電力載波通信PLC技術在充電樁建設中的應用探索

（廣東電網(wǎng)有限責任公司陽江供電局，廣東 陽江 529500）

當前，我國環(huán)境問題日益凸顯，其中較為嚴重的污染源就是汽車產生的尾氣。為了進一步改善環(huán)境，尋求新的清潔能源，采用電動汽車替代傳統(tǒng)的汽車已經(jīng)成為當前的一種熱門趨勢。在電動汽車的應用中，電動車的充電是一項較為復雜的難題，為了提高電動車電池的使用壽命，提高充電過程的智能化和自動化，要結合當前發(fā)達的通信技術進行充電樁建設，當前比較有發(fā)展前景的充電方式就是應用電力載波通信PLC技術到充電樁中，使得充電過程更為智能化，解決了電動車充電的難題，促進電動車在我國的發(fā)展和應用。

1 PLC工作原理

在最新的國際電工委員會制定的標準中，推薦應用電力載波通信PLC技術于充電樁建設中，這是因為PLC通信技術可以不用架設網(wǎng)絡，也不會對當前緊缺的電力系統(tǒng)帶來新的負擔，是一種智能、傳輸速度快的通信方式。PLC技術是通過載波方式將數(shù)字信號進行傳遞，下圖簡要介紹了PLC的工作原理。

根據(jù)圖1PLC通信技術的工作原理介紹，我們可以知道PLC技術是通過通信電線和通信設備完成信息的傳輸，在實際的應用中，一般是將主通信設備的信息傳輸?shù)酵ㄐ旁O備，然后從通信設備根據(jù)反饋來的信息完成相關操作。首先，主通信設備將要傳遞的數(shù)據(jù)通過通信接口傳遞給微處理器，在微處理器中，可以將信號進行編碼處理和調制處理，進一步通過通信信號調制器完成信息調制，這樣基本上完成了數(shù)據(jù)的處理，然后可以通過通信電信傳遞給從通信系統(tǒng)，從通信系統(tǒng)就是主通信系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的逆過程，先通過調制器將數(shù)據(jù)調制，然后進行處理，最后發(fā)送給從通信設備，這樣整個主、從通信系統(tǒng)就完成了信息傳輸，在實際的工作中，主、從通信系統(tǒng)可以互相往對方傳遞信息，這里介紹的是由主到從。電力載波通信PLC技術在充電樁建設中應用時，有很多信息的傳輸和處理，PLC技術可以快速、智能地完成信息傳輸，因此PLC技術有一定的應用優(yōu)勢。

2 電力載波通信PLC技術的難點

在實際的應用中，PLC技術有以下幾個難點：

（1）在電力載波通信PLC技術的應用中，往往會存在一個主站通信系統(tǒng)對應多個從站通信系統(tǒng)，這樣主通信系統(tǒng)傳遞的數(shù)據(jù)可以被所有的從通信設備收到，而有些信息只針對固定的從通信設備，因此，從通信設備要能判斷此數(shù)據(jù)是否由主站通信設備針對本設備發(fā)送。

（2）在應用電力線傳輸數(shù)據(jù)時，由于其本身就有一定的脈沖干擾，這種干擾會影響數(shù)據(jù)的傳遞效果，所以一定要處理這種固有脈沖，這是當前PLC通信技術應用中的一大難點。

（3）PLC技術可以通過電線傳遞信息，而電線上數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘枔p耗是非常大的，一旦主、從通信設備需要傳輸?shù)男盘栠^多，就會給電力線帶來過多的荷載，影響信號傳輸速度和傳輸質量。

（4）通過電力線傳輸?shù)男盘枺煌男盘栐诠潭ǖ南到y(tǒng)中其信號損失程度不同，這樣就很難根據(jù)具體的信號進行損耗處理，而且有些損耗處理方式對于電力線傳輸?shù)牟⒉贿m用，這就使得信號傳輸質量很難控制，這也是限制PLC技術廣泛應用的一個重要難點。

3 主流PLC通信標準對比

電力載波通信技術主要通過電力線進行信息的傳輸，它可以脫離網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)信號的傳輸，近年來，數(shù)字編碼技術發(fā)展速度較快，也在一定程度上推動了PLC技術的發(fā)展，使得其應用更為廣泛。PLC技術可以通過現(xiàn)有的電力線網(wǎng)絡替代專用通信網(wǎng)絡，輕松實現(xiàn)照明控制自動化、安防監(jiān)控、遠程抄表等等，是一種重要的通信方式。根據(jù)帶寬大小，可將PLC技術分為窄帶PLC技術（9～500kHz）和寬帶PLC技術（2～34MHz）。窄帶PLC技術常用于對數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的場合，如實現(xiàn)電網(wǎng)負荷調控、自動抄表系統(tǒng)和路燈控制等輕量級數(shù)據(jù)傳輸服務。當前廣泛使用的PLC標準主要有家庭插電聯(lián)盟的Home Plug AV,Home Plug AV Green PHY以及Prime系列標準等。表2-1為目前電力載波通信的幾種主流技術標準。

4 電力載波通信PLC技術在充電樁建設中的應用

由于PLC技術可以不用單獨架設網(wǎng)絡實現(xiàn)信號傳遞，也不會給當前的電力系統(tǒng)帶來額外的壓力，那么就要妥善做好電力載波通信PLC技術在充電樁建設中的應用，使得電動車在進行充電時更為智能且高效，促進電動車在我國的發(fā)展和使用。

4．1 充電控制的通信分層結構

結合上文提到的PLC通信技術工作原理，是將整個信息傳遞分為10個步驟，在這個傳輸系統(tǒng)中，要有對應的設備完成相應的工作，要能將電動車的電池信息準確地傳遞到充電樁中，包括電池的余量、電池設備是否有故障等，然后充電樁會針對這些信息進行處理，做出相應反饋。

4．2 充電裝置自適應

在電動車充電的過程中，為了使充電過程更為智能，要結合相應的技術進行充電裝置自適應處理，本文介紹的是采用SDP技術結合PLC技術實現(xiàn)充電自適應，這樣可以快速獲取充電樁和電動車的位置信息，便于二者快速的連接，使得信息的傳輸更為高效。在應用SDP技術獲取位置信息時需要建立在標準的通信協(xié)議基礎上，這樣才能通過協(xié)議來確定二者是否符合連接的要求。本文介紹的PLC工作模式是基于V2GTP傳輸協(xié)議，在這個協(xié)議的基礎上，電動車可以將電池的狀態(tài)信息傳遞給充電樁，充電樁會根據(jù)電池狀態(tài)進行自適應調整，這樣不僅可以提高充電效率，還可以延長電池的使用壽命。

4．3 充電參數(shù)自適應

應用PLC技術在充電樁建設中，在汽車充電時，一般有以下流程：在電動汽車和充電樁成功建立連接后，電動汽車首先要向充電樁發(fā)出檢查電纜線是否連接正確的信息，充電樁收到信息后，會根據(jù)系統(tǒng)內部的電壓大小進行判斷，如果連接正確，可以順利開始下一步工作；如果沒有正確連接，那么充電系統(tǒng)會發(fā)出指示提示連接錯誤；在電纜線連接正確后，電動汽車會向充電樁發(fā)出充電請求，然后，充電樁會請求電動汽車傳遞汽車信息、電池信息等數(shù)據(jù)，充電樁會根據(jù)收到的這些數(shù)據(jù)選擇合適的充電參數(shù)，并且在充電的過程中保持這些數(shù)據(jù)的動態(tài)傳輸，這樣可以做好充電過程評價，智能化的選擇充電時間及充電參數(shù)，有助于提升充電質量和效率。具體的PLC通信技術是如何實現(xiàn)這一操作的，其主要是根據(jù)BMS電池管理系統(tǒng)結合PLC技術，可以將電池的所有信息傳遞給充電樁，這樣可以避免過度充電或者充電不滿的情況，可以延長電池使用壽命。

5 結語

綜上所述，本文簡要介紹了電力載波通信PLC通信技術的工作原理，并詳細分析了其工作流程和實際應用中的難點，PLC技術與傳統(tǒng)的通信技術相比有很多的優(yōu)點，為了進一步促進PLC技術在實際生活中的應用，一定要結合當前先進的科學技術解決PLC技術應用中的難點，并充分發(fā)揮其優(yōu)勢，文章以PLC技術在充電樁建設中的應用為例，闡述了PLC技術的優(yōu)勢，以期PLC技術能更好地應用到電動車充電及其他行業(yè)中。