摘要：电力电网建设中电力线载波通信技术是常见通信方式，该技术传输信号的方式是利用电力线载波原理。只需要电力线，不需要二次架设网络，实现数据通信。输电网络输送电流时，用电力线进行载波信号传送，经济性、可靠性明显。本文根据作者多年工作经验，分析电力线载波通信技术应用，旨在为同行提供一些借鉴和参考。
关键词：电力线载波通信技术；应用；现状；分析
1、引言
电力线载波通信技术主要用35kV及以上电压等级的高压电力线、10kV电压等级的中压电力线或380V/220V用户线的低压配电线当做传输载体实现数据、语音等信息传输。电力线载波通信技术优势是不需要二次布线，通信网施工成本和运行成本大大降低。
只要有电力线，电力线载波通信就能能进行数据传输。目前智能家居采用的数据传输常见方式也包括电力线载波通信技术，因为智能家居所需数据只是在一个家庭的电网中传递，相对而言电力线载波通信技术有较强优势，弊端较弱。但若要实现远程控制家电，可以将互联网络连接到带处理功能的路由器后再间接对家电进行控制，另外，电力载波通信技术所需要的调制解调器设备造价也低于无线路由设备。目前电力载波通信技术应用更多集中于智能家庭、智能公用设施（例如远程抄表功能、路灯远程控制功能等）或者智能工业生产（例如采集各类大中小型设备运行数据）。从技术角度来说，电力线载波通信技术可用于Point to Point（点对点）通信或用于架设开放网络，通过这样的技术使每个受控设备（节点）连接进入同一个网络，实现集中采集和控制。
目前，LonWorks是Echelon公司提出的电力线载波通信模型； 电力线载波远程智能控制系统是我国凯星电子（KaiStar）提出的；瑞斯康达智能控制网络由我国瑞斯康达（Raisecom）公司提出。以上皆为电力线载波通信技术有关的网络协议和网络概念模型，可见不算太多。
2、电力线载波技术的发展
20世纪20年代就有运用电力线载波通信方式进行传送信息的技术。远程指示、语音传输、设备保护以及监控等方面的应用是20世纪50年代起采用低频波段在高压电线进行通信的技术。1950年后直到1990年，这30多年间中压和低压电网上的电力线载波通信开始应用，有关的开发项目主要着眼于电网负载控制、自动抄表、供电管理等方面。互联网产品是1990至今兴起的电力线载波通信技术的应用。
3、电力线载波通信特点
电力线载波通信技术在低压配电网中具有以下一些特点：
(1)从载波信号有关原理来看，通信信道有时变性特点，传输介质非均匀分布导致低压电力线路的时变性，意思是说很多不同频率的电力负载信号在低压电网中的不同的位置（位置随机）在不同或相同的时间（时间随机）进行信号输入和中断，这样就产生了信道的很强时变性。
(2)频率选择性是通信信道中特点之一，低压配电网中产生的信号噪声多亦强是因为其负载的信号变化幅度大，负荷情况异常复杂，在每一个节点上信号阻抗也表现不同，传播中的驻波、谐振、反射的现象常常发生，导致产生信号衰减的因素高复杂度，电力载波通信技术信道受限于频率选择性。
(3)电力载波通信中难以避免噪声，这些干扰较强，通信中信号有很大的衰减，常见有三种电力通信噪声周期性噪声、突发性噪声和背景噪声。具有一定周期性连续的干扰称作周期性噪声，具备周期脉冲特点；用电设备随机投入、随机断开，产生了突发性噪声；整个通信频带背景噪声一直存在着。分析表明低压电力线载波通信电力载波通信中脉冲干扰对的通信质量产生最大影响，脉冲干扰能产生高达40dB的信号衰减。
以上电力载波通信的特点造成电力载波通信应用中必须要进行可用性、可靠性考量。
4、电力线载波通信现状分析
本文将从载波频率使用、载波设备技术和载波维护技术三个方面来叙述电力线载波通信现状。
4.1载波频率使用
在我国，电力线载波频率一般使用范围为:40～500kHz，电力载波频带带宽一般为:4kHz。
在整个载波频率范围内，允许57套载波机不重复的安排，实际上需要的载波机远远大于57套，而且能够完全利用这个频段内的频率也非常困难。低频段制作阻波器存在困难，广播信号还会干扰高频段。一方面，可以采用插空法安排频率来解决小规模电网频谱紧张的矛盾，若电网规模越大频谱紧张情况就越突出，这就需要计算机来设计频率分段、分组频谱、分段或分区电网，通过复使用频率重，实现最佳配置频率资源。另一方面，采用复用高频保护技术进行电力线载波，也可以节省频带；还可以用调度程控交换机组网提高通道利用率，通过通道数量减少，实现载波频率的节省充分利用频率资源。
4.2载波设备技术
1950年起ZS23、ZDD21-2、ZT401等双边带电子管载波机开始发展，后来有晶体管载波机（ZJ25，ZDD212），还有集成化载波机（ZDD227，ZDB23，ESB550等），至今，电力载波通信技术装备的水平很大的进步。先进的数字载波设备ETL，ESB的引入，保证了电力载波设备性能更完善、更可靠，也便于操作使用。
4.3载波维护技术
一直来我国电力载波通信维护有关技术较落后。虽然不断更新设备，传统的维护方式依然被沿袭着。现场检修人员学历低、维护经验不足，工作中仅仅用振荡器、万用表、电烙铁、选频表完成测试、检修故障。不少单位还受限于维护手段，常常是设备一经安装，几乎不再测试，相关单位常常是电路出现故障后才检测设备，大大影响电路运行，运行的薄弱处即是设备维护。载波通信质量中高频通道的质量不可忽视。
5、电力线载波通信技术应用
5.1在配网通信系统中的应用
在变电站或具备高速通信骨干网的大型配电站内安装主载波机，出线上多座实施载波通信的配电站通过一主多从通信组网方式为终端设备进行数据通信通道。
5.2纯架空线路上的应用
载波信号注入10kV高压架空线路中，安装具备隔离高压信号耦合装置，同时安装电容式耦合器，电容式耦合器用于隔离工频高压，实现50kHz以上的载波信号直通通信。
5.3纯电缆线路上的应用
为了实现端到端信号传递，电力载波通信方式是在纯电缆线路上以电缆屏蔽层为载体，进行载波信号传递，电感耦合器把载波信号注入电缆屏蔽层，再与大地连接构成回路，完成通信架构。
5.4远程自动抄表系统
远程自动抄表系统目的是通过线路网、光路或无线电实现各种计量表的读数自动采集(生活中的电表、煤气表、水表)，一般在电话线、无线电、电力线和红外线上实现。
电力线载波抄表系统是用电力线介质收集数据，实现自动抄收时降低
成本，并且方便快捷。报表可以用强大计算机的处理，使抄收数据形成效率大大提高，用双工通信方式监控用户用电参数，进行欠费断电控制等。
5.5智能化应用
智能化应用主要靠家用电脑搭载智能化载波机及合理的人机界面实现，例如进行运行状态检测、运行参数修改、运行故障定位。还有远程维护、无人值守、实时监控。把设备维护人员工作重心转向系统维护，解脱维护负担，转向管理。科学配置通信网结构、设备，提高运营效益，使运行状态稳定，保障安全运行。
6、结束语
对于普通用户来说，在用电网络上使用电力线载波技术实现数据信号的传输，节省布线成本，还可以把用电设备之间组成智能网络。如果普及应用，架构智能化电力载波通具备非常明显的优势。
参考文献
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论文作者:吴博一
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：载波论文; 电力线论文; 通信论文; 通信技术论文; 信号论文; 电力论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第2期论文;