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电力线载波通信在智能电网中的应用研究
牛东文,张保会
(西安交通大学电气工程学院,西安,710049)
摘要:本文首先概括了智能电网的特点和主要技合地理信息系统。而这些技术的实现,几乎
术,并提出电力线载波通信在智能电网中的应用, 都需要实现整个电力系统信息的实时、双
之后在对电力线信道特性进行了分析讨论的基础向、高速的传输与处理,因此文献[16]中将
上,建立了相应的电力线载波通信的信道模型。通智能通讯网的建设列为实现智能电网的关
过 MATLAB 提供的 Simulink 建立了在电力线信道
键技术之一,而在智能通讯网的建设中,电
模型下的仿真平台并对 FSK、PSK 和 DPSK 调制技术
力线载波通信将有很大的用武之地。
及直扩通信系统进行了仿真,通过比较选择出了基
于 BPSK 的扩频技术是适合于电力线信道的调制技电力线载波通信(PLC)是电力系统特有
术。接着建立了 RS、BCH 和卷积码的仿真平台,并的、基本的通信方式,它是指利现有电力
建立了以 BPSK 调制方式为主的完整通信系统仿真线,通过载波方式将模拟或数字信号进行
模型,综合比较后选择出了卷积码是适合电力线信高速传输的技术。用电力线作为网络接入
道环境下的编码方式。方案,可利用已有的电力配电网络进行通
关键词:智能电网;电力线载波通信;调制解调; 信,不需要重新布线,且电力线网络分布
编码解码;扩频;仿真;信噪比;误码率广泛,接入方便,使用户能够共享宽带。
0 引言因此, PLC 宽带接入技术具有得天独厚的
现在及以后较长一段时间,人们关注的优势,它也成为解决宽带网络“最后 1
焦点都集中在可持续发展、节能减排和绿色 km”问题最具竞争力的技术之一。
能源等方面。可持续发展要求我们建立一个电力线作为通信介质时,存在大量变化
环境友好型的能源利用形式,节能减排需要非常大的噪声源,阻抗是时变的,同时还存
我们提高能源的利用率,而绿色能源则是要在多径效应,尤其是在高频情况下,其受干
我们最大限度地将当前的风能、太阳能等可扰情况更为严重。因此,必须在了解电力线
再生新能源合理地进行利用。而智能电网技信道基本特性的基础上研究一套适用于电
术被认为可以很好地解决这些问题,其本身力线通信的调制解调及编码解码技术,这样
也是经济和技术发展的必然结果,具体是指才能更有利于电力线载波通信在智能电网
利用先进的技术提高电力系统在能源转换效中的应用。
率、电能利用率、供电质量和可靠性等方面 1 电力线信道特性
的性能。低压电力线是给用电设备传送 50 Hz电
与当前的电网相比,智能电网的具有能的,本身不是为通信设计的,因此其特性
的特点有:用户可以更多地参与电能的生在很多方面难以直接满足载波通信的要求.。
产与消费;可以容纳所有的分布式发电和因此,需要对信道特性进行详细的分析。
分布式储能装置;具有自愈和自适应功电力线信道的特性主要有阻抗时变特
能,能正确响应系统中的人为的或者自然性、噪声特性(包括背景噪声、窄带噪声和
的干扰;可以提高供电可靠性和保证电能脉冲噪声)、衰减特性(耦合衰减、线路衰
质量。而智能电网的主要技术包括先进的减及特有的频率选择性衰减)和相移特性。
计量设施、电压控制、电容控制、停电检测、为了