前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的PLC技术在智能电网的运用状况与前景，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
1、前言 智能电网（smartpowergrids）,就是电网的智能化，是指在现有供用电系统的基础上提高供用电网运行的可靠性和经济性；在公用电网上方便地接入各种分布式可再生能源，达到降低碳排放，改善人类生存环境，增强抗外界干扰冲击的能力；把供用电管理理念转变为主动服务理念，做到优质服务，指导电力用户科学用电，节约用电。在智能电网的建设中，用电信息采集系统的建设是其中重要的一环，它建立在集合的、稳定的、高速双向通信网络的基础上。目前主要分为两种：一种方式是需要建立专门的通信信道，这种方式费用较大，还给用户带来不便，在实际工程中难以推广。另一种方式是基于低压电力线载波数据通信技术，充分利用现有的电力线路实现数据传输。 2、低压电力载波通信技术介绍 低压电力线载波通信（plc，PowerLineCommunication）是指利用已有的低压配电网作为传输媒介，即高频的通信信号与电力工频电流通过占用不同的频段来实现数据传递和信息交互的一种技术。低压电力线载波通信主要应用于居民供电台区，通过居民家庭供电线路进行数据传输，广泛应用于低压集抄系统。基本通信原理如图1所示，由信号处理器、调制解调器、信号放大电路、信号耦合电路、低压电力网络几部分组成，下面对各部分功能简单说明。(1)信号处理器：向电力线发送一连串数字控制信号，并且能够接收识别电力线返回的数字代码信号。(2)调制解调器：通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号。由于从消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中部适宜直接进行传输，因此在通信系统中通常需要有调制的过程，而在接收端则需要有反调制的过程，也就是解调的过程。(3)信号放大：电力线衰减非常大，提高的载波通信的性能的最有效的手段就是将信号进行幅度放大，以此保证接收端的可靠接收。(4)信号耦合电路：将已调信号通过信号耦合电路耦合到电力线上，能够将载波发送接收电路与电力网隔离，可提高系统得抗干扰能力。(5)低压电力网络：对低压电力载波通信而言，低压电力网络是载波模块之间传输的通道。 3、低压电力载波在我国智能电网中的应用情况 随着电力线载波通信技术的日趋成熟，电力线载波应用研究也逐渐成为热点。由于电力线载波通信技术具有无可比拟的方便、免维护、可靠性、经济性、即插即用等优势，在用电信息采集系统得到大范围应用，目前国内广泛应用载波芯片厂商为：青岛东软、青岛鼎信、北京福星晓程、深圳力合微、深圳瑞斯康。青岛东软在调制方式上采用63位直序列扩频通信FSK技术，中心频率为270K，自适应数字信号处理和模糊处理技术，具备前向纠错功能，帧中继转发机制。目前在网运行的多为东软3代、3.5代和4代产品。其中东软3代在2008年底推出，2009年开始批量使用，在2代的基础上改进了网络层协议，支持7级中继，应用层支持DL/T645-1997/2007；电路板改成了MOS管发送，提高了电路的可靠性。东软3.5代芯片在3代的基础上进行了网络层协议修改，符合Q/GDW 376.2—2009标准要求，同时修改了支持上电自动读取表号作为MAC地址，路由方式支持洪泛方式。东软4代在2011年底推出，所应用的载波芯片PLCI38-IV，内部集成了低噪声放大器和BFSK数字解调单元，不需要使用AFE4361模拟前端，芯片的集成度更高，采用三相解调、三相同发同收、过零发送接收，同时通信速率可调，支持300bps、400bps、600bps、800bps。 青岛鼎信在调制方式上为BFSK，中心频率为421KHz，产品主要特点：软件相关器和匹配滤波器，80位正交码序列；扩频通信技术；高效率前向纠错；BFSK调制、半双工通信。目前在国网使用的为TCC081，TCC081C，TCC082C表端、采集器端载波芯片。其中TCC081为鼎信低速芯片，仅支持50bps、100bps低速模式，TCC081C支持鼎信高速模式，速率可达到600bps、1200bps。TCC082C提供对于采集器不带地址模式的支持，专用于国网采集器可带、可不带采集器地址模式的采集器载波方案。近期，鼎信公司推出了TCRS081C路由芯片，集成了TCS081C以及TCR300，路由板硬件采用三相硬过零电路，不再强调A相必须供电。北京福星晓程于2000年前后推出载波ASIC芯片，最初产品为PL3105，后继推出了PL3106（CEP2002AC），PL3201(CEP3001AC):CEP2002EX系列芯片，采用PSK调制直序扩频方式，载波频率为120KHz，速率500bps。由于晓程芯片采用数字解调、解扩，抗干扰性能优于青岛东软，在实际使用中物理层的通信距离较好，传输速率较快。但是由于其最早开发的产品载波芯片实际上是一个带载波MODEM的单片机，只有物理层、链路层，应用层需要各厂家自己开发，缺乏路由组网及中继算法的研究，同时由于存在多个厂家基于晓程载波芯片进行链路层开发，出现了同是采用晓程芯片也未必能互联互通的局面，限制了其产品的通用性。 深圳力合微最早采用OFDM调制方式，推出了LME2210载波芯低压电力线载波通讯技术在中国智能电网中的应用现状及发展方向赵东亚张建华(华北电力大学电气与电子工程学院北京102206)摘要：随着低压电力线载波通讯技术在中国智能电网建设中的逐步应用，载波抄表已成为低压集抄系统采用的主要方案。本文在介绍各主片，内置MCU及FLASH程序存储器,采用先进的正交四载波调制解调技术，具有载波频率可选，自动差错控制，内置可变增益接收放大器，灵活方便的MCU数据接口。随后又推出了LME2980载波芯片，调制方式：1280子载波OFDM；载波中心频率：352K；最大载波带宽：96KHZ；通信速率：20kbps。在网络路由方面采用了盲中继动态路由，支持最大中继级数为7级。近年来，力合微又分别推出了中心频率为421KHz的吉林方案（鼎信低速方案）以及中心频率为390KHz的新的OFDM方案。深圳瑞斯康成立于2004年，随后推出了智能网络系统芯片（SoC）:Rise3301,3501.载波通讯中心频率为132KHz，通讯速率最高达5480比特/秒，BPSK调制；具有物理层N节点通信时避免数据包碰撞的CSMA防冲突机制，为分布式网络奠定基础。在网络路由方面采用了分布式路由。 #p#分页标题#e# 4、低压电力载波通讯技术未来发展方向 对于低压电力线载波通讯技术未来的发展方向，尽管各厂家目前所采用的技术方案不尽相同，但针对各载波厂家产品更新换代情况以及国家智能电网建设中的进一步要求，有以下几方面仍是有迹可循的：(1)进一步提高电力线载波通讯速率，满足数据采集及远程拉合闸的实时性要求，满足电网公司在远程预付费方面的应用。(2)降低载波发射功率，采用过零发送等手段避免连续发送对电网造成的干扰，防止出现因载波应用导致用户继电保护开关误动作事件。(3)部分用电现场载波干扰源的存在以及长距离架空线路、地埋线路对载波通讯的影响，载波抄表的瓶颈依然存在。通过电力线载波通讯技术与微功率无线通讯技术的融合，电力线载波通信技术与光纤通讯技术的融合成为载波厂商需要考虑的内容。(4)鉴于目前窄带调制方式FSK,PSK的中心频率高于欧洲标准以及宽带电力线载波通讯技术的发展，OFDM方案仍是下一步的研究重点，同时会进一步加强对G3标准的研究。(5)集中式路由是目前路由算法的核心，但分布式路由以及盲中继路由方案的研究仍将继续开展。(6)支持采集器无地址方式的应用，具备表号搜索、事件主动上报功能会成为以后国网及各省市招标的强制要求，将成为各载波方案的必备功能。