电力通信论文文献综述

低压电力线载波通信技术及应用探讨论文

摘要： 低压电力线载波通信是以低压配电线作为信息传输媒介进行数据或语音等传输的一种特殊通信方式,电力线网络覆盖范围的广泛决定了其具有相当大的潜在利用价值。国外对此研究已有近百年的历史，在理论和技术上有着绝对的优势。我国外对其进行的研究起步很早，到目前为止也取得了相当大的成绩，而我国电力网络比较独特，同时对这项技术的研究也直到近些年才开始，这些都决定了我们积极进行这项技术研究的迫切性。本文将重点讨论低压电力载波通信的基本原理、通信信道特性和建模、低压电力载波通信系统的网络组网，对各种关键技术和各类载波芯片及模块进行比对分析。

关键词： 低压电力线;载波通信;技术应用

1低压电力线通信系统设计策略

低压电力线载波通讯的质量在实际操作中受到很多方面因素的影响，其中最重要的两个方面包括通讯信道的阻抗特性和衰减性，以及噪声干扰，抗阻性将直接制约信号的传输距离，而噪声干扰则严重影响通讯的质量。可以说这两个因素直接决定通信系统的成败。只有将这两方面进行有针对性的分析和研究才能对低压电力通讯系统进行较为周全的设计，而针对这些特征，对通信系统的设计要对如下方面充分考虑：1)由于电力线的抗阻的设计和材料的应用决定了其抗阻一般比较小，所以通信系统发送端和接收端抗阻要尽可能的控制，不能因抗阻的不匹配导致能量在传输过程中有过大的损失;

2)高频信号在室内电力线上进行传输时会有较大程度的衰减。并且具有时变性的干扰和噪声在信号通过电力线进行传输的时候普遍存在。因此要求室内电力线作为通信信道的.时候必须具备较强的抗干扰能力，才能实现通信系统的小信噪比，在电力线载波通信系统中较为常用的技术有扩频技术和正交频复用技术，扩频技术能够在小信噪比的情况下获得较高的接收信噪比，而正交频复用技术除了具备上述优点，还具备抗频率选择性衰落以及多径干扰的优势;

3)进行通信在波频率和带宽的选择时要有足够的合理性，要依据现实情况根据信号在频域上的衰减状况以及噪声频谱密度进行分析。以此来进行考虑的话应该选择较低的频段，相反如果首先考虑噪声因素的话则应该选择较高的频段，因此在现实中要对两方面进行比对考虑，进行综合性比较;

4)一般家庭电网都有较多的分支，同时由于抗阻的不匹配，驻波，反射等现象普遍存在，信号经由不同的枯井最终到达接收端时可能会产生较强的多径干扰，而rake接收机的采用不仅可以有效抵制多径衰落，还能起到分集信号能量，降低误码率的作用。

5)因为噪声源的远近对通信质量的影响最大，在无法改变距离的情况下要在通信接收处加装隔离作用较好的阻波器;

6)采用码长适当的卷积码能够进一步降低误码率;

7)因为时变性在低压电力线通信信号衰减方面表现的非常强，因此自适应能力在通信系统的设计工作中要给予足够的强调，使其能够根据衰减的实际情况对发射机功率以及接收机的灵敏度进行自动调节，从而使通信质量得到保证;

8)在进行低压电力线载波通信系统的设计时要尽量避免较长的数据分组，如需使用可将其进行重新分组打包，缩短数据分组的长度，因脉冲干扰的存在，数据分组越短越有优势这样被脉冲干扰的数据量就能得到相应降低，保障了数据的传输速度。

2在国内的具体应用

发达的供电网络线路为低压电力线载波通信技术的发展提供了广阔的平台，这种技术具有不占用无线频道资源、节约布线、减少工程量、维护简单等无可比拟的优势。同时伴随科技的发展和我国电力网络的逐步开放，低压电力载波通信技术在国内的应用范围越来越广。较为典型的包括家居智能化和自动抄表以及新型智能化小区领域等。

家居智能化

智能化家居网络，是指把分布在住宅各中各种微控制器与PC连接成一个家庭网络，通过这种方式来实现对设备的智能化管理，同时还可以达到只要有插座的地方就可以无限制的接入因特网。

由于无需进行布设信号线的工作，组网工程具有不破换原有家具环境的优势。同时还能保障系统的稳定性，其工程造价也比较容易控制。

通常电力宽带上网系统由电力调制解调器、PLC设备、PC机、交换机及路由等设备等组成，使用低压电力线进行网络连接时，先通过电力调制解调器，将PC机信号转换为特殊的电力信号，再将电力信号经由电力线路传送到PLC设备中，同时该设备将电力信号转换为原来的数据信号，之后通过交换机以及路由器等设备进入互联网，从而达到电力线路入网的目的。

自动抄表系统

我国的自动抄表行业兴起于上世纪80年代，只是发展相对缓慢。直到2003年后才逐渐进入推广，从2006年开始进入迅速增长期,当下正处于电力载波抄表发展的黄金阶段。低压电力线载波通信的自动抄表技术正逐步走向实际应用阶段，使得抄表工作不受时间和空间的限制，居民用户也将随时可以查询自己的用电情况，电力管理部门也可以随时准确的得到电能数据。

3电力载波通信网络组网研究

低压配电线路具有物理拓扑和一定的时变性，同时逻辑拓扑的变化与信道质量有很大联系，这就使低压电力线载波通信的可靠性受到严重影响。已经有学者提出以高速电力线通信的组网方式、网络模型等角度进行探索和研究，从而找到合适的算法对电力线通信网络路由进行优化，以此提高电力通信的可靠性。已经有研究对低压配电网窄带电力线通信数据逻辑链路的选择、建立和自动路由等做了研究和探讨，并提出了一种基于非交叠分簇的动态路由算法和网络重构算法，来保证通信网络的有效性。有些学者提出在低压配电网电力线载波通信中采用网络自组与重构技术，可以自动侦测可通信逻辑节点和最佳中继节点、动态调整路由和配置中继信息以及自动识别节点的投入或切除，从而实现低压配电网中点到点、点到多点的可靠通信。

4结论

低压电力载波通信技术由于其特有的优势逐渐成为通信领域技术研究的热点，可以说低压电力载波通信技术具有很广阔的应用前景和可利用价值。但我国低压电力网的特殊性，决定了通信信道的分析和建模的困难较大，无法直接利用国外成熟的技术与产品。但随着国内研究机构和相关公司的重视，我国低压电力载波通信也正在逐步发展。具有自主知识产权的电力载波芯片的研制标志着我国在这一技术领域有了实质性的突破。但与国外重量级研究机构和公司仍存在较大的差距。我们应当逐步加强对这项技术的研究和应用推广，低压电力载波通信技术应用的具体方向除了远程自动抄表领域、家居智能化和新型智能化小区外，还可以在农业节水灌溉监测与控制与农产品流通过程信息化等方面获得广阔的发展空间。

参考文献

[1]王思彤，袁瑞铭，孙志杰.低压电力载波技术及其在抄表系统中的应用[J].电测与仪表，2008(3).

[2]刘晓胜，胡永军，张胜友.低压配电网电力线载波通信与新技术[J].电气应用，2006(2).

[3]刘晓胜，熊四军，戚佳金.基于混沌跳频的电力线交织编码技术[J].电力系统自动化，2008(14).

[4]周亚，王学玲.低压远程集中抄表系统的组成及其应用前景[J].农村电气化,2008(5).

为了提高矿热炉供电系统的功率因数，本文研制了矿热炉低压无功补偿控制器。它能实时在线采集电网电压电流，计算出有功功率、无功功率、视在功率、电网频率、功率因数等参数，通过复合开关投切补偿电容器组实现无功功率的补偿。课题内容主要包括无功功率补偿相关理论分析、复合开关控制研究、控制器硬件设计和软件设计四部分。论文首先从理论上推导了各个电网电量参数的计算过程，分析了通过并联电容器来实现无功功率补偿基本原理，同时讨论了无功补偿三种方式的优缺点及无功补偿的控制依据。之后通过比较机械式投切开关、电力电子开关和复合开关的优缺点，得出复合开关是电容投切比较理想的开关。硬件电路设计采用ATmega48作为核心处理芯片，设计了电源模块电路、信号采样调理电路、投切控制电路、节点温度监控电路以及通讯模块电路等芯片外围电路，充分利用ATmega48内部集成的A/D、UART、定时计数器等嵌入式功能模块。设计了基于CAN工业通信总线和RS485总线，为现场监控与远程监测提供了方便，提高了控制器的适用性。在软件设计方面，编写了基于ATmega48的下位机程序，主要包括用统计算法来获得电量参数、智能化的投切控制程序设计及通信程序设计。电网参数采集程序主要是对电流电压进行AD采集，并计算出功率因数等参数。投切控制程序实现双向可控硅和真空接触器按照一定的投切顺序完成补偿电容器的投切。通信程序实现将实时参数传送至上位机，同时完成接收上位机的投切指令等功能。研制的控制器在实验室进行了关键参数的测试实验，各项技术参数都基本符合设计要求，控制器已经投入实际使用，实践结果表明：该控制器能动态快速的进行投切控制，及时对矿热炉无功功率进行补偿，各项功能发挥正常

光纤通信技术中的电力系统调度应用论文

【 摘要 】光纤通信的特点体现在可靠高效，在电力行业应用十分广泛，在继电保护、监控调度、自动化方面发挥着重要作用。本文就光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用作简要阐述。

【 关键词 】光纤通信技术；电力系统调度；应用

光纤技术应用于电力企业，对于企业管理水平发挥了巨大作用。与其它的技术相比，光纤通信具有独特的优越性。此种技术以光纤作为传输介质，利用光线进行信息传递。光纤通信技术的组成包括了以下部分，电端机，中继器，光缆，光湍机。此种技术在应用方面组网非常的灵活，可以是星型、网型，也可以是链型等。而电力调度自动化通常是应用环形网络，从而使其连接于计算机局域网络，达到数据共享目的。

1光纤通信

光纤通信是将光作为载波，光纤作为传输媒质，从而实现信息传输。光纤的组成包括了纤芯，包层，涂层。内芯在几微米到几十微米之间，比发丝还细。中间层将其称之为包层，纤芯完成信号的传输，包层与纤芯的折射率不同，将光信号封闭在纤芯中传输并起到保护纤芯的作用，涂层的作用在于保护光纤。光纤的通信原理是，将需要传输的信息在发送端变为电信号，之后将其调制到激光器发射的光束，光的强度会随着信号幅度变化而相应变化，并利用光纤发送。而在接收一端，光信号由检测器接收并且将其变为电信号，通过解调使其恢复到原来信号状态。光纤通信在技术方面的组成包括了信号发射，信号合波，信号放大与传输，信号接收，信号分离。

2光纤通信技术的特点

光纤通信技术的特点体现在以下方面，首先是具有较大的传输容量，传输带宽与调制方式是光纤通信技术具备传输容量的因素。光源具有调制特性，相比于电缆与铜线其通信容量要大许多，并且可以通过其它措施使信息在传递过程中损失程度最大限度的降低，从而避免信息容量导致的限制。光纤通信抗干扰能力比较强，光纤材料的主要成分是石英，此种材料具有良好的绝缘效果，因此使光纤具备了较好的抗干扰能力。石英材料自身的性能比较稳定，具有较强的抗腐蚀能力，并且绝缘效果好，能够抵抗雷电干扰与太阳黑子活动。人为电磁的干扰也能够得以削弱。在具体施工环节，光纤架设如果采用平行架设的方式，同时高压电线也采用平行架设的方式，就能够构成复合型光缆，从而为电力调度自动化工作开展提供支撑，电磁脉冲对通信造成影响就可以有效降低。保密性能较好，电波传输过程中，电磁波泄露情况是无可避免的，而电磁波泄露，就会使信号安全性降低，严重的时候信号可能被窃取。而利用光纤技术可以将信息限制于光线中，即使是出现泄露情况，光纤外包皮也能够将信号吸收，从而避免外界窃取信号。但是在实际施工过程中可能会存在同一条光缆包裹数量不等的光纤，而由于光纤外包皮的作用，彼此之间不会出现信息干扰问题。光缆传输产生的损耗较低，相比于现有的传输介质，光纤产生的损耗是最低的，因此在远距离传输时采用光纤更加的合理。随着社会经济的发展，人们对于信息传输要求也在提升，而信息传输距离在不断增大，由此会导致传输损耗增大，降损已经成为了信息传输过程一项非常重要的工作。

3光纤传输应用于电力调度自动化

电力系统组成包括了配电系统、输变电系统、发电厂等，而对于通信系统而言，信息传输的通畅性是确保系统能够有效运行的关键所在，因此光纤技术对电力系统的作用日益重要。光纤通信的组网方式非常的灵活，可以将其分为星型、树型、网状、环状等。考虑到电力调度自动化特点通常采用的是树形与环型结合，或者是单纯的环型网络，通过连接计算机实现数据共享。通信网络节点较多，为避免在工作过程中出现通信中断等故障，企业可以考虑双光纤环路自愈型网络，其中配置具备自动切换功能光纤收发器。一旦光纤通信出现了问题，切换器能够及时构成新的光纤路径，从而实现通信系统自愈，确保继电工作正常，电力调度工作能够正常进行。光纤通信技术应用于电力调度自动化，由于供电部门工作特殊，因此要求电网运行可靠，对于继电保护工作的要求也在日益提升。当电力系统出现问题的时候，工作人员需要及时准确的判定故障的位置及原因，并且快速解决问题，从而将系统故障产生的影响控制在一定范围内。对于调度侧的远程遥控而言，不能出现非正常的拒动现象，光纤通信的稳定性直接影响到电网运行的稳定性。光纤系统通信容量大，具有较强的抗干扰性，为电力调度工作正常开展提供了有力的支持。电力调度自动化建设既体现在信息自动化传输，同时也需要其它系统为其提供辅助，从而使调度自动化的工作目标得以达成。其它辅助系统包括了、视频监控、调度电话、五防系统等。光纤通信的作用在于使相关系统能够正常有效运行，因此光纤通信如果不参与系统建设，电力调度自动化工作的效果就会受到极大影响。

4光纤技术应用于电力调度自动化发展前景

随着我国社会经济的发展，光纤技术应用的范围也在逐渐增大，在电力系统中应用光纤技术是社会发展的趋势，通过智能化的方式进行信号传递，而金属电缆则被光纤取代从而成为信息传输的新媒介，并且以此形成了二次通信系统，而二次系统则会成为电力系统发展的趋势。数字化技术发展作为电力调度系统发展的基础，自动化系统需要实现信息传输数字化，对于光纤通信技术而言有一定的挑战性。光纤技术发展需要随着社会变化不断的变化，从而更好的适应社会发展需要，在应用于电力调度自动化系统中使其能够正常发展，对于其中运用的重要技术难点存在的'问题需要加大科研力度，从而使系统在应用的过程中持续完善。电力调度系统在发展过程中向着自动化与智能化的方向发展，从而使工作人员的劳动强度降低，同时工作安全性也得到了提升，调度自动化系统应用能够对现有的配电网络进一步优化，从而使电力网络供电可靠性与供电质量得到提升。作为一种性能稳定的通信传输介质，在电力调度系统中应用光纤，工作人员需要结合到电力企业自身的特点与光纤自身的特点，从而使组成电力调度各个部分能够有效运行，同时也确保电力通信能够更加有效与安全。随着我国电力通信技术的发展，光纤技术应用于电力通信系统也将会发挥更大的作用。

5结束语

电力调度工作向着自动化方向发展是电网发展的趋势，而自动化系统中，光纤通信优势十分的明显，抗干扰能力强、保密性好、低损耗、较大的通信容量等，能够提升电力工作效率水平。而从另一方面来看，电力企业规模扩大，新的技术应用于电网运行，光纤技术应用于电力企业也会面临着来自某些方面的挑战，需要工作人员在技术应用的过程中持续的优化。

参考文献

[1]韩亚男.光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].电子技术与软件工程，2015（7）：41.

[2]施俊国.浅谈光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].数字技术与应用，2010（7）：45~46.

[3]杜鹏锐.综述光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].通讯世界，2015（22）：188.

[4]赵晓娜，赵洪丽，张镇，等.浅谈光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].工程技术：文摘版：00269.

[5]魏悦，吴迪.浅谈光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].工业，2016（11）：00292.