彭尚坤 孫軍國
【摘要】 低壓電力線載波通信是應(yīng)用于智能電網(wǎng)中的主要通信技術(shù),對于智能電網(wǎng)的發(fā)展有著積極影響。低壓電力線載波通信技術(shù)存在的一定的不足,還需要在應(yīng)用實踐中不斷予以改進和開發(fā),進而提升低壓電力線載波通信技術(shù)水平。文章圍繞低壓電力線載波通信技術(shù)進行研究,探討科學、合理的優(yōu)化方法,為電力線通信問題提出有效的解決方案。
【關(guān)鍵詞】 低壓電力線 載波通信技術(shù) 研究
前言:低壓電力線載波通信技術(shù)的應(yīng)用,充分發(fā)揮通信技術(shù)的優(yōu)勢,主要用于提升電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和提高工作效率。針對低壓電力線載波通信問題,采取有效的解決方案,解決信號損失、噪聲干擾等難題,降低傳輸信號衰減,提升信號傳輸效率,保證電力線通信的安全性和可靠性。
一、電力線通信問題及解決方案
與高壓電力線相比,低壓電力線具有信號損失大、易受噪聲干擾、輸入阻抗特性難分析,及其隨機性和時變性的特點,在很大程度上影響著低壓電力線載波通信的安全性和可靠性。圍繞著電力線通信問題,采取有效的解決方案。目前,低壓電力線載波通信技術(shù)的研究正圍繞著物理層、鏈路層展開,以提升低壓電力線載波通信的安全性和可靠性為目的,通過提高點對點通信正確接發(fā)概率和使用網(wǎng)絡(luò)層組網(wǎng)路由來實現(xiàn)。根據(jù)電網(wǎng)阻抗匹配特性,通過降低信道衰減,減小電網(wǎng)噪聲,避免低壓電力線載波通信受到影響。基于快速信道估算與建模,采用科學、先進的信號調(diào)制辦法,基于信道編碼和介質(zhì)訪問控制來進行鏈路層的設(shè)計,實現(xiàn)更為安全可靠的電力線通信。
電力線通信問題的具體解決方案主要以應(yīng)用型問題、網(wǎng)絡(luò)層問題、數(shù)據(jù)鏈路層問題以及物理層問題構(gòu)成參考模型,其解決途徑和研究熱點包括通信業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)管理模型、電力線通信組網(wǎng)算法以及信道編碼及媒體接入控制,分析電力線信道的噪聲特性、衰減特性、輸入阻抗特性,進而采用電力線信道建模方法、電力線通信調(diào)制算法以及新報道頻譜分配以及功率控制,進而全面提升電力線通信的可靠性[1]。
二、電力線通信問題解決方案的具體內(nèi)容
2.1電力線輸入阻抗特性和信道衰減
在電力線載波通信收發(fā)模塊和當中,其輸出阻抗與配電網(wǎng)電力線輸入阻抗的匹配程度越高,則信號耦合的效率越高。電力線輸入阻抗在很大程度上決定著低壓電力傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。電網(wǎng)阻抗值越穩(wěn)定,則信號傳輸效率越高。目前,歐洲低壓商業(yè)電網(wǎng)阻抗是電力線載波通信模塊的阻抗匹配設(shè)計的重要參考。低壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,加上時變性的負載,在低壓電力線傳輸?shù)倪^程中,其高頻信號會發(fā)生衰減,目前對于高頻信號的衰減特性尚不明確。為了保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性,需要有效降低傳輸線效應(yīng),進而控制電抗性負載,在頻率低于100kHz且距離在400m內(nèi)的條件下能夠有效實現(xiàn),降低傳輸信號的衰減,提升信號傳輸效率[2]。
2.2電力線信道噪聲特性研究與分析
低壓電力線上的噪聲強度具有時變性,難以直接定量。在電力線信道噪聲特性研究與分析當中,掌握和了解噪聲的規(guī)律和特性,并予以合理的分類。平滑頻譜噪聲、周期噪聲、窄帶噪聲以及單事件脈沖噪聲。平滑頻譜噪聲屬于有色背景噪聲,而周期噪聲和單事件脈沖噪聲時變的過程中,產(chǎn)生很高的功率譜,同時產(chǎn)生突發(fā)性噪聲,導(dǎo)致信號傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)錯誤。構(gòu)建信道噪聲模型,應(yīng)用于外圍電路設(shè)計中,設(shè)計濾波電路,可以有效抑制諧波干擾,進而保證電力線通信信號的穩(wěn)定傳輸[3]。
2.3電力線通信調(diào)制/解調(diào)技術(shù)的應(yīng)用
正交頻分復(fù)用(OFDM)是電力線通信中主要應(yīng)用的通信調(diào)制/解調(diào)技術(shù)。OFDM對于抗多徑傳播、頻率衰落以及噪聲干擾有著顯著的優(yōu)勢作用,同時利用調(diào)制解調(diào)算法、頻譜優(yōu)化等方法,應(yīng)用于電力線信道估計當中。信道估計算法、導(dǎo)頻輔助調(diào)制(PSAM)信道估計以及盲或半盲信道估計是主要的幾種OFDM信道估計方法,利用同步技術(shù)和頻譜資源分配進行通信調(diào)制/解調(diào),采用符號定時和頻偏估計和延遲相關(guān)算法,使信號傳輸更加穩(wěn)定、可靠和精準,有效降低誤差。實現(xiàn)電力線多用戶頻譜優(yōu)化,利用低壓電力線載波通信信道的特性,進而提升通信系統(tǒng)的整體性能。目前,低壓電力線通信組網(wǎng)技術(shù)、電力線載波調(diào)制芯片應(yīng)用技術(shù)開始應(yīng)用于低壓電力線載波通信當中,隨著低壓寬帶電力線通信標準的發(fā)展,低壓電力線載波通信技術(shù)也在更加深入的進行中,電力線通信問題將會更為完善的解決,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)M一步拓展。
結(jié)論:電力線通信網(wǎng)絡(luò)安全、平穩(wěn)的運行,離不開的穩(wěn)定可靠的低壓電力線載波通信技術(shù)。在電力線載波通信的研究中,分析電力線輸入阻抗特性、信道衰減以及電力線信道噪聲特性,應(yīng)用電力線通信調(diào)制/解調(diào)技術(shù),同時開發(fā)更為先進新技術(shù),以有效改進低壓電力線載波通信技術(shù)的缺陷,進而提升電力線通信的整體水平。
參 考 文 獻
[1]程萬勝,張潔,張玉忠. 低壓電力線載波通信技術(shù)探討[J]. 現(xiàn)代建筑電氣,2015,03:17-21.
[2]李文瑞. 低壓電力線載波通信技術(shù)探討[J]. 電子制作,2015,12:160.
[3]馬曉奇. 電力線載波通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景[J]. 機電設(shè)備,2014,03:36-40.