【摘要】：在配电自动化系统中通信技术属于重要组成部分，但是目前还没有一种通信技术能够对配电自动化需求有效满足，因此通常在配电自动化通信网络中采用多种通信方式并存模式。电力线载波技术则是配电自动化通信中的一个常用通信手段，本文则关于配电自动化通信中的中压电力线载波技术的应用展开探讨。
【关键词】：中压电力线载波技术；配电自动化；通信
随着通信技术的不断发展，也进一步促进了配电自动化通信的发展，其中电力线载波技术在配电自动化通信方式中属于重要补充技术。中压载波技术则是基于现有完善的电力线路基础上的一种通信方式，同时在所有通信方式中这是唯一不用投资有线专网的一种通信方式，在实际应用中不但可靠性高，同时也具有良好的经济性。在配电自动化通信中的应用，能够有效减少费用投资以及施工时间，因此在配电自动化通信中中压电力线载波技术具有广泛应用。
一、中压配电通信特点
中压配电网电力线路分布特点和高压配电网线路分布具有较大差异，主要为：沿线跨接配变比较多、容易发生线路衰退问题以及线路分支线路多等，所以在中压配电通信中主要特点包括：
（一）网路结构复杂。关于这一问题则需要从多个层面分析，首先中压配电系统的组成结构上，电力线上结线以及元件比较多，同时相关参数数据比较复杂，包括电缆线以及架空线；线路在分布过程中也比较复杂，不同长度及截面尺寸的干线T接广泛存在，同时也普遍存在支线上出现二次或者多次支接问题。其次无法有效把握网络结线及运行方式，在线路上会经常出现各种变动，发生率较高，因此在电力线传输过程中必须基于各种变动调整运行方式，也就导致信息号在传输过程中，均会出现一定的反射以及折射现象。最后气象条件对于载波信号传输也具有一定影响作用，如果节点分量出现变化这也会就会出现不同幅度的波动。
（二）配电载波传送信息对应关系。在实现通信过程中，中压配电系统的配电站之间的传输方式则和广播传送形式具有一定类似，并不是单纯的站点对站点方式，则属于是一个总站点需要对应多个分站点。
（三）通道噪音。和高压配电网对比，中压配电网的噪声构成具有一定差异，中压配电网的电压比较低，在其输电线路上也就不会出现高压所致电晕放电问题，同时也不会其他方式的放电现象，因此在信息传输过程中噪声干扰相对比较小。但是在中压配电网应用中，电力线和用电器距离比较近，因此脉冲杂音则会会对载波信号质量产生直接影响，另外电子控制的用电器在载波通信过程中则也会出现频谱比较宽的噪声。
二、中压电力线载波技术的结构设计及重点技术
（一）结构设计
在配电自动化试点建设过程中，通常选用光纤工业以太网方式进行通信网络组网，具体见图1。由此可见网络的骨干层则主要包括三层千兆光交换机组成环网，在接入层的通信设备则包括有中压载波以及二层百兆光交换机，能够对光缆敷设困难下的配电站终端设备通信接入问题有效处理，不但能够适应不同环境下的通信需求，同时也能够为上层业务应用提供良好的架构设计。中压载波通信部分在通信网络中的应用选用的是“金字塔式”也被称为“树形结构”网络拓扑模型，能够有效实现上层及下层通信及控制的并行处理，同时也能够基于“子群”概念实现复杂电网运营，不但有助于显著提升数据传输时效性，同时也能够环节数据传输过程中存在的瓶颈问题，有助于快速诊断网络传输中存在的故障点。
在架空线路中压电力线载波通信中，基本原理也就是和滤波器及高压隔离电容结合的基础上，成功将载波信号耦合到架空线路中，在此过程中能够实现良好的载波通信号耦合效率，但是线路供电环境对其质量的影响作用比较大。在线路上信号容易出现衰减不稳定现象，并且会直接影响到供电方式，针对这些问题，则可以对其进行以下处理，首先进行适当的中继节点设置，确保每个载波站点通信信噪比均能够具有一定余量。其次也就是应用具有载波通信网络节点重构功能的中压电力线载波机，以能够针对线路环境变化所出现的问题实施应对。最后可以在具有双电源供电线路段的两路出线采用不同的载波频点，也就是就算是出现供电方式改变，两路信号出现重叠也不会对彼此产生影响。不同的载波通道在实际应用中，则需要依照具体要求进行安装，以能够构建良好的线路载波信号回路，从而实现中压电力线载波技术的良好通信。
在配网通信中，中压电力通信载波机一般是应用在10kv配电站到变电站、或多座级联箱式变到开关站中，其中前者关于通信实时性具有非常严格的要求，后者则重点集中在通信实时性上。就当前载波通信6kb/s左右的通信速率以及一主多从轮询通信方式来讲，一般情况下会采用一条载波通信带约为10台左右的从载波终端设备，遥测及遥信数据刷新速率能够维持在5-10s。如果在1座变电站上，配电站终端设备的载波通信数量超过10台，那么物理通道频分复用方式则能够将其频率资源利用率上的优势有效呈现出来。在远动通信规约中，遥控报文则属于是最高优先级，在遥控操作报文执行中，中压电力线载波通信通道上的花费时间一般在0.5s左右，可以对配网自动化系统的要求有效满足。
其中光纤以太网接口目前已经是向主站进行数据接入的主要发展方向，通常选用的是104远动规约。但是在中压电力线载波机应用过程中，仅能够支持异步半双工模式。一般情况下选择的远动规约则是非平衡方式远动101规约。想要有效实现这一模式，则一定要实现中压电力线载波机的平台化发展，进一步增加以太网接口及内置规约转换程序等等，在此环境下进一步发展成为网络型中压电力线路机。
在载波通信技术发展过程中，人们也逐渐加大了对于载波通信网管功能的重视。其中相关载波设备已经逐渐实现通道参数自检测功能，同时也能够有效实现背景噪声、解码前误码率、信号强度、解码失败次数以及各类数据统计工作，就因为有了这些信息的存在，才能够有效实现载波通信网的优化处理。在网管数据传播过程中，一定不能够对正常业务数据通信产生影响，通常情况下则可以将其加载到数据包链路层中，和业务数据共同实现传送。
结语
现阶段电力线载波通信技术本身并不是完美无缺的。在这一过程中因为宽带电力线载波通信数据传输速率高并且具有抗干扰能力强，因此这使得其自身能够承载的业务多并且具有良好的适应性。新时期更加便捷的通信需要高效、可靠、安全的重点技术支撑。在这一过程中考虑到了配电网的复杂性和差异性和实际存在的中压通信接入网建设滞后的情况，则只有加大电力线载波通信重点技术的研究力度才能够为通信效率的提升奠定坚实的基础。中压电力线载波通信关键技术的研究与应用并不是一项短期的工作，而是需要工作人员的不断的进行优化，才能够在此基础上切实的提升我国电力通信的整体水平。
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论文作者:罗允忠
论文发表刊物:《科技中国》2017年10期
论文发表时间:2018/5/2
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