摘要：随着技术的不断进步，电力通信网作为电力系统安全稳定运行的基本保证，实现了电网调度自动化、电网运行的市场化和管理的现代化。在用电信息采集通信系统中，采集终端通常采用无线公网作为上行通讯方式与主站进行通讯，但有些采集终端安装的地方例如地下室以及山区等存在通讯基站未覆盖或者信号极差的情况，导致采集终端不上线或上线不稳定，造成主站无法正常抄读采集终端数据。针对部分地区通信基站无信号问题，采用电力线中压载波技术，将其应用到用电信息采集系统能够有效解决无线公网通信存在的信号覆盖盲区，网络安全等方面的问题，从而实现信息采集率达到100%的要求。
关键词：中压载波通信；用电信息采集系统；无信号
引言
电力线载波（Power Line Carrier-PLC）通信是以线路为媒介进行数据、语音传输的通信方式。在传输过程中，通过载波对模拟或数字信号进行有效调制，实现高频信号在电力线中实现远距离传输。电力线中压载波技术利用电力线路为传输媒介，形成电力专网通信，优势不言而喻。投资成本低，施工便捷、维护方便，更进一步展现出其经济性、便利性和安全性。
1我国电力线载波通信的现状
电力通信网作为电力系统安全稳定运行的基本保证，实现了电网调度自动化、电网运行的市场化和管理的现代化。由于通信过程对信息可靠性和传输速度有着严格的要求，世界各国都建立了电力系统专用通信网，以建立稳定的传输系统。我国35kV以上传输线中已开通电力线载波通道，但随着数字媒体技术的发展，要求越来越高的通信速度，以实现电力线载波通信的有效传输不再是简单地完成电网数据通信，电网与数据信息的一起传输成为现实。但由于我国电力通信发展水平仍处于参差不齐的阶段，同时对变电站的要求是必须有超过2种不同方式的相互备用的通信信道，电力线载波功能不断的创新，使电力线载波在我国仍有巨大的市场需求
2背景介绍
该地区处于平均海拔800米以上山脉地区，因地形、环境等原因，该地区部分地区、小村落通讯信号覆盖较差，存在很多无信号的区域，导致该地区电力公司在智能化电网建设完成全采集、全覆盖的目标时存在一定的困难。通过对该地区的现场核实，该区域无信号点主要是以下几种情况：
（1）山区内的地区、小村落等人烟稀少的聚集处，因通讯基站未覆盖，移动、联通、电信均无信号；
（2）安装在企事业单位如公安局单位内的计量采集装置，因移动信号屏蔽等原因，采集终端无法与主站进行通讯；
（3）新建小区的地下室，因通讯基站未及时覆盖等原因，信号差甚至无信号，导致安装在地下室的采集终端无法上线。
为解决上述问题，可以采用中压载波以及载波转GPRS设备的方案。
3电力线中压载波技术介绍
电力线中压载波技术是一种通过载波信号进行数据传输，并且以10kV电力线作为传输介质的通信技术。相对于传统的光纤通信技术来说，不须建设专用的通信线路，因此，成本也较低。电力线中压载波通信技术首先会将要传输的数据信息调制为载波信号，然后通过耦合器将载波信号耦合到电力线或者电力线屏蔽层中。就当前来看，国内的10kV线路中压载波通信仍然以窄带调制设备为主，以电力线屏蔽层作为信号传输媒介在电力线载波通信中的应用范围不断增加，其作用也越显重要。电力线中压载波通信技术应用的主要目的是为配电网中的各种业务提供信息通信支持，与传统高压载波通信技术的本质存在极大的差异。传统的高压载波通信技术主要实现了长距离的点对点通信，并且只让载波信号在指定的两个点之间进行传输。因此，为了避免区域内发生信号泄露以及区域外的噪声干扰，须在线路的两端加装阻波器。这种点对点的通信方式无法满足电力信息采集系统的数据通信要求。配电网是一个开放式的网络结构，中压载波通信能够利用配电网的这种开放式结构实现点对多点的通信，载波信号能够沿着配电网的线路将信号传输到各个节点，同时，每个信号节点又能够向其他节点发送信号。
4中压载波设备介绍
4.1概述
中压载波通信设备，以10KV线路为媒介，通过载波传输技术解决现场无信号集中器（专变）的数据采集问题。中压载波通信支持一主多从方案。在一条10KV线路上，可以将一个有信号处的台区作为主节点，将一个或多个无信号处的台区作为从节点。在主节点处需要的设备包括耦合器、主载波机和载波通讯管理机。在从节点处需要的设备包括耦合器、从载波机和从终端。
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4.2中压载波设备上、下通讯介绍
通讯报文下发的过程：
（1）主站通过GPRS通信下发报文，下发的报文被主节点处的载波管理机接收到。载波通讯管理机具有协议转换功能，转换后将该报文加上相应从载波机的地址。
（2）加了从载波机地址的报文通过数据接口从载波通讯管理机传送到主载波机，主载波机对这些数字信息进行编码和调制，变成载波信号，再通过耦合设备将载波信号发送到中压配电线路进行传输。
（3）载波信号沿中压配电线路发送，并由每个节点的耦合装置传送到每个从载波机上。
（4）接收来自从载波的载波信号后，进行解调和解码，变成数字信号，并确认数据是否发送给改从节点，可以通过验证数据中的从载波机地，如果地址不匹配，将不响应，如果地址匹配，所接收的数据将通过数据接口发送到所连接的终端设备，因此终端设备将接收从主站下发的报文。
4.3中压载波应用实例
4.3.1试点台区选取
对该地区6家供电公司的沟通以及现场勘探，最终选取了两个典型台区进行试点：
金城江保平营业所花百台区和金城江保平营业所新洞公变台区，此两个台区在大山偏僻处，移动、联通以及电信在这里均无信号，导致终端无法正常上线，并且无信号的变压器距离有信号的村落在10公里左右。
4.3.2现场安装以及运行情况
经过计量中心协调，电力公司配合现场安装中压载波设备，由电信公司调试好整套设备，供电公司专业人员进行安装，现场上线，数据召测成功。
安装完毕后，台区1、台区2运行超过半年，上线率达到100%，日均采集成功率100%，整体设备运行稳定。
5载波转GPRS设备介绍
5.1概述
载波转GPRS模块由主机、从机以及串口转接模块三部分组成。串口转接模块安装在集中器右侧替换原GPRS通信模块，载波转GPRS从模块安装在集中器端通过串口线和串口转接模块连接，串口转接模块把集中器串口数据和端口状态通过串口线给从模块；主模块安装在同一台区基站信号较好处，把原来集中器的GPRS通信模块安装在主模块对应插座上，主、从模块之间通过电力线载波进行数据远程传输。载波转GPRS设备主要使用在新建小区地下配电室信号差或者无信号的情况。
5.2技术特点
（1）使用电力线作为通讯介质，降低施工安装工作量；（2）宽输入电压设计，满足不同用电环境要求；（3）串口速率自适应，兼容不同厂家设备需求；（4）支持透明传输，兼容不同规约协议要求；（5）过零通讯传输，保证通讯稳定可靠；（6）支持多频点，满足同一台区安装多套设备需求。
6结束语
综上所述，中压载波通信技术研究工作解决了用电信息采集信号覆盖面临的问题，针对电力公司在“全覆盖、全采集”智能电表建设中遇到的各种无信号台区问题，可根据实际情况选择中压载波设备、载波转 GPRS 设备进行解决上行通讯的问题，完成电力公司“全覆盖、全采集”建设任务。
参考文献
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作者简介：蓝玉华（1989-），女，大专学历，助理工程师，主要从事电能计量工作。
论文作者:蓝玉华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
标签：载波论文; 电力线论文; 信号论文; 通信论文; 中压论文; 通讯论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第36期论文;