低壓電力線載波通信技術(shù)研究與應(yīng)用

張婧

摘 要 低壓電力線載波通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各個行業(yè)中，靈活利用自身的優(yōu)勢，發(fā)揮出其潛藏的巨大價值。信號處理技術(shù)的創(chuàng)新，促使低壓配電網(wǎng)載波通信成為當(dāng)前辦公、監(jiān)控、自動化以及查表等領(lǐng)域?qū)Ｓ玫臄?shù)字通信，涉及范圍較廣?；诖耍髡呓Y(jié)合自身工作經(jīng)驗，對低壓電力線載波通信技術(shù)進行詳細(xì)的分析研究，以供相關(guān)工作人員參考。

關(guān)鍵詞 低壓電力線；載波；通信技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號 TN91 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）217-0144-02

隨著時代不斷的發(fā)展，電力線載波通信是利用當(dāng)前的低壓、中壓或者高壓配電線為媒介，進行合理的信息傳輸，實現(xiàn)通信的目的。電力網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前應(yīng)用覆蓋面積最廣泛的網(wǎng)絡(luò)，其自身具有較大的應(yīng)用價值，尤其是在當(dāng)前的時代背景下，其技術(shù)的理論與實踐已經(jīng)逐漸趨于成熟，靈活應(yīng)用其技術(shù)，可以有效地滿足當(dāng)前時代的需求。

1 低壓電力線載波通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外現(xiàn)狀

國外對于低壓電力線載波通信研究時間較長，已經(jīng)有100多年的研究經(jīng)驗，例如，在20世紀(jì)20年代，國外大量的企業(yè)與研究機構(gòu)積極對該技術(shù)進行研究，并取得重要的研究成果，如，西門子公司研究的低壓配電網(wǎng)絡(luò)、波紋載波系統(tǒng)等，從根本上實現(xiàn)了損耗降低，滿足不斷發(fā)展的需求。

在1958年，美國元件公司研究出電力線載波通信集成電路，并陸續(xù)研究出低功耗電力線通信微處理器、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)芯片等，并在不斷的發(fā)展過程中，擴展其實際的研究方向，不斷進行創(chuàng)新，迎合當(dāng)前時代發(fā)展的需求。

1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

相對來說，對于當(dāng)前國外的技術(shù)發(fā)展我國國內(nèi)的低壓電力線載波通信技術(shù)研究落后于國外，其主要的原因在于我國電力載波通信技術(shù)研究起步較晚，但其發(fā)展的速度較快，例如，在20世紀(jì)末，我國積極進行低壓配電網(wǎng)傳輸特性參數(shù)測試，加深對其了解，并在不斷的發(fā)展過程中鼓勵創(chuàng)新，積極進行技術(shù)應(yīng)用，如，90年代末期研究的電網(wǎng)載波方案制定，促使其早期的產(chǎn)品穩(wěn)定性得到提升。

進入到21世紀(jì)后，我國積極引進國外先進的技術(shù)，例如，引進國外先進的PLC芯片技術(shù)，進而研究出符合當(dāng)前需求的樣機。在2000年，我國出臺相關(guān)的電力線載波集中抄表技術(shù)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，并明確其發(fā)展方向，如，在次年，我國建立了電力線通信推廣辦公室，積極對相關(guān)的技術(shù)進行創(chuàng)新，并成功的研制出電力線高速數(shù)據(jù)通信，通過其核心的產(chǎn)品，提升其傳輸頻率，滿足當(dāng)前的需求。在后續(xù)的發(fā)展過程中，我國的低壓電力線載波通信技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，為迎合時代的需求，積極對當(dāng)前的技術(shù)進行革新，例如，2006年進行的技術(shù)試驗，促使其電力網(wǎng)上小區(qū)用戶反饋良好，但在實際的應(yīng)用過程中，其可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)特定衰減情況，影響其使用效果。

近年來，我國國內(nèi)的各個大學(xué)積極進行相關(guān)的研究，并促使低壓電力線載波通信技術(shù)取得一定的成果，如，固化的PLC技術(shù)調(diào)制，甚至不斷的取得突破性進展，但受我國實際的國情影響，由于相關(guān)的政策不夠完善，還需要繼續(xù)進行探索與研究，以滿足當(dāng)前的需求。

2 現(xiàn)階段低壓電力線載波通信技術(shù)的特點優(yōu)勢分析

對于當(dāng)前的低壓電力線載波通信技術(shù)來說，與現(xiàn)有的高壓電力線存在較大的不同，具體來說，其優(yōu)勢特點主要體現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 受噪聲干擾

對于低壓線來說，在進行傳輸過程中，受其自身性質(zhì)的影響會產(chǎn)生較大的噪聲，并根據(jù)其噪聲自身的特點，劃分為突發(fā)噪聲、周期噪聲、脈沖噪聲等，由于其自身的振動影響，其產(chǎn)生的頻率也對其實際的信號產(chǎn)生一定的影響，并對其信號造成削弱，難以滿足當(dāng)前的需求，嚴(yán)重影響其通信的質(zhì)量。

2.2 信號損失較大

低壓電力線屬于當(dāng)前PLC的重要分支，受其自身的性質(zhì)影響，其主要是通過電力線本身直接向用戶進行服務(wù)，并直接進入用戶內(nèi)線路，因此，其主要是受當(dāng)前的傳輸線路影響，導(dǎo)致其工作效果不明顯。同時，在其線路傳輸過程中，由于負(fù)荷情況多種，同時各線路的節(jié)點對外阻抗也不同，進而導(dǎo)致其信號在運行過程中，經(jīng)常發(fā)生諧振、反射等情況，降低了信號傳輸質(zhì)量，進而造成信號損失[ 1 ]。

2.3 時變性與隨機性較強

對于低壓電力線來說，在傳輸過程中，由于其直接進入到當(dāng)前的用戶內(nèi)線路，進而將連接不同種類不同屬性的負(fù)載，因此，其展現(xiàn)出明顯的隨機性與時變性，進而影響其傳輸效果。

2.4 輸入阻抗分析較難

低壓電力線通常情況下與當(dāng)前的負(fù)載相關(guān)聯(lián)，并形成共振電路，因此，在實際的傳輸過程中其經(jīng)常出現(xiàn)低阻抗區(qū)域，由于低阻抗區(qū)域的不確定性，其時而出現(xiàn)、時而消失，導(dǎo)致其輸入阻抗難以確定。

3 現(xiàn)階段低壓電力線載波通信技術(shù)的實際應(yīng)用

低壓電力線載波通信技術(shù)當(dāng)前被廣泛的應(yīng)用在各個行業(yè)中，尤其是對于當(dāng)前的電力供電網(wǎng)絡(luò)來說，在不斷的發(fā)展中，靈活應(yīng)用數(shù)據(jù)通信，可以有效的發(fā)揮出自身的技術(shù)優(yōu)勢，例如，不占用無線頻道資源、降低其成本資金的投入，并可以進行有效的維護，減少其復(fù)雜的步驟，滿足當(dāng)前時代的需求。因此，靈活應(yīng)用該技術(shù)，可以從根本上滿足當(dāng)前時代的需求，具體來說，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

3.1 家居智能化應(yīng)用

在當(dāng)前的時代背景下，人們的生活水平逐漸提升，促使人們對于家居智能化的要求提升，進而滿足當(dāng)前的需求。例如，現(xiàn)階段較為普遍的智能化家居網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，通過利用合理的技術(shù)，將當(dāng)前家居控制器、家用電器等與PC機進行連接，形成完善的整個網(wǎng)絡(luò)，進而實現(xiàn)各種設(shè)備的智能化控制，同時實現(xiàn)自動化，利用當(dāng)前的因特網(wǎng)，保證其只要有電力供應(yīng)的地方，就可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的鏈接，實現(xiàn)智能控制。

受其技術(shù)自身的性質(zhì)影響，其不需要安裝與設(shè)置信號線，因此，在設(shè)計時并不會破壞家居原有的設(shè)計，也不會改變?nèi)藗儗υ屑译姷氖褂昧?xí)慣，滿足當(dāng)前的需求，由于其自身的性質(zhì)較為穩(wěn)定，深受當(dāng)前人們的喜愛，并成為當(dāng)前人們進行家庭智能構(gòu)建的主要方式。

例如，較為典型的是當(dāng)前電力寬帶上網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用，其設(shè)計主要包括當(dāng)前的PLC設(shè)備、電力調(diào)制解調(diào)器、交換機以及PC機等組成，利用當(dāng)前的低壓電力線上網(wǎng)時，首先通過其電力調(diào)制解調(diào)器，將信號進行合理的分析，并通過正交頻分復(fù)用進行調(diào)制，將其調(diào)制為特殊電力信號，并將其進行有效的傳送，傳送至PLC設(shè)備中，并進行有效的轉(zhuǎn)換，以滿足當(dāng)前上網(wǎng)的需求[2]。

3.2 新型智能小區(qū)

隨著人口數(shù)量增加，人們的生活水平的提升，促使各個小區(qū)的人口數(shù)量增多，因此，應(yīng)積極進行有效的技術(shù)應(yīng)用，促使當(dāng)前的小區(qū)逐漸實現(xiàn)自動化與安全化，構(gòu)建新型智能小區(qū)成為當(dāng)前發(fā)展的主要方向。低壓電力載波通信技術(shù)自身具有較強的優(yōu)勢，在實際的應(yīng)用過程中，利用其性能，設(shè)計合理的系統(tǒng)，如，水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等，并加強對其進行系統(tǒng)管理，如，停車場系統(tǒng)管理、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)管理以及小區(qū)防盜系統(tǒng)管理等，通過有效的設(shè)計，滿足當(dāng)前實際的需求。

例如，以自動抄表系統(tǒng)為例，其在設(shè)計過程中，靈活應(yīng)用當(dāng)前的電力載波通信技術(shù)，設(shè)計合理的端水表、集中器、終端采集器、中央控制計算機等，通過合理的協(xié)調(diào)，形成完善的系統(tǒng)，滿足當(dāng)前的需求。

例如，在其系統(tǒng)運行過程中，首先是通過終端采集器進行有效的數(shù)據(jù)采集，并通過終端數(shù)據(jù)表，對當(dāng)前數(shù)據(jù)進行合理有效的分析處理，接著通過合理的調(diào)制，將其直接進行序列擴頻，并在接收端進行電力信號傳輸，在不斷的優(yōu)化過程中，實現(xiàn)最終的遠(yuǎn)程抄表，滿足當(dāng)前人們的需求。但其系統(tǒng)自身還存在一些不足之處，還需要工作人員不斷進行創(chuàng)新，促使其逐漸向安全方向發(fā)展[3]。

4 結(jié)論

綜上所述，在當(dāng)前的時代背景下，低壓電力載波通信技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，并成為當(dāng)前人們研究的重點，在未來具有廣闊的市場與空間。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)積極進行有效的創(chuàng)新，不斷對其進行優(yōu)化，并有效的借鑒國外的技術(shù)，進行創(chuàng)新性分析，以滿足當(dāng)前時代的需求，從整體上提升我國的技術(shù)水平。

參考文獻

[1]楊慶.基于低壓電力線載波技術(shù)的抄表系統(tǒng)組網(wǎng)及路由研究[D].成都：電子科技大學(xué)，2016.

[2]徐德超.低壓電力線載波通信組網(wǎng)路由的設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：中國科學(xué)院大學(xué)（工程管理與信息技術(shù)學(xué)院），2015.

[3]金凌英.電力線載波通信系統(tǒng)中信號干擾和擴頻技術(shù)的研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2017.