智能電網與電力線通信技術的概況

在傳統電網向新型智能電網的轉變，以及其中將面臨的一個主要挑戰是，需要一個很好的通信網絡來實時接收所有用戶信息和控制其負載。要解決這一問題，目前zui被認可且zui可靠的方案是以電網為通信媒介的PLC（電力線載波）技術。本文介紹了PLC技術及其發展歷程，并將傳統的窄帶單載波FSK調制方案與基于OFDM的PRIME和G3兩種新方案進行了對比。

傳統的電網正在發生變革。在過去的一個世紀，電網是一個用來將由一定數量的發電站發出的電能傳輸到大量不同級別的用戶的系統。設計和運行電網的標準，就是要將電能以一種有效的方式從數百個發電站傳輸到數百萬的用戶家中。這個系統儲存電能的功能是很有限的，所以如何預測用戶的用電量就變得至關重要。電網的控制是基于每日的預測來進行，而電能是由發電站通過傳輸網絡輸送到配電網絡。大部分發電都需要由調節器來控制。
 

而現在在某些國家，以及將來的更多國家，綠色能源對于電網的貢獻將會越來越大。它在電網中所占的比率，由原來5%的水力發電，上升到了有40%是太陽能和風能發電。在大部分綠色電能中，調節器要進行的控制很少。此外，電動交通工具也加入了變革的隊伍。電動交通工具的大規模推廣，將使電網的用電量加倍，并大規模地帶來了超大儲電能力。用電量的上升、綠色電能的推廣和不受控制的發電、電動交通工具的儲電能力被認為是電網的風暴。這個方案就被稱為智能電網。它結合了嵌入式智能技術和實時通信與控制功能，能夠隨時與任何用戶進行實時通信并控制其負載。要實現這樣的通信功能，就需要采用以電網作為主要通信媒介的 PLC技術。
 

PLC技術早在20多年前就被用于中壓領域來控制電網。但在低壓側大規模使用PLC則是更近才開始。PLC技術的一個典型成功案例，是意大利ENEL 供電公司采用一個基于FSK和BPSK調制的窄帶PLC系統為3500萬用戶構建一個AMM（自動電表管理）系統。此系統可每2個月自動抄讀一次3500 萬臺電表。但是它的平均波特率不夠，無法支持更多的實時通信和控制，以及未來基于IPv6等通信協議的應用。