电力采集系统中压载波通信技术的优势及应用研究

电力采集系统中压载波通信技术的优势及应用研究

茶燚虎,赵永鹏

云南电网有限责任公司西双版纳景洪供电局，景洪市666100

摘要：在我国智能电网建设力度不断加大的形势下，电力采集系统的建设规模也越来越大。中压载波通信技术在电力采集系统总的应用最为广泛，并且在提高用电信息采集系统运行稳定性与经济性等方面发挥了极为重要的作用。本文重点结合景洪供电局-10KV勐腊线-#FTU通信补盲项目的实施经验，对电力采集系统中压载波通信技术的优势及应用进行了详细的分析，以供参考。

关键词：电力采集系统，中压载波通信技术，优势，应用

电力行业是我国经济社会发展体系中最关键的一个组成部分。电力行业的发展，直接影响着我国经济发展水平的提高。经过多年的发展，我国的电力行业已经今非昔比。但是，在电表用户量不断增加的形势下，用电信息的采集与管理难度也越来越大。传统的人工抄表方式已经难以满足当今电力企业的发展需求。引入现代化的电力采集系统，是必然趋势。而要想将电力采集系统的应用效果充分发挥出来，就必须要中压载波通信技术进行充分的应用，借助这一技术提高国家电网的运行通畅性与电力数据信息的共享性。

一、中压载波通信技术的相关概述

中压载波通信技术，指的是借助电力线进行通信的一种方式，具有覆盖面积大、覆盖区域广、便利性高等特点。不仅可以将传统通信技术应用背景下的专门通信线路的铺设费用节约下来，还可以加强通信运行成本的控制[1]。另外，中压载波通信技术的应用，还可以与电力线路的运行资源进行有效的结合，确保其应用优势能够得到充分的发挥。

虽然中压载波通信技术的应用表现出了一系列优势，但是其应用也容易受到多种因素的影响，甚至出现信号减弱等问题[2]。另外，如果通信环境过于恶劣，通信的顺畅性也会失去保证。如何提高中压载波通信技术的通信质量，成为业内人士研究的重点。

二、电力采集系统中压载波信息的应用优势

由于西双版纳区域山区多，农网地区存在较多的无线通信不稳定、无线通信盲区，导致很多柱上FTU无法稳定的在线，主站无法感知线路状态，影响配电自动化的应用。特别是当线路发生故障时，现场故障隔离与负荷转供仍然需要运维人员进行现场处理，故障处理时间拉长、运维效率低，无法有效发挥配电自动化的效力。以南网西双版纳景洪供电局的10kV勐腊线为试点线路，将线路上的1个无信号覆盖的FTU采用新一代中压电力线通信技术进行上行通信信道改造，实现无线通信的延申，提高配电终端在线率。

（一）安全优势

通过新一代中压电力线载波通信可以更好的提升电力通信业务保障水平，提升电力公司为电力自动化的管控能力，保证信息安全。中压载波通信是能量流、业务流、数据流相统一，既符合数字电网的建设理念，又适合景洪供电局当地的配电自动化电力通信业务的需求。

根据《电监安全[2006]34 号 附件 6： 配电二次系统安全防护方案》 的要求，“配网自动化、负荷管理系统与被控对象之间的数据通信可采用专用数据网”，“专用数据网可以采用多种通信方式，如光纤通信、一点多止微波、电力线载波、屏蔽层载波等”。明确了电力线载波可作为专用的、安全的信道。

（二）效能与成本优势

新一代中压载波通信技术作为电力公司专有的有线通信方式，其带宽137kbps、时延（端对端传输时延 10ms）、通信可靠性及数据安全性可以很好的满足配电自动化的三遥各种业务传输需求。

配电自动化柱上开关典型节点通信0.5~2.5kbps，新一代中压载波通信技术完全可以支撑整条线路的配电自动化通信需求。

中压载波通信在配电线中传输，不受地理环境的影响，配电先架设到哪里，通信就可以延伸到哪里。安装施工不受地形、环境和区域的限制，建设成本低，可以实现各类供电区域的全覆盖，极大的节省建设成本。

（三）政策适应性优势

新一代中压载波技术在配电自动化三遥应用上完全符合南网的标准设计与典型造价（V3.0）的标准要求。

根据《南方电网标准设计与典型造价（V3.0）智能配电第六卷配网通信》，终端通信接入网由光线专网（xPON、工业以太网）、无线公网、无线专网、中压载波等多种技术制式 构建综合接入平台，覆盖源、网、荷、储等电力生产运行全环节，主要功能是接入海量泛在的感知终端，支撑智能配电的自动化控制及全景状态互动感知。

三、电力采集系统中压载波通信技术的具体应用

（一）载波调制技术的应用

在发送通信数据的时候，需要先将数据转化为高频信号，然后利用数据调制方式传送信号。在对功率放大处理之后，就可以将这些信号有效的发送到电线上，通过电线传送给对方[3]。对方在接收到高频信号之后，利用耦合电路进行筛选，找到属于自己的数据信息，并利用还原装置进行相关信息的获取。目前，我国最常用的载波调制技术主要包含以下五种：第一FSK技术、第二PSK技术、第三DSSS技术、第四过零传输技术、第五OFDM技术。

（二）载波路由技术的应用

载波通信，指的是在物理的基础上进行通信，且以点对点的通信方式为主。要想将这种通信方式的应用优势充分发挥出来，需要对中继与路由技术进行合理的应用，提高载波通信效果。其中，路由技术的应用，对于通信功能的应用效率有着决定性影响。载波路由技术的发展已经经历了三个发展阶段。

首先，第一个阶段的载波路由以静态路由为主，这种路由技术的应用需要工作人员按照现场情况，选择中继方式，并合理设定中继器固定地点，借助中继器的指定线路完成通信。只是，这种载波路由方式调整难度较大，却难以适应多变的运行环境。其运行状态很容易受到环境等因素的干扰。目前，这种载波路由技术已经逐渐退出历史舞台。

其次，第二个阶段的载波路由以集中式的动态路由为主。这种路由技术可以对静态路由技术的应用缺陷进行弥补，并借助动态化的方式对中继路由进行优化。集中器是这种集中式动态路由的主要节点，载波点是次要节点。借助集中器，将这些节点串联在一起，形成通信线路和路由表，就可以有效收集并更换各种动态信息。在这一过程中，集中器的作用是对动态信号进行控制，各载波点的作用是，遵照集中器的指示与要求，传送和转发数据信号[4]。只是，这种载波路由方式的建设需要花费较长的时间，且数据更新速度较慢，数据信号的传送实时性需求也得不到满足。

最后，最后一个阶段的载波路由以分布式动态路由为主。因为这一阶段的网络发展水平较高，利用分布式动态路由方式，集中器与各载波节点之间可以建立相对平等的关系，各节点的连接有效性也可以得到保证，各个路径中的数据信号也可以得到全面的检索与搜集。来自于多路径的数据信号上交给集中器后，就可以在集中器处得到妥善的处理和转换，形成动态化的网络结构。虽然与第一阶段、第二阶段的路由方式相比，分布式动态路由方式的应用效果更为突出，但是却出现了难以大面积覆盖的问题。所以，在未来的一段时间内，对这一路由方式进行优化和改进，依然可以拓展这一路由方式的应用前景。

（三）其它方面的应用

1.载波通信模块的应用

对电力采集系统的运行要求进行分析，要想将中压载波通信技术的应用优势充分发挥出来，需要对载波通信模块的应用予以重点研究。首先，为了进一步明确强电与弱电之间的接线划分，保证多个信号之间的正常耦合，需要对在模块中的信号耦合电路作用的发挥予以重点考虑[5]。其次，在中压载波通信的时候，为了避免数据信号传输过程中受到其他信号的干扰，加强通信质量的控制，需要对载波模块中带铜滤波电路的引入与应用予以重点关注。最后，对载波处理芯片的使用予以研究，并借此提高中压载波通信中的数据帧处理效果，丰富中压载波通信效果。

2.用电采集系统的应用

在新时代下，用户不仅提高了用电需求量，还对供电的稳定性与可靠性提出了更高的要求。要想满足用户的这一用电需求，就必须要对用电采集系统的应用予以高度的重视。为了提高电力数据的采集效率，提高电力企业的生产效益，需要对中压载波通信技术的应用予以重点考虑。因为这一技术可以对用电采集系统中的数据信息采集方式进行优化，实现数据信息资源整合利用效率的提高，避免数据传输效率出现问题，影响用户的用电质量。所以，在提高用电信息采集系统应用水平，完善用电信息采集系统服务功能的过程中，必须要对中压载波通信技术的合理利用予以高度的重视。

四、加强电力采集系统中压载波通信技术的应用策略

（一）对中压载波通信技术的应用过程进行严格的把控

对电力采集系统的运行情况以及在新时代下的发展需求进行分析，要想显著加强中压载波通信技术的应用，需要注意以下几方面。首先，工作人员要树立较强的技术应用过程控制意识[6]。其次，将全过程控制机制与信息化控制机制融合在一起，通过全过程控制方式与信息化控制方式的融合，对中压载波通信技术的应用影响因素进行妥善的处理，提高这一技术的应用过程科学合理性。

（二）对中压载波通信技术的应用进行重点研究

在对电力采集系统的运行性能进行优化，对中压载波通信技术进行科学应用的过程中，需要将理论研究与实践分析进行结合，加强这一技术在电力采集系统中的应用研究力度，从而借助相应的研究成果提高这一技术的应用有效性。只有这样，才能够将中压载波通信技术的应用优势充分发挥出来，实现电力数据信息采集效率的提高。

（三）对专业人才进行科学合理的培养

中压载波通信技术在电力采集系统中的应用具有一定的专业性，对于工作人员的专业素养要求比较高。只有对相关专业人才进行科学合理的培养，才能够提高中压载波通信技术的应用效率。首先，对中压载波通信技术的应用现状及其未来发展进行充分的分析，并以此为基础对专业人才培养机制进行优化和完善[7]。其次，组织开展各种专业人才培训活动，提高电力采集系统中压载波通信技术的应用专业性，从专业方面支持中压载波通信技术应用水平的提高。最后，对扩频通信方面的理论知识进行整合利用，并持续提高载波通信模块的利用效率，从数据信息层面为中压载波通信技术的应用水平提高提供保证。

结语：

综上所述，在电力采集系统中，中压载波通信技术的应用有着突出的优势。但是受到各种因素的影响，中压载波通信技术的应用作用并没有充分的体现出来。在这种情况下，建议从技术研究、过程控制以及专业人才培养方面入手，重点提高中压载波通信技术的应用水平。与此同时，还要将中压载波通信技术与现代化信息技术进行结合，借助与时俱进的手段方式挖掘中压载波通信技术的应用潜力。

参考文献：

[1] 李宏涛,王新江,吴伟杰. 电力采集系统中压载波通信技术研究[J]. 数字技术与应用,2019,37(10):42,44.

[2] 王伟韬,刘洋,刘芳宇. 电力采集系统中压载波通信技术研究[J]. 科学与财富,2018(32):107.

[3] 薛海鹏. 电力采集系统中压载波通信技术研究[J]. 电力系统装备,2020(12):89-90.

[4] 彭健. 电力采集系统中压载波通信技术研究[J]. 信息记录材料,2016,17(5):67-69.

[5] 谢海丽,顾海宝,李根,等. 中压电力线载波通信技术在用电信息采集系统的推广与发展应用[J]. 电气技术,2018,19(6):127-129.

[6] 王麟,魏来,刘佳雪. 电力线中压载波通信技术在用电信息采集系统中的运用[J]. 无线互联科技,2018,15(8):3-4.

[7] 何海涛. 电力线中压载波通信技术在用电信息采集系统中的应用[J]. 农村电气化,2017(11):16-18.

作者简介:

作者1：姓名(茶燚虎)，性别:男，毕业院校:云南农业大学，学历:本科，职称:助理工程师，研究方向:配电。通讯地址:勐泐大道61号:

作者2：姓名(赵永鹏)，性别:男，毕业院校:昆明学院，学历:本科，职称:助理工程师，研究方向:配电。通讯地址:勐泐大道61号