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四網(wǎng)融合之PLC技術(shù)在智能電表中的應(yīng)用
      導(dǎo)讀： 智能電表是多年來人們致力于用于實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄讀電量和電能的智能化設(shè)備，也是構(gòu)成遠(yuǎn)程自動抄表(AMR)系統(tǒng)的基本單元，而由智能電表組成的自動抄表系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要一步。

　　智能電表是多年來人們致力于用于實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄讀電量和電能的智能化設(shè)備，也是構(gòu)成遠(yuǎn)程自動抄表(AMR)系統(tǒng)的基本單元，而由智能電表組成的自動抄表系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要一步。

　　智能電表系統(tǒng)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，從而幫助公共事業(yè)服務(wù)提供者和政府降低電源損耗、優(yōu)化能源消耗、管理對寶貴能源的需求，并讓用戶有機(jī)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。完善的智能電表系統(tǒng)將極大地方便人們的日常生活，同時提高電力能源的有效分配和利用，在建設(shè)“節(jié)能節(jié)約型”社會及“節(jié)能減排”的過程中產(chǎn)生巨大的商機(jī)和社會效益。

　　智能電表的實現(xiàn)使用了以下幾種主要技術(shù)：電力線載波通信(PLC)技術(shù)、專用通信線路(如RS485總線技術(shù)等)以及無線通信技術(shù)等。目前電力線載波通信技術(shù)是AMR的主流技術(shù)，因此智能電表的發(fā)展和推廣將與電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展有著緊密的關(guān)系。

　　電力線載波通信系統(tǒng)是以電力傳輸線作為傳輸載波信號的媒介，這看起來似乎是一種便于實施并推廣的方案，但是電力傳輸線不是理想的載波信號傳輸媒介。電力線對載波信號有很大的衰減，同時電力線上有很多用電裝置產(chǎn)生的干擾，其干擾的總功率可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過載波信號的功率，有時高達(dá)數(shù)百倍，因此在電力線上建立可靠的通信系統(tǒng)非常具有挑戰(zhàn)意義。如果沒有良好的系統(tǒng)設(shè)計，往往會導(dǎo)致通信完全失敗或僅能以極低的數(shù)據(jù)傳輸率進(jìn)行通信。



圖為 基于PLC技術(shù)智能電表系統(tǒng)功能

　　早期的電力線載波通信技術(shù)多以分立元件和通用的集成電路芯片實現(xiàn)。由于當(dāng)時硬件資源有限，不能利用先進(jìn)數(shù)字信號處理技術(shù)來產(chǎn)生復(fù)雜的載波信號以及處理接收到的載波信號，更不用說在電力線上組成大規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)了，所以早期的載波通信系統(tǒng)多僅能實現(xiàn)“點(diǎn)對點(diǎn)”的簡單通信以及小規(guī)模的系統(tǒng)。

　　隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的電力載波技術(shù)逐漸采用專用的集成電路芯片來實現(xiàn)，并且從簡單的專用芯片發(fā)展到具有內(nèi)嵌多個CPU內(nèi)核的多功能系統(tǒng)級芯片(SoC)。先進(jìn)的載波通信芯片具有強(qiáng)大的計算處理能力，使得大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)及管理成為可能。

　　盡管實現(xiàn)通信技術(shù)的硬件條件及資源逐漸改善，但是由于電力線通信的特殊性，特別是中國的電力線狀況的特殊性，如果沒有一個良好的設(shè)計(包括數(shù)字信號處理算法以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理等)，電力線載波通信還是難以保證其性能的可靠，以及大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

　　這在十多年來中國電力線載波通信的發(fā)展歷史中有所體現(xiàn)。以前有的技術(shù)方案低估了電力線載波通信的困難，事先未經(jīng)過大量的研究分析和計算機(jī)模擬及現(xiàn)場實驗就投入使用，還有一些技術(shù)方案則照搬用于無線通信的技術(shù)方案或者某些在國外電力線上有效的電力線通信方案。