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（整期优先）网络出版时间：2014-05-15

作者: 高鸿鹄唐强

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中压电力智能发展及应用

高鸿鹄唐强

高鸿鹄GAOHong-hu曰唐强TANGQiang（迁安市供电公司，迁安064400）（StateGridQian'anPowerSupplyCompany，Qian'an064400，China）

Abstract:Mediumvoltagepowerdistributionequipmentandpowerlinearethebasicequipmentinelectricpowersystem.Becauseoftheirgreatusageamountandthebridgefunctionbetweenthemainpowergridandusersintheelectricpowersystem,therefore,theirtechnologicaldevelopmenttrendalsoattractusersandenterprises'greatconcern.Withtheexpandingofthescaleofpowergridandsmartgridconstruction,manynewtrendsappearinthetechnologydevelopmentofmediumvoltagedistributionequipmentandpowerline.Thesmartgridindustryisanemergingindustrytodealwithglobalenvironmentalchange,improvetheefficiencyofenergyuseandreducecarbonemissions.TodevelopsmartgridindustryhaspositiveeffectforimplementingthedevelopmentstrategyofChina'semergingindustries,toseizethenewcommandingheightsofindustrydevelopment.关键词院中压电力；智能；环境；发展；应用；管理；自动化Keywords:mediumvoltagepower；smart；environment；development；application；management；automation中图分类号院TM712文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）15-0057-021

电力线中压载波技术的发展现状电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。电力线载波（PowerLineCarrier-PLC）通信是利用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级）或低压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。近年来，高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代。并且，随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面，电力线载波通信这座被国外传媒喻为“未被挖掘的金山”正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。在这种形势下，本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展特点及技术关键。

2智能配电网中压电力线载波通信信道建模方法在电力需求日益增长的今天，要实现配电网的自动监控和管理必须首先构建一个有效的通信系统以满足众多配电设备及终端之间信息的高速传输。电力线是电力部门的专用资源，以电力线为通信介质进行数据和语音的传输具有极大的优势。力线载波（power-linecarrier，PLC）技术是智能配电网重要的通信手段。为适应智能配电网可能出现的新的网络拓扑结构，提出一种基于信息节点的中压电力线信道建模方法。首先在网络关键位置设置信息节点，然后根据电路基本理论和均匀传输线理论推导出各信息节点间的电流电压关系式，最后利用传输矩阵方法得到信息接收点与发射点之间的电压传输特性。通过实验验证了该方法的正确性和普遍适用性。该方法可适用于树形、环网以及网格化等各种网络拓扑结构，为在智能配电网中压电力线采用载波通信技术提供了较好的分析方法。

有专家以中压（10kV）配电网为信道、面向配电自动化应用的高速数据通信系统的整体解决方案，详细介绍了该系统的终端设计。提出将低压电力线通信中成熟运用的数据调制/解调及组帧技术移植到中压环境的思想，并针对中压电力线因过长链路易造成信号严重衰减的问题，在终端设计中采用基于Weinberg滤波电路和传输线变压器耦合的匹配策略解决高频宽带（4耀22MHz）信号的功率放大。实现了信号安全、可靠地向中压电力线的注入，可满足10km左右的传输要求。

3中压电力线载波通讯的趋势电力线对数据传输有许多限制，首先表现在配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送；其次三相电力线间有很大信号损失（10dB-30dB）。通信距离很近时，不同相间可能会收到信号，但一般电力载波信号只能在单相电力线上传输；再次，不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同；此外电力线信道又是一个传输特性非常恶劣的信道，本身存在严重的频率选择性和强烈噪声干扰。电力线所表现出的高衰减、高噪声、高失真等特性，使其成为一个不大理想的通信媒介。随着现代通信技术的不断发展，尤其是近年来超大规模专用集成电路（ASIC）技术和数字信号处理（DSP）技术的飞速发展，使一枚小小的通信芯片上可以集成功能强大的微处理器和复杂的数字信号处理单元。通过软件算法和硬件逻辑相结合的数字信号处理技术，从强烈噪声中提取出被淹没的有用信号，校正频率选择性衰落造成的信号失真，并对通信中由于强干扰造成的突发性误码进行纠错，最终实现稳定可靠的电力线载波通信。然而，任何技术的发展都不是一蹴而就的，电力线载波通信技术也仍会不断地完善和发展；时至今日，市场上充斥着各类形形色色、五花八门的电力载波通信产品，其技术水平几乎横跨了整个电力线载波通信技术发展的各个时代。技术上的良莠不齐必然导致其性能与可靠性的巨大差异。

4智能电网的发展为市场提供新机遇智能电网建设需求为电力市场提供了新机遇，现代通信对电力线载波的要求也更侧重于网络方面，需要将原先仅限于通道的概念扩展为网络概念。以往的电力线载波机主要靠自动盘和音转接口实现小范围的联网，而将载波机与调度机协同考虑，实现载波机协同变电站调度机的组网应用以及适当设置能够与通信网监测系统接口的数据采集变送器应当是我们近几年考虑的问题。与高压电力载波不同，电力线载波在中、低压线路上的应用在开始阶段就是建立在网络应用的基础之上的。2007年以来，我国配用电自动化建设从技术示范、局部地区试点阶段步入规模化建设阶段，特别是电力行业投资逐步向电网倾斜，为电力企业带来广阔发展空间；一些国内较早专业从事配用电自动化系统研发、生产和销售的企业，成为我国中压配电载波通信领域的领军企业，凭借技术领先地位和市场先入优势，其配电自动化系统销售规模不断扩大。

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