0  引言

    智能配網對于通信網絡的要求是能夠建設一個電網雙向、實時、交互的通信網絡，同時能夠滿足智能配網的建設，促進智能配網的發展，在智能配網的使用中不斷使用新的技術，促進先進技術的發展，保證智能配網安全有效的使用。智能配網的組成是通過一系列復雜的結構組成的，并且是以光纖作為通信的支撐，在具體使用中可以通過別的通信方式進行有效的補充。配電通信網的規劃和建設中必須遵守一定的準則，在使用過程中以技術作為支撐，實施有效的數據管理，同時根據時代的發展進行有效的改進和升級。對于智能配電網中的主要信息通道和次要信息通道要進行緊密結合，不能分開獨立使用，兩者在使用中保持一種相互聯系、相互依存的關系，這樣無論是對于主要信息通道建設和次要信息通道的發展都起著至關重要的作用，同時也方便管理和維護。在對于主要通道使用中應該盡量選擇通道速度快、安全、可靠、經濟性良好的通道，盡量不去使用那些極少使用或者從來沒有使用過的信息通道和資源。

1  寬帶電力載波

    電力系統通信中電力載波曾經在其發展中起著十分重要的作用，但是隨著我國電網的不斷建設，電網的自動化水平已經得到了很大的發展，這時電力載波在一定程度上就不能適應電網發展。當今社會科學技術已經得到了迅猛的發展，特別是大型計算機和集成電路的使用，能夠在很大程度解決電力載波存在的缺陷，電力載波在歷史的舞臺上能夠發揮重要的作用。

    普通的數據通信線路的目的是用于對于電能的輸出，然而電力線與普通數據線路有著本質區別，它建設的目的是用于數據的傳輸，但是在電力線進行數據傳輸中同樣也會面臨著一系列的問題，比如說信號傳輸的不穩定性、在傳輸過程中會受到嚴重的干擾等。電力載波技術目前使用的技術是正交頻分復技術，正交頻分復技術的優點是能夠保證各個信號通道是正交關系，與其他的技術相比電力載波技術能夠提高信號利用的效率，能夠在最大程度上改變信號傳輸的不穩定性、在傳輸過程會受到嚴重的干擾等一系列問題。當信號受到了很大的干擾，也能夠在這種情況下保持信號的傳輸輸出，保證信號輸出高效性和時效性。

    在實際進行信號傳輸中，寬帶電力載波設備能夠全天不間斷的進行信號檢測工作，在檢測過程中如果發現有信號干擾現象能夠做出及時調整，即使發生特別嚴重的信號輸出事件也可以將受到故障干擾的信號進行轉移，避開干擾源，及時地做出調整。因此寬帶電力載波技術能夠避開電磁干擾，具有比較良好的抗衰減能力，能夠適應復雜環境的信號的傳輸。

2  配電通信網的寬帶載波建設

    電力系統是通過光纖通信網絡延伸到變電站端部，從而為信息傳遞提供有效的帶寬。如果從變電站出發到每臺的配置器進行傳輸信息就會造成缺乏相應的通信途徑。在通信載體中電力線的使用已經有著30多年的時間，在中高壓輸電網中使用電力線在低頻率（頻率500 kHz以下）是傳輸數據主要形式，也是過去電力線通信技術重要應用之一。

    在配電網中使用DPRS等通信手段會造成通信速度低，運營成本比較高，因此在大規模的使用中會受到很大限制。我國現有的配電網中使用的是各種控制系統，上行中有著多種通信手段，傳輸速度比較慢，會造成重復建設的現象，不能滿足現代化配網的使用，這樣在很大程度上制約了電力事業的發展。

    從變電站開始使用15 kV線路作為寬帶通信，在中壓電力線寬帶使用15 kV作為配電網的通信介質能夠將電網轉變為一個高效的信息傳輸系統，同時實現大數據的傳輸和信號傳輸。通過對于中壓電力線寬帶的建設能夠實現信號的監控、信號輸出載荷的控制、自動化實現配網和遠程抄表等加快了電能信息交互性傳遞，在最大程度上解決了供電公司在配網中自動化通信這個技術難點。

3  電力線寬帶載波通信技術

    寬帶電力載波技術與其他的電力載波相比具有自愈能力強、抗干擾能力強、傳輸速度快以及信號覆蓋面廣等一系列優點，做為近些年來一種新興的技術，在智能電網的發展中起著至關重要的作用，已經成為國際上智能電網承載技術主流技術。在世界范圍內將電力線寬帶做為以太網技術發展過程中一個重要的組成部分，歷經數十年的發展已經有了巨大發展，在西方很多發達國家大多數采用的正頻分復用技術和DMT等調制技術。

    正頻分復用技術支撐技術是在2~34 MHz的頻率內將通信通道分為若干個不同的正交信道，在重新劃分的正交信道中使用子載波進行調制，在這些正交信道中及時進行數據傳輸，這樣就在很大的程度上提高了對于信號使用效率。由于這些正交信道是一種正交關系能夠有效的抵抗信號干涉，提高自愈能力，即使配電網在受到巨大干擾的情況下也能夠把信號輸出，信號輸出有效可靠，在最大程度上實現了數據傳輸。

    在智能配電系統中使用電力線寬帶技術能夠使得通信速度達到200 M/s，當智能配電網在有載荷的情況下其傳輸速度能夠達到10 M/s，這樣的傳輸速度與傳統的電力線窄帶載波技術相比是其上千倍甚至上萬倍的傳輸速度。因此國家電網在進行電網配送和傳輸的時候應該選擇這種智能配電網，它是一種最佳的通信技術和一種信息交互的理想技術。這種技術使用的載體是電力線，在其使用的頻率范圍內劃分了幾千個不同的子系統實現信息傳遞，這樣能夠在最大程度上避免信號干擾，具體的電力線載波技術通信頻率圖譜如圖1所示。

    從圖1電力線載波技術通信頻率圖譜可知當通信頻率達到50 Hz時是工頻，當通信頻率在40 kHz~500 kHz時通信頻率是處于窄帶載波，通信頻率在2 MHz~34 MHz時這時通信頻率是處于寬帶載波。電力線載波技術在實際傳輸中，寬帶載波設備能夠對于每個分散的頻道進行有效監測，如果某個分散的頻道出現了工作的異常，這時候智能配電網設備能夠及時對信號進行處理，避免產生干擾信號影響正常工作的進行。

4  中壓PLC設備

    電力線網橋是中壓線通信的關鍵設備，可以將相應的軟件劃分為頭部、中繼器和尾部，其結構示意圖如圖2所示。

    在圖2中紅色表示的是中壓PLC設備的主要節點，也就是頭部，其作用是用于通信電網與干網之間的信息鏈接，通過有效的管理控制整個PLC設備有序的運行。黑色表示的是中壓PLC設備的中繼器，對于信號的輸出起著轉發和延長信號輸出的作用。綠色表示的是中壓PLC設備的次要節點，也就是尾部，其作用是為網絡輸出提供接口作用。

    PLC在通信過程中遵從的TCP/IP協議，傳輸的速度能夠達到200 M/s，在進行通信傳輸中有三種不同工作模式，在進行不同模式工作中可以對于頻率在有效范圍進行設置，不同工作模式下通信速率如表1所示,在不同的工作模式下傳輸距離如圖3所示。

    從表1中可知不同工作模式下通信速率是不同的，當工作模式在5 MHz時其物理層的速率為43 M/s，UDP的速度為38 M/s，當工作模式在15 MHz時其物理層的速率為103 M/s，UDP的速度為76 M/s，當工作模式在30 MHz時其物理層的速率為205 M/s，UDP的速度為153 M/s，隨著工作模式的提高的，物理層的速率和UDP的速率都是呈現出增長的趨勢，充分說明了采用PLC通信能夠提高傳輸的速度。

5  配網寬帶載波通信和載波特點

    電力線寬帶技術應用的區域主要集中在城市中比較發達的商業區的配電室、電閘開關等地方。在實際操作中當無法對于光纜進行架設時，可以使用電力線電纜進行代替，在站房的兩邊安裝相應的電力耦合器，利用磁感應效應的原理，實現PLC信號與電纜信號的耦合，在網橋中架設有效的接口以及其他合適的接口，把信號傳遞到配電網的中心或者用電管理中心，比如說A點到B點再到配電中心這樣傳輸路線，從區域A到區域B之間由一條長度為700 m的配電電纜線，由于區域A與區域B處于城市鬧市區位于城市繁華地帶，區域A周圍多是商鋪和賣場，這樣就造成了區域A與區域B之間的電纜線不能貫穿于地下，使得開挖造成了巨大困難，考慮到開挖的難度和使用的經濟性，在具體架設中在區域A與區域B之間安裝了網橋、耦合器和網絡接口，將網絡接口接入到區域B的交換機接口中，這樣就會造成區域B光纖覆蓋的全面性，實現了區域A與區域B之間的信號的輸出，具體如圖4所示。

    從圖4的區域A通信網絡中可知在配網中心三層接口交換機到三層接口交換機是通過光纖進行傳遞的，區域B開閉所三層接口交換機與三層接口交換機是通過光纖進行傳遞的，區域B開閉所三層接口交換機與區域B開閉所二層接口交換機是通過光纖進行數據傳輸，區域B開閉所二層接口交換機與區域B通信綜合柜內網橋通過網絡線進行相連進行通信傳遞。區域B通信綜合柜內網橋與區域B開閉所AB線966開關柜內電感耦合器是通過SYY50-3通信線進行連接的，區域B開閉所AB線966開關柜內電感耦合器與區域B開閉所AB線966開關柜內電感耦合器是通過AB線956/966 電力電纜進行數據傳輸，區域B開閉所AB線966開關柜內電感耦合器與區域A通信綜合柜內網橋是同樣適用也是SYY50-3通信線，區域A通信綜合柜內網橋這樣就在一定程度上實現了野種業務比如說遠動和視頻的傳輸，從而實現了區域A的通信網路的進行。

    隨著我們國家電網技術不斷發展，電力線寬帶技術已經得到了巨大發展，并且在一定方面上具有了相當成熟技術，在進行用電數據采集、智能家居數據的使用等方面都得到了很大的應用，通過研究表明電力線寬帶技術具有如下優點：第一個方面是在進行系統實施中施工難度低，養護成本比較低；第二個方面是在進行數據傳遞中速度比較快，具有很強的抗干擾能力，自愈能力比較強，即使在非常惡劣的環境中也能夠進行數據傳遞和采集；第三個方面是系統在進行數據通信中成功率比較高，能夠有效地實施遠程的操作，實現了智能化的操作，并且操作界面也比較簡單，容易掌握。

6  結論

    電力線寬帶技術的發展在很大程度上促進了智能配電網系統的發展，電力線寬帶技術為智能配電網在進行用電信息采集、信息的自動調配以及其他業務的發展提供了便捷、有效的信息支持，在這其中PLC技術已經成為了現有電力通信技術的重要組成，它的產生能夠在很大程度上實現電力通信技術在橫向中的發展，能夠在用電需求情況下進行高效的信息傳輸，而且在一定程度上寬帶載波技術具有安全、高效、便捷以及準確的控制。

    實驗結果表明，電力線寬帶通信可以適應智能配電網的需求，在進行數據采集、自動化抄表等技術中都有著很大的市場，能夠滿足用電信息集采，滿足配網中測試的需要，對于采用更高、更快的數據采集提供了基礎和有力的數據支持，是目前我國在智能配電網區域中使用的最佳方式。

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作者信息:

杜錦陽，谷海彤，趙  穎，劉  毅，蔡秀玲

（廣州供電局有限公司，廣東 廣州 510000）