彭尚坤 孫軍國(guó)

【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(duì)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(shí)踐中不斷予以改進(jìn)和開發(fā)，進(jìn)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(jìn)行研究，探討科學(xué)、合理的優(yōu)化方法，為電力線通信問(wèn)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(shì)，主要用于提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和提高工作效率。針對(duì)低壓電力線載波通信問(wèn)題，采取有效的解決方案，解決信號(hào)損失、噪聲干擾等難題，降低傳輸信號(hào)衰減，提升信號(hào)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(wèn)題及解決方案

與高壓電力線相比，低壓電力線具有信號(hào)損失大、易受噪聲干擾、輸入阻抗特性難分析，及其隨機(jī)性和時(shí)變性的特點(diǎn)，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(wèn)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(guò)提高點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信正確接發(fā)概率和使用網(wǎng)絡(luò)層組網(wǎng)路由來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電網(wǎng)阻抗匹配特性，通過(guò)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?；诳焖傩诺拦浪闩c建模，采用科學(xué)、先進(jìn)的信號(hào)調(diào)制辦法，基于信道編碼和介質(zhì)訪問(wèn)控制來(lái)進(jìn)行鏈路層的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)更為安全可靠的電力線通信。

電力線通信問(wèn)題的具體解決方案主要以應(yīng)用型問(wèn)題、網(wǎng)絡(luò)層問(wèn)題、數(shù)據(jù)鏈路層問(wèn)題以及物理層問(wèn)題構(gòu)成參考模型，其解決途徑和研究熱點(diǎn)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(jìn)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(bào)道頻譜分配以及功率控制，進(jìn)而全面提升電力線通信的可靠性[1]。

二、電力線通信問(wèn)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(dāng)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(hào)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(hào)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(jì)的重要參考。低壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，加上時(shí)變性的負(fù)載，在低壓電力線傳輸?shù)倪^(guò)程中，其高頻信號(hào)會(huì)發(fā)生衰減，目前對(duì)于高頻信號(hào)的衰減特性尚不明確。為了保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，需要有效降低傳輸線效應(yīng)，進(jìn)而控制電抗性負(fù)載，在頻率低于100kHz且距離在400m內(nèi)的條件下能夠有效實(shí)現(xiàn)，降低傳輸信號(hào)的衰減，提升信號(hào)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(qiáng)度具有時(shí)變性，難以直接定量。在電力線信道噪聲特性研究與分析當(dāng)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(shí)變的過(guò)程中，產(chǎn)生很高的功率譜，同時(shí)產(chǎn)生突發(fā)性噪聲，導(dǎo)致信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。構(gòu)建信道噪聲模型，應(yīng)用于外圍電路設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)濾波電路，可以有效抑制諧波干擾，進(jìn)而保證電力線通信信號(hào)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(duì)于抗多徑傳播、頻率衰落以及噪聲干擾有著顯著的優(yōu)勢(shì)作用，同時(shí)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(jì)當(dāng)中。信道估計(jì)算法、導(dǎo)頻輔助調(diào)制（PSAM）信道估計(jì)以及盲或半盲信道估計(jì)是主要的幾種OFDM信道估計(jì)方法，利用同步技術(shù)和頻譜資源分配進(jìn)行通信調(diào)制/解調(diào)，采用符號(hào)定時(shí)和頻偏估計(jì)和延遲相關(guān)算法，使信號(hào)傳輸更加穩(wěn)定、可靠和精準(zhǔn)，有效降低誤差。實(shí)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(jìn)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(dāng)中，隨著低壓寬帶電力線通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，低壓電力線載波通信技術(shù)也在更加深入的進(jìn)行中，電力線通信問(wèn)題將會(huì)更為完善的解決，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)一步拓展。

結(jié)論：電力線通信網(wǎng)絡(luò)安全、平穩(wěn)的運(yùn)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(shí)開發(fā)更為先進(jìn)新技術(shù)，以有效改進(jìn)低壓電力線載波通信技術(shù)的缺陷，進(jìn)而提升電力線通信的整體水平。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]程萬(wàn)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(jī)電設(shè)備，2014，03：36-40.