突然跌 落或增加。
低压电力线载波通信技术
低压电力线载波通信是利用传输工频电能的低压电力线作为传输信道的通信 方式，是电力线特有的通信方式。
信源 信宿
信道编码 信道解码
PLC
期运行费用低、综合成本 扰噪声强、阻抗变化大、信号衰减
低
大
无线 RS485
光纤
通信回路独立，传输距离 远
抗干扰能力强
容量大，抗干扰能力强， 中继距离长
易产生相互干扰，建筑物屏蔽作用 明显，容易出现通信死角，天线易 受破坏，易干扰公共事业设备的使 用(如有线电视等)
终端数量有限，易受雷电损坏及人 为破坏，现场施工困难，布线接线 故障点多
用电信息采集系统框架
“建设坚强的智能电网”
-远程自动抄表 -保证抄表数据准确性 -远程断、送点及预购电控制 -用电数据统计 -个性化服务
主要通信技术方案
目前用电信息采集系统本地通信技术方案以低压电力线载波、微功率无线、 RS485总线和光纤为代表，各自都具备优缺点。
优点
缺点
电力线复用、易施工、后 低压电力线组网结构复杂，线路干
噪声分析
-低压电力线噪声主要由于低压电力线上连 接着众多的用电设备，每种用电设备都对低 压电力线有不同程度的噪声污染，特别是一 些开关电源设备、非线性用电设备和大功率 变频设备等；
黑色为过零点时刻
红色为峰值时刻
此处有变频水泵在工作
黑色为421kHz 绿色为280kHz
红色为130kHz 蓝色为80kHz