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电力线载波技术在配网自动化中的应用(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名  2012/10/22 11:15:34   

摘要:电力线载波通信是配电自动化中一种最有效、最经济、最简便的数据传输方式,在配网自动化建设中应用广泛,具有重要的意义。

电力线载波通信(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式,电力线载波通信是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。电力线载波可用来传输电话、电报、远动的数据和保护信号,由于使用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介,因此具有信息传输稳定可靠,路由合理、可同时复用远动信号等特点,是唯一不需要线路投资的有线通信方式。所以电力线载波通信系统在电网的扩大和发展中起着重要作用。

一、配网自动化建设的意义

配网自动化是集计算机技术、自动控制技术、数据通信技术、数据库技术及相关电力系统技术于自身的信息管理系统。通常把从变电到用户用电全程的监视、控制和管理的综合自动化系统称为配网管理系统,其内容包括:配电网络数据采集和监控(SCADA)、地理信息系统、网络分析和优化、工作管理系统,负荷管理和远方抄表及计费自动化和调度员培训模拟系统。通过配网自动化系统,运行人员可以全面了解、掌握配网网络的运行情况,可以快速切断故障恢复供电,改善供电服务质量,缩短事故抢修时间,减少工作量。随着农、城网改造的完成,110 kV及35 kV电压等级的建设已十分完备,自动化水平也较高,调度管理、运行管理也比较规范。而在城市供电网络中仍以10 kV供电为主,占整个供电用户数量的90%以上,但是10 kV供电网络由于历史的原因,自动化工作基本上还没有起步,处于长期忽视状态,加之其线路复杂,线损率高,供电可靠性差,因此故障率高。为了适应市场经济的发展,加大力度进行电网建设的同时,加强10 kV配网网络的配网自动化建设工作,是当前的一项重要任务。

二、电力线载波技术的特点

1 可靠性

a.电力线载波是依靠电力线进行传输的,由于电力线路结构十分牢固,不易受外力破坏;

b.由于高频信号是以电磁波的形式在导线上传播的,即使电力线路的信号传输相发生断线和接地等故障,高频信号仍然可以通过其他耦合信号进行传输,虽然线路衰减有所增加,电力线载波设备的自动增益控制(AGC)系统将会在很大范围内自动进行调节,保持电力线载波电路的畅通。

2 经济性

a.由于电力线载波通信不需要单独架设传输线路,可节省大量的线路投资及线路维护费用。只要有电力线的地方,就能使用电力线载波通信;

b.工作站均在发电厂或变电站的生产或生活区内,不需要进行征地和修筑公路,节省投资;

c.电力线载波机具有复用功能,可同时传送电话、远动和保护信号,所需电路的数量大大减少,降低了工程投资;

d.电力线载波设备的价格相对较低。

三、电力线载波的几项新技术

1 正交频分复用技术(OFDM)

采用正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM),可以在同一电力线不同带宽的信道上传输数据。其原理是把有效的频谱分成许多小的信道,它们相互重叠,并且在空间上彼此正交。重叠越大,分成的信道数也就越多,每个信道提供一个低的数据速率,所有信道加在一起就可获得较高的数据速率和更有效的频谱利用率。OFDM 已广泛用于DSL技术和陆基无线电视发送系统,相对这些技术而言,在电力线通信中,OFDM 工作于突发模式而非连续模式。

2 扩频(SSC)技术

扩频(SSC)技术的全面研究是从20世纪50年代美国麻省理工学院成功研制的NOMAC系统开始的,它是用伪随机编码将待传送的信息数据进行调制,实现频谱扩展后再传输,在接收端则采用同样的编码进行解调及相关处理,其基本原理如图1所示。

来源:互联网
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