高速電力線載波技術在電力集抄業務中的研究及應用

安鵬宇

摘要：近年來，隨著國家宏觀政策的調控，電網企業電費價格逐年降低，讓利于民，讓利于小微企業和民生客戶，電網企業效益受到較大沖擊。在過去的10年中，基于低壓電力載波技術開發的抄表系統產品已經過測試和試點應用，但是由于電網噪聲和負載阻抗的巨大變化，電力線載波已成為通信的瓶頸。電力線載波技術的開發和應用具有廣闊的市場前景，電力線載波通信（PLC）分為窄帶低速PLC、窄帶高速PLC和寬帶高速PLC，PLC是低壓集中閱讀系統中的下行通信。利用發達的低壓電網作為數據傳輸通道，實現了用戶各種電表數據采集點與集中點之間的數據通信和信息交換，具有經濟、方便等優勢。20世紀70年代和80年代之后，外國學者開始研究集中式抄表技術。以色列、加拿大、英國、意大利和西班牙等國家已經相繼推出了針對特定國家的集中式抄表設備終端。

關鍵詞：高速電力線載波技術;電力集抄業務;研究;應用

引言

當前，智能電網逐漸成為降低運營成本、改善通信質量的重要途徑，電力載波通信利用現有電力線作為通信線路，無需設計專用線纜，降低人力、物力成本，是實現智能電網關鍵技術。計算機技術快速提升與應用普及，使不同領域通信信息呈規模上漲。為方便電力載波通信信息交換與資源共享，必須構建一套完整、合理的分類編碼體系，通過對不同類別信息描述、定義、分類與編碼，聚集存在共同特征的信息，發揮通信系統最大綜合效益。信息分類編碼必須準確化、系統化，合理編碼關系是提高信息管理系統生命力的關鍵因素。大多數分類方法不能對信息種類進行精確劃分，使電力載波通信陷入瓶頸。

1電力載波通信信道模型構建

電力線通信實現流程為：載波機在傳輸信息前，將電信號調制到固定頻率載波上，對信號做放大處理，并耦合在電力線上發送;接收端載波機通過耦合設施獲取有用信號，剔除干擾、噪聲等影響因素，并調制成待處理的數據信息，實現信息交流與傳輸。傳輸線模型廣泛用于不同類型電力載波通信中，根據電力線網絡拓撲結構，能夠分析、計算信道傳輸函數。

2高速電力線載波技術在電力集抄業務中的應用

2.1現場運維功能

智能終端的現場運維功能包括通用抄表、HPLC通信單元維護、采集器維護和在線升級HPLC通信單元。a.通用抄表功能，包括載波抄表、紅外抄表和中繼抄表，支持DL/T645-2007《多功能電能表通信協議》、DL/T698.45-2017《電能信息采集與管理系統第4-5部分：通信協議-面向對象的數據交換協議》。b.HPLC通信單元維護功能，主要以HPLC通信單元為操作對象，關鍵是讀取HPLC通信單元的軟件版本信息。c.采集器維護功能，對采集器進行數據讀取、設置和初始化的操作。D.在線升級HPLC通信單元功能，對現場的HPLC通信單元進行軟件升級，支持指定單個或多個STA升級以及全網升級2種模式。

2.2信息分類與特征屬性貢獻度計算

為提高系統分類編碼精度與速度，結合樸素貝葉斯理論對屬性類別之間相似性進行表示，對特征屬性做加權處理，實現信息分類。信息分類是結合信息內容特征，將信息按照固定方式進行劃分與歸類，構建分類體系與排列順序。此過程中有兩點要素分別為分類對象與分類依據。分類對象代表任意一個分類實體;分類依據則與分類對象特征有關。無論哪種信息，都具有多樣性特征，這些特征有本質與非本質區別，分類時需要將相對穩定的特性作為根據。對于存在交叉或雙重特征的信息進行分類時，不但需要遵循科學性、系統性等準則外，還應該滿足交叉性原則。否則不能全面、準確地體現信息本質特性。

2.3知識圖譜的應用

知識圖譜技術可以應用于計劃上報階段中。第一，結合業務相關規則及要求，能夠對線路設備、上報的計劃內容進行識別分析、預警提醒。如基于電網拓撲結構的知識圖譜，根據線路及設備的相關參數，形成關系清晰、格式統一的關聯知識網絡?；诰幣乓巹t及要求，自動分析出計劃中可以捏合的計劃或互斥約束。第二，以知識圖譜及臺賬等信息為依據，分析識別停電范圍里的桿塔與其他線路是否存在同桿架設、導線段與其他線路交叉跨越的情況。第三，接入如國家以及各級政府的新聞數據庫、氣候信息數據等外部數據庫并進行數據關聯，借助知識圖譜的統計、推理技術，

適時將相關信息推薦給計劃制定的相關人員。在計劃執行階段，知識圖譜技術可應用在信息查詢功能方面，基于電網拓撲的計劃信息識別提醒、針對不同業務類別人員的外部數據庫信息以及負荷預測數據的定期智能推送，為計劃制定提供依據及輔助，逐步改變人員制定計劃工作模式，使計劃執行更為高效、高質量，計劃執行質量得到進一步的保障。

2.4硬件設計的抗干擾措施

在集中抄表系統中，電源是連接系統和電源線的直接通道，信號傳輸通道以及對系統的各種干擾的入口。因此，電源的安全性和可靠性在系統正確可靠的運行中起著重要作用。市電具有許多高頻干擾源，這些高頻組件可以通過電源輕松進入單片機系統。系統本身的傳輸頻率也反饋給單片機，系統通過電源感應引起干擾。在電源電路中添加濾波電路以抑制各種高頻信號，并選擇具有雙層屏蔽的電源變壓器，這有助于抑制高頻干擾。對于快速瞬態脈沖群干擾、靜電干擾和輻射電磁場干擾，可使用干擾源產生的電磁干擾（濾波，屏蔽和接地）來抑制電磁干擾。無線電波阻擋可防止干擾源和內部電磁波污染外部路徑，內部電磁波會降低對干擾的敏感性，瞬態電壓抑制器用于在電壓超過預定值時轉換能量，濾波器用于抑制傳導。

2.5動態監控電量數據

集抄系統可以動態的對電量信息進行監督和管控，在排除外界各種因素干擾下，查找并解決電力傳輸過程中的諸多問題，例如，可以有效檢測電力線路中的功率超額消耗、線路超負載運行情況，幫助管理人員制定安全有效的供電優化管理方案，解決線損管理中的突發情況。

2.6抄控器模塊與采集器通信

抄控器模塊與采集器進行通信時，待測采集器接收到頻偏試探幀后，先判斷讀取幀目的地址是否對應當前采集器管理的RS485電能表地址或者采集器的MAC地址，如果是，則立即發送頻偏試探應答幀，如果不是，采集器啟動對應RS485電能表抄讀試探，以確認被抄讀的RS485電能表是否在本采集器下，并等待下一次頻偏試探幀，如此完成一次抄控器模塊與HPLC通信單元之間的連接。

3電力集抄業務的完善措施

科學技術水平的不斷發展使線損管理工作的手段與方法多樣化，所涉及的電力基礎知識相繼較多，在大數據時代背景下，應充分利用電網側采集系統、用戶側手機App的有關數據，采取安全的分析手段，集中應用并處理智能電表和集抄系統的相關問題，在全面融入計算機處理技術的同時，改變傳統的處理模式，確保供電企業取得最大的經濟效益。

結語

總之，通過采用高速電力線載波的關鍵技術可以解決信道特性問題。當傳輸距離小于2km時，低壓高速電力線載波的集中抄表系統可以準確地傳輸數據。傳輸距離大于2km，由于線路長和信號衰減，某些數據傳輸失敗，但是系統仍可以保持良好的傳輸效率。

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