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華邦電力科技股份有限公司
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傳真：86-0577-62981658
地址：中國浙江溫州樂清北白象大道龍河路75號
郵編：325603
郵箱：2355562888@qq.com
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電力載波技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用
更新時間：2013-07-17 點擊次數(shù)：8199次
電力載波通訊即PLC，是英文Power line Communication的簡稱。
電力載波是電力系統(tǒng)*的通信方式，電力載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。大特點是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進行數(shù)據(jù)傳遞。
但是電力線載波通訊因為有以下缺點，導(dǎo)致PLC主要應(yīng)用--“電力上網(wǎng)”未能大規(guī)模應(yīng)用：
1、配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以電力載波信號只能在一個配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送；
2、三相電力線間有很大信號損失（10dB-30dB）。通訊距離很近時，不同相間可能會收到信號。一般電力載波信號只能在單相電力線上傳輸；
3、不同信號藕合方式對電力載波信號損失不同，藕合方式有線-地藕合和線-中線藕合。線-地藕合方式與線-中線藕合方式相比，電力載波信號少損失十幾dB，但線-地藕合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用；
4、電力線存在本身固有的脈沖干擾。目前使用的交流電有50HZ和60HZ，其周期為20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出現(xiàn)兩次峰值，兩次峰值會帶來兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾，干擾時間約2ms，因次干擾必須加以處理。有一種利用波形過0點的短時間內(nèi)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ捎谶^0點時間短，實際應(yīng)用與交流波形同步不好控制，現(xiàn)代通訊數(shù)據(jù)幀又比較長，所以難以應(yīng)用；
5、電力線對載波信號造成高削減。當(dāng)電力線上負荷很重時，線路阻抗可達1歐姆以下，造成對載波信號的高削減。實際應(yīng)用中，當(dāng)電力線空載時，點對點載波信號可傳輸?shù)綆坠铩５?dāng)電力線上負荷很重時，只能傳輸幾十米。
雖然技術(shù)問題隨著時間的發(fā)展，終都能被解決和克服，但是從目前國內(nèi)寬帶網(wǎng)建設(shè)的情況來看，留給PLC的時間和空間并不寬裕。2000年以來各大運營商大規(guī)模推出ADSL、光纖、無線網(wǎng)絡(luò)等多種寬帶接入業(yè)務(wù)，留給電力線上網(wǎng)的生存空間，已經(jīng)不斷被其他接入方式壓縮。現(xiàn)在，PLC除了在遠程抄表上有所應(yīng)用外，已沒有了當(dāng)初的豪言壯語。
隨著家庭智能系統(tǒng)這個話題的興起，也給PLC技術(shù)的發(fā)展帶來了一個新的舞臺。在目前的家庭智能系統(tǒng)中，以PC機為核心的家庭智能系統(tǒng)是受人熱捧的。該系統(tǒng)的觀念就是，隨著電腦的普及，可以將所有家用電器需要處理的數(shù)據(jù)都交給PC機來完成。這樣就需要在家電與PC機間構(gòu)建一個數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在大家都看好無線，但是在家庭這個環(huán)境中，“墻多”這一特征嚴(yán)重影響著無線傳輸?shù)馁|(zhì)量，特別是在別墅和躍層式住宅中這一缺陷更加明顯。如果架設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)除了增加成本以外，在以后的日常生活中要更改家電的位置也顯得十分困難和繁瑣，這就給無須從新架線的電力載波通訊帶來了機遇。
PLC的大特點：不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進行數(shù)據(jù)傳遞，無疑成為了解決這智能家居數(shù)據(jù)傳輸?shù)募逊桨钢弧Ｍ瑫r因為數(shù)據(jù)僅在家庭這個范圍中傳輸，束縛PLC應(yīng)用的5大困擾將在很大程度上減弱，遠程對家電的控制我們也能通過傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)先連接到PC然后再控制家電方式實現(xiàn)，PLC調(diào)制解調(diào)模塊的成本也遠低于無線模塊。
目前的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在家庭智能化，公用設(shè)施智能化（比如遠程抄表系統(tǒng)，路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)等）以及工業(yè)智能化（比如各類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集）。在技術(shù)上，電力載波通訊不再是點對點通訊的范疇，而是突出開放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念，使得每個控制節(jié)點（受控設(shè)備）組成一個網(wǎng)絡(luò)進行集中控制，目前在電力載波應(yīng)用上具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)概念的企業(yè)不多，國外的有Echelon公司的Lonworks網(wǎng)絡(luò)，國內(nèi)的有Risecomm（瑞斯康）公司的瑞斯康智能控制網(wǎng)絡(luò)。他們的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議EIA709.1,EIA709.2編寫的。
列舉兩個應(yīng)用領(lǐng)域的例子：
應(yīng)用案例一：智能家居
智能家居控制網(wǎng)可用電力線載波技術(shù)來實現(xiàn)，其原理是將電力載波技術(shù)集成后嵌入到各電器中去，并利用家庭現(xiàn)有的電力線作為載波通信媒介，實現(xiàn)智能設(shè)備之間的通信與控制。智能家居控制網(wǎng)中智能電器的互聯(lián)互動，將為您帶來高品質(zhì)的生活體驗和生活享受：
隨時查詢所有電器狀態(tài)
任一開關(guān)集中控制家中所有智能電器設(shè)備
組開組關(guān)電器，如場景燈等
隨時掌握家庭安防情況，如防盜、火警、探測燃氣泄漏等
通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)抑须娖鬟M行遠程控制
應(yīng)用案例二：遠程抄表系統(tǒng)（AMR）
遠程自動抄表（AMR）系統(tǒng)是智能控制網(wǎng)的重要應(yīng)用之一。它可以使電力供應(yīng)商在提高服務(wù)質(zhì)量的同時降低管理成本；并讓用戶有機會充分利用各種用電計劃（如分時電價）來節(jié)省開支和享受多種便利。
系統(tǒng)功能特點
遠程自動抄表
遠程控制電表拉合閘
實時查詢用戶用電量
電表用量組抄或個別選擇抄讀
可與收費系統(tǒng)聯(lián)為一體
根據(jù)電網(wǎng)負載的峰谷時段分段電價
分時段抄表及計費
控制非法竊電行為
減少人力成本及管理成本
自動保存抄讀的歷史數(shù)據(jù)
統(tǒng)計電表數(shù)據(jù)，分析用電規(guī)律
估計線損和由電表計量誤差引起的自損
電力載波是電力系統(tǒng)*的通信方式，電力載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。大特點是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進行數(shù)據(jù)傳遞。
但是電力線載波通訊因為有以下缺點，導(dǎo)致PLC主要應(yīng)用--“電力上網(wǎng)”未能大規(guī)模應(yīng)用：
1、配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以電力載波信號只能在一個配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送；
2、三相電力線間有很大信號損失（10dB-30dB）。通訊距離很近時，不同相間可能會收到信號。一般電力載波信號只能在單相電力線上傳輸；
3、不同信號藕合方式對電力載波信號損失不同，藕合方式有線-地藕合和線-中線藕合。線-地藕合方式與線-中線藕合方式相比，電力載波信號少損失十幾dB，但線-地藕合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用；
4、電力線存在本身固有的脈沖干擾。目前使用的交流電有50HZ和60HZ，其周期為20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出現(xiàn)兩次峰值，兩次峰值會帶來兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾，干擾時間約2ms，因次干擾必須加以處理。有一種利用波形過0點的短時間內(nèi)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ捎谶^0點時間短，實際應(yīng)用與交流波形同步不好控制，現(xiàn)代通訊數(shù)據(jù)幀又比較長，所以難以應(yīng)用；
5、電力線對載波信號造成高削減。當(dāng)電力線上負荷很重時，線路阻抗可達1歐姆以下，造成對載波信號的高削減。實際應(yīng)用中，當(dāng)電力線空載時，點對點載波信號可傳輸?shù)綆坠铩５?dāng)電力線上負荷很重時，只能傳輸幾十米。
雖然技術(shù)問題隨著時間的發(fā)展，終都能被解決和克服，但是從目前國內(nèi)寬帶網(wǎng)建設(shè)的情況來看，留給PLC的時間和空間并不寬裕。2000年以來各大運營商大規(guī)模推出ADSL、光纖、無線網(wǎng)絡(luò)等多種寬帶接入業(yè)務(wù)，留給電力線上網(wǎng)的生存空間，已經(jīng)不斷被其他接入方式壓縮。現(xiàn)在，PLC除了在遠程抄表上有所應(yīng)用外，已沒有了當(dāng)初的豪言壯語。
隨著家庭智能系統(tǒng)這個話題的興起，也給PLC技術(shù)的發(fā)展帶來了一個新的舞臺。在目前的家庭智能系統(tǒng)中，以PC機為核心的家庭智能系統(tǒng)是受人熱捧的。該系統(tǒng)的觀念就是，隨著電腦的普及，可以將所有家用電器需要處理的數(shù)據(jù)都交給PC機來完成。這樣就需要在家電與PC機間構(gòu)建一個數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在大家都看好無線，但是在家庭這個環(huán)境中，“墻多”這一特征嚴(yán)重影響著無線傳輸?shù)馁|(zhì)量，特別是在別墅和躍層式住宅中這一缺陷更加明顯。如果架設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)除了增加成本以外，在以后的日常生活中要更改家電的位置也顯得十分困難和繁瑣，這就給無須從新架線的電力載波通訊帶來了機遇。
PLC的大特點：不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進行數(shù)據(jù)傳遞，無疑成為了解決這智能家居數(shù)據(jù)傳輸?shù)募逊桨钢弧Ｍ瑫r因為數(shù)據(jù)僅在家庭這個范圍中傳輸，束縛PLC應(yīng)用的5大困擾將在很大程度上減弱，遠程對家電的控制我們也能通過傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)先連接到PC然后再控制家電方式實現(xiàn)，PLC調(diào)制解調(diào)模塊的成本也遠低于無線模塊。
目前的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在家庭智能化，公用設(shè)施智能化（比如遠程抄表系統(tǒng)，路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)等）以及工業(yè)智能化（比如各類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集）。在技術(shù)上，電力載波通訊不再是點對點通訊的范疇，而是突出開放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念，使得每個控制節(jié)點（受控設(shè)備）組成一個網(wǎng)絡(luò)進行集中控制，目前在電力載波應(yīng)用上具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)概念的企業(yè)不多，國外的有Echelon公司的Lonworks網(wǎng)絡(luò)，國內(nèi)的有Risecomm（瑞斯康）公司的瑞斯康智能控制網(wǎng)絡(luò)。他們的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議EIA709.1,EIA709.2編寫的。
列舉兩個應(yīng)用領(lǐng)域的例子：
應(yīng)用案例一：智能家居
智能家居控制網(wǎng)可用電力線載波技術(shù)來實現(xiàn)，其原理是將電力載波技術(shù)集成后嵌入到各電器中去，并利用家庭現(xiàn)有的電力線作為載波通信媒介，實現(xiàn)智能設(shè)備之間的通信與控制。智能家居控制網(wǎng)中智能電器的互聯(lián)互動，將為您帶來高品質(zhì)的生活體驗和生活享受：
隨時查詢所有電器狀態(tài)
任一開關(guān)集中控制家中所有智能電器設(shè)備
組開組關(guān)電器，如場景燈等
隨時掌握家庭安防情況，如防盜、火警、探測燃氣泄漏等
通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)抑须娖鬟M行遠程控制
應(yīng)用案例二：遠程抄表系統(tǒng)（AMR）
遠程自動抄表（AMR）系統(tǒng)是智能控制網(wǎng)的重要應(yīng)用之一。它可以使電力供應(yīng)商在提高服務(wù)質(zhì)量的同時降低管理成本；并讓用戶有機會充分利用各種用電計劃（如分時電價）來節(jié)省開支和享受多種便利。
系統(tǒng)功能特點
遠程自動抄表
遠程控制電表拉合閘
實時查詢用戶用電量
電表用量組抄或個別選擇抄讀
可與收費系統(tǒng)聯(lián)為一體
根據(jù)電網(wǎng)負載的峰谷時段分段電價
分時段抄表及計費
控制非法竊電行為
減少人力成本及管理成本
自動保存抄讀的歷史數(shù)據(jù)
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