一種電力載波信號延長器的應用

張佳斌

摘要：建立配網自動化數字通信網絡是實現配網自動化的前提。采用光纖通信與載波通信相結合的方式，在主干網采用光纖通信方式，在分支處采用電力線載波通信方式，既滿足配網自動化系統對通信性能的要求，又最大程度的節約了成本。給出了電力線載波通信方案，并針對中壓載波技術速率低、頻帶受限等問題提出了兩級載波結構與增加規約轉換板等解決方案。

關鍵詞：電力線載波;配電網;自動化

1、電力載波技術

其中電力載波技術在居民集抄中應用最為廣泛，然而在具體的工程實踐中，這種技術還有一些問題未得到解決。主要有：（1）信道不穩定，這造成抄收的準確度不高，不能在根源上提升工作人員在抄表工作中的效率和準確率。（2）低壓的節能變頻裝置因為工作產生很多的諧波，這對電網危害很大，同時想要對數量很多的變頻設備進行波段控制是很難的，而且也會耗費很多的投入，既不經濟也不容易實現。所以基于這個問題的考慮可見，其在未來電力行業的應用前景不客觀，同時也存在風險。（3）通訊效率不高，不能對用電現場做到實時的監控，無法使控制室掌握日常的損耗。（4）信道帶寬不足，對于大量數據傳輸的需求，有限的帶寬顯然不能滿足這一要求。（5）在進行通訊時，載波信號常常會出現違背規律的現象，例如不可掌控地越過變壓器設備，導致相鄰之間的變壓器相互影響、干擾。所以同一區域的變壓器一定要進行分時段工作，避免同時工作從而造成對線損的估計失誤。（6）低高壓之間的轉變和耦合在電力載波通訊時非常常見，這會對工作人員和用戶的安全造成威脅。（7）具體的安裝和調試需要投入大量人力、物力進行現場的調試、試運行。（8）系統規模有限從而導致了路由級數的需求太大和不足。

2、配電載波技術在配網自動化的應用

2.1、微電網配網自動化

本文設計的微電網配網自動化方案共分為3個步驟，下文將對此進行分析?（1）首先取消傳統微電網當中的協調控制器，此時微電網的結構會變為兩次，背部結構組成為饋線終端單元?電源控制器?儲能裝置等，其次對配網主站進行改造，即采用SCADA系統?GIS系統來進行雙重設置，在此結構之下，既保留了原有配網常規功能，同時還能對微電網的狀態進行自由切換?（2）將饋線終端單元安裝在斷路器?負荷開關?分段器周邊，此時對照線路開關，通過饋線終端單元對各線路的運行參數進行數據采集;將配電變壓器監測終端安裝在配電變壓器類設備周圍，以此來檢測變壓器設備的參數?（3）采用IEC61850通信協議，建設OSI標準的7層通信模式，因此上述饋線終端單元?配電變壓器監測終端所采集到的數據參數，就可以依照參數特征對應到某次通信渠道中，以此完成數據格式轉換，最終發送到自動控制端?

2.2、完善配電網網絡結構

應優化完善配電網網絡結構，以促進配網自動化建設，從而保障配電網供電可靠性。例如，配電網規劃建設中，合理設置配網線路聯絡斷路器數量，在供電負荷長期過大的線路上進行聯絡點設置，以轉移部分負荷，調節供電壓力。同時，對于供電運行環境較差且故障率較高的架空線路，采用電纜線路方式提升供電可靠性。其次，需優化配電網的維護與管理，以促進配電網自動化建設水平的提升，保障電網供電可靠性。配電網運行維護與管理中，需合理安排計劃停電，并加強對配電網狀態檢修的管理。電網線路維護責任劃分中，采用設備主人制方式促進責任落實，對配電網故障的處理流程進行優化，通過“一線一檔案”管理措施實現對配電網故障問題的有效維護與管理。最后，需引進和應用先進設備。配電網自動化系統建設中，采用智能分界斷路器與三分斷路器保護裝置平臺等，以保障供電可靠性。

2.3、無線集中器模塊和無線電能表

無線自組網系統中，無線集中控制模塊是其中的重要部件。它可以自動復制和存儲各種智能電表，采集終端或帶載波通信功能的采集模塊以及各種載波通信終端的電源數據，另外也可以與主站或手持設備實現交換數據。嚴格執行中華人民共和國電力行業標準DL/T587-2000。無線自組織網絡全電子電能表中應用了目前最為先進的電能表專用集成電路，以及能夠實現無限期儲存數據的存儲器，寬溫中文液晶顯示器等技術，還采用了目前SMT技術電子組裝工藝設計生產，用于測量50Hz交流電網的額定頻率。電能表中還有嵌入式的RobuNet無線模塊，這來源與全球最前沿的ad-hoc無線網絡技術，可以實現高度的智能化，并能夠與其他RobuNet無線模塊電表和各種RobuNet無線設備自動構成無線網絡，無需手動調整參數。在RobuNet無線集中器和后臺主站系統的控制下，可以實現可靠性高和速率高的無線數據交互，以及通過合作實現集中抄表，實時透明讀取數據，進行遠程開關控制功能。

3 寬帶電力載波與其他通信技術比較

3.1 寬帶載波是基于已經廣泛驗證的TCP/IP網絡協議，因而具有完善的鏈路層和網絡層數據保護與驗證，即使在窄帶載波較有優勢的通信距離上，寬帶載波設備也可通過自身已具備的自動路由選址和中繼組網機制，更好的滿足端到端的通信方案。

3.2微功率無線解決方案與寬帶載波方案相比，其覆蓋率由于受到地形氣候的影響，只能在臺區中加裝多臺集中器以實現全覆蓋的效果，這無疑加大了施工、維護量及對后續服務的依賴。而基于TCP/IP機制的寬帶載波，則通信性能高、速率快、穩定性安全性高、擴展能力強，能更有效的達到“全采集”目標。

3.3 RS-485與寬帶電力載波通訊方式相比，其需要長距離布線，造成工作量增大，加大投資，同時因其線徑較細，容易受損，且故障定位和恢復困難，運維費用較高，而且其易引雷，造成RS-485端口損壞。

結語

電力線載波具有巨大的技術開發潛力和廣闊的應用前景，在新世紀如何利用電力線載波技術更好地為配電網自動化系統服務，利用先進的數字載波技術開發電力線路網絡的巨大潛能，在電力市場化的改革中為用戶提供更好、更快、更多的服務內容，是電力企業急需解決的一個重要問題。

參考文獻：

[1]電力營銷遠程抄表技術現狀與問題研究[J].劉長樂.民營科技.2016（12）

[2]電力營銷遠程抄表技術問題與對策探討[J].肖勇，何方英.低碳世界.2017（14）