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电力线载波通信技术的现状与未来

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vdianwang 发表于 2022-8-7 08:51:27 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
国网的用电信息采集系统建设已经基本完成,现在我们都在讲电力大数据、智能电网。是的,用户用电可以产生各种丰富的数据,但是数据就像货币,流通才具有价值,故而电力数据传输“路线”——电力通信技术的研究是建设智能电网举足轻重的一环。电力线载波通信技术已经基本覆盖全国几亿电力用户,是现在电力通信主导采用方式,其中,70%的本地通信方式采用窄带电力线载波通信技术(10kHz~500KHz)。



中频(宽带)电力线载波通信技术(低于12MHz)崭露头角

在电力信息通信基本“路线”建好以后,随着智能电网的发展,电力系统对数据采集实时性要求越来越高,所需传输的数据越来越多,传输的数据从“小颗粒”变成“大颗粒”,还有视频传输需求。而随着传输数据量越来越大和信息的多样化,需要的“路线”肯定会越来越宽,需要的通信系统肯定也将愈加完善。



窄带载波通信方式的通信速率慢,自动采集成功率低,成为本地通信的技术问题解决的瓶颈。因此,国网利用电力线通信无需重新布线的优势,重点开发宽带电力线载波通信的应用。宽带电力线载波通信在保有窄带电力线载波通信技术通信技术低成本、免安装维护优点的同时,极大地提高了通信速率。



从国网体系来看,要求电力线载波通信技术可以适应多种业务需求。宽带电力线载波通信能够实现海量用电信息采集数据24小时实时传输,并且通过台区识别、相位识别等功能,获取各种信息,使大数据分析成为可能。此外,宽带载波支撑智能化目标所需的高速双向通信网络建设,有力地支持企业用电管理、能效管理、智能家庭互联。对于售电来说,基于宽带载波可以使发电、售电企业及时获取重要数据,实现按需求生产、按需求采购的目的,将有力支撑市场化电力交易,促进市场化运作的良性发展。故有专家称宽带载波通信技术是未来发展的趋势。



中频电力线载波通信技术的发展(此部分内容数据整理自网络)

近几年,国网对宽带电力线载波通信技术智能电网应用进行了大量研究:



2012年7月,国家电网公司“千人计划”专项项目——“新一代智能电力线载波通信关键技术研究”项目启动,并于2014年11月26日通过验收。



2014年10月14至15日,中国电科院在京组织召开用电信息采集系统低压电力线宽带载波通信技术标准研讨会,听取了中国电科院计量所关于低压电力线宽带载波通信单元技术规范、检验规范及通信协议的汇报。



2016年宽带载波技术在国网公司用电信息采集中的应用迎来了突破。重庆成为了宽带载波推广和深化应用的先驱,重庆市电科院在国内率先在实验室/现场开展低压电力线宽带载波通信性能测试技术研究,并公布了在大型公变约700户台区进行现场宽带载波通信互联互通测试结果。

同年的三次招标中,单三相电能表及采集器、集中器中宽带载波通信单元的需求量分别占到招标总量的3%、6%和11%,合计招标470.90万只,占比6%;2015年仅招标132.59万只,占比为1%。



2017年国网用电信息改造的过渡之年,江苏省电科院完成宽带载波模块互联互通测试。

同年6月,国网发布《低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范(Q/GDW 11612---2016)》详细规定了宽带载波通信标准的物理层、数据链路层、应用层协议以及相关检验技术规范,并于7月组织全国范围内的厂商及专家召开了宣贯会。

电力公司对原有的窄带模块的采购趋缓,而国网第一次招标中宽带载波模块单元的需求量达到726.98万只,占招标总量的比重大幅提升至26%。



2018年5月22日,由中国电科院、国网信通产业集团等企业联合制订的IEEE1901.1《适用于智能电网应用的中频(低于12MHz)电力线载波通信技术标准》正式发布实施。

该标准是以国网《低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范》为基础进行大量创新,提出以OFDM、双二元Turbo编码、时频分集拷贝为核心的物理层通信技术规范,以及以信道时序优化、树形组网、多台区网络协调为代表的数据链路层技术规范,提高了通信信号)的收发质量和数据传输性能。

该标准的发布,填补了中频电力线载波通信应用在智能电网领域国际标准的空白,提升我国在物联网领域的国际影响力和话语权。IEEE1901.1标准通过构建高带宽、高可靠、低时延、低成本的电力线通信网络,支持远程自动抄表、配电台区监测等多种应用场景,实现以电力线载波通信为基础的物联网技术在能源互联网中的有效应用。

图片


小编有话说:从宽带电力线载波通信的小范围的项目应用到国网招标,再到标准的一点点制定完善,宽带电力线载波通信一直在发展推进,但是一直没有大规模的落地应用。此前,宽带电力线载波通信在现场应用,互联互通是一个大问题,互联互通可以节约大量投资、提升运维效率。有专家认为,解决互联互通问题后,亿万级宽带载波应用将逐渐浮上水面。而经过宽带电力线载波通信这几年的研究测试,IEEE1901.1标准对物理层通信、数据链路层都进行了技术规范,还将继续研究其他层级的技术规范,可能会实现宽带载波的互联互通,成为宽带电力线载波通信技术规模化应用的开端。



总结

对于国网来说,宽带载波可以帮助实现多表合一、自动上报、信道监测与管理、户变关系识别、线损、反窃电、新能源(光、风)接入、电能质量、用能分析在内的等营配调多种领域内的应用。



对于其他企业来说,宽带电力线载波通信技术可以加强企业核心竞争力,比如青岛东软公司推出了符合IEEE1901.1国际标准的宽带(中频)载波通信芯片,并在今年8月完成互联互通认证,获得国际通行证,下一步东软将依托集成电路的硬件优势和低压载波通信业务的技术优势,发展了包括智能楼宇、智慧家庭和智能小区在内的智能化业务。未来,随着智慧城市的发展和居民对家居智能化的要求提高,宽带载波可以帮助企业未来在智能化业务找到新的业绩增长点。



当然,宽带载波与其他短波设备之间协同共存问题还依然有待解决,国网等行业专家也在不断研究。随着宽带载波亿万市场的浮现,在电能计量领域也将有着长足的发展,智能电表也许也将面临着窄带载波通信向宽带载波通信的升级,值得期待。




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