智能無(wú)線核相儀電網(wǎng)與電力線通信技術(shù)的概況

在傳統(tǒng)電網(wǎng)向新型智能電網(wǎng)的轉(zhuǎn)變，以及其中將面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是，需要一個(gè)很好的通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)時(shí)接收所有用戶信息和控制其負(fù)載。要解決這一問(wèn)題，目前zui被認(rèn)可且zui可靠的方案是以電網(wǎng)為通信媒介的PLC（電力線載波）技術(shù)。本文介紹了PLC技術(shù)及其發(fā)展歷程，并將傳統(tǒng)的窄帶單載波FSK調(diào)制方案與基于OFDM的PRIME和G3兩種新方案進(jìn)行了對(duì)比。

傳統(tǒng)的電網(wǎng)正在發(fā)生變革。在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)，電網(wǎng)是一個(gè)用來(lái)將由一定數(shù)量的發(fā)電站發(fā)出的電能傳輸?shù)酱罅坎煌?jí)別的用戶的系統(tǒng)。設(shè)計(jì)和運(yùn)行電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，就是要將電能以一種有效的方式從數(shù)百個(gè)發(fā)電站傳輸?shù)綌?shù)百萬(wàn)的用戶家中。這個(gè)系統(tǒng)儲(chǔ)存電能的功能是很有限的，所以如何預(yù)測(cè)用戶的用電量就變得至關(guān)重要。電網(wǎng)的控制是基于每日的預(yù)測(cè)來(lái)進(jìn)行，而電能是由發(fā)電站通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)輸送到配電網(wǎng)絡(luò)。大部分發(fā)電都需要由調(diào)節(jié)器來(lái)控制。
 

而現(xiàn)在在某些國(guó)家，以及將來(lái)的更多國(guó)家，綠色能源對(duì)于電網(wǎng)的貢獻(xiàn)將會(huì)越來(lái)越大。它在電網(wǎng)中所占的比率，由原來(lái)5%的水力發(fā)電，上升到了有40%是太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電。在大部分綠色電能中，調(diào)節(jié)器要進(jìn)行的控制很少。此外，電動(dòng)交通工具也加入了變革的隊(duì)伍。電動(dòng)交通工具的大規(guī)模推廣，將使電網(wǎng)的用電量加倍，并大規(guī)模地帶來(lái)了超大儲(chǔ)電能力。用電量的上升、綠色電能的推廣和不受控制的發(fā)電、電動(dòng)交通工具的儲(chǔ)電能力被認(rèn)為是電網(wǎng)的風(fēng)暴。這個(gè)方案就被稱(chēng)為智能電網(wǎng)。它結(jié)合了嵌入式智能技術(shù)和實(shí)時(shí)通信與控制功能，能夠隨時(shí)與任何用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)通信并控制其負(fù)載。要實(shí)現(xiàn)這樣的通信功能，就需要采用以電網(wǎng)作為主要通信媒介的 PLC技術(shù)。
 

PLC技術(shù)早在20多年前就被用于中壓領(lǐng)域來(lái)控制電網(wǎng)。但在低壓側(cè)大規(guī)模使用PLC則是更近才開(kāi)始。PLC技術(shù)的一個(gè)典型成功案例，是意大利ENEL 供電公司采用一個(gè)基于FSK和BPSK調(diào)制的窄帶PLC系統(tǒng)為3500萬(wàn)用戶構(gòu)建一個(gè)AMM（自動(dòng)電表管理）系統(tǒng)。此系統(tǒng)可每2個(gè)月自動(dòng)抄讀一次3500 萬(wàn)臺(tái)電表。但是它的平均波特率不夠，無(wú)法支持更多的實(shí)時(shí)通信和控制，以及未來(lái)基于IPv6等通信協(xié)議的應(yīng)用。