0 引言

智能配网对于通信网络的要求是能够建设一个电网双向、实时、交互的通信网络，同时能够满足智能配网的建设，促进智能配网的发展，在智能配网的使用中不断使用新的技术，促进先进技术的发展，保证智能配网安全有效的使用。智能配网的组成是通过一系列复杂的结构组成的，并且是以光纤作为通信的支撑，在具体使用中可以通过别的通信方式进行有效的补充。配电通信网的规划和建设中必须遵守一定的准则，在使用过程中以技术作为支撑，实施有效的数据管理，同时根据时代的发展进行有效的改进和升级。对于智能配电网中的主要信息通道和次要信息通道要进行紧密结合，不能分开独立使用，两者在使用中保持一种相互联系、相互依存的关系，这样无论是对于主要信息通道建设和次要信息通道的发展都起着至关重要的作用，同时也方便管理和维护。在对于主要通道使用中应该尽量选择通道速度快、安全、可靠、经济性良好的通道，尽量不去使用那些极少使用或者从来没有使用过的信息通道和资源。

1 宽带电力载波

电力系统通信中电力载波曾经在其发展中起着十分重要的作用，但是随着我国电网的不断建设，电网的自动化水平已经得到了很大的发展，这时电力载波在一定程度上就不能适应电网发展。当今社会科学技术已经得到了迅猛的发展，特别是大型计算机和集成电路的使用，能够在很大程度解决电力载波存在的缺陷，电力载波在历史的舞台上能够发挥重要的作用。

普通的数据通信线路的目的是用于对于电能的输出，然而电力线与普通数据线路有着本质区别，它建设的目的是用于数据的传输，但是在电力线进行数据传输中同样也会面临着一系列的问题，比如说信号传输的不稳定性、在传输过程中会受到严重的干扰等。电力载波技术目前使用的技术是正交频分复技术，正交频分复技术的优点是能够保证各个信号通道是正交关系，与其他的技术相比电力载波技术能够提高信号利用的效率，能够在最大程度上改变信号传输的不稳定性、在传输过程会受到严重的干扰等一系列问题。当信号受到了很大的干扰，也能够在这种情况下保持信号的传输输出，保证信号输出高效性和时效性。

在实际进行信号传输中，宽带电力载波设备能够全天不间断的进行信号检测工作，在检测过程中如果发现有信号干扰现象能够做出及时调整，即使发生特别严重的信号输出事件也可以将受到故障干扰的信号进行转移，避开干扰源，及时地做出调整。因此宽带电力载波技术能够避开电磁干扰，具有比较良好的抗衰减能力，能够适应复杂环境的信号的传输。

2 配电通信网的宽带载波建设

电力系统是通过光纤通信网络延伸到变电站端部，从而为信息传递提供有效的带宽。如果从变电站出发到每台的配置器进行传输信息就会造成缺乏相应的通信途径。在通信载体中电力线的使用已经有着30多年的时间，在中高压输电网中使用电力线在低频率（频率500 kHz以下）是传输数据主要形式，也是过去电力线通信技术重要应用之一。

在配电网中使用DPRS等通信手段会造成通信速度低，运营成本比较高，因此在大规模的使用中会受到很大限制。我国现有的配电网中使用的是各种控制系统，上行中有着多种通信手段，传输速度比较慢，会造成重复建设的现象，不能满足现代化配网的使用，这样在很大程度上制约了电力事业的发展。

从变电站开始使用15 kV线路作为宽带通信，在中压电力线宽带使用15 kV作为配电网的通信介质能够将电网转变为一个高效的信息传输系统，同时实现大数据的传输和信号传输。通过对于中压电力线宽带的建设能够实现信号的监控、信号输出载荷的控制、自动化实现配网和远程抄表等加快了电能信息交互性传递，在最大程度上解决了供电公司在配网中自动化通信这个技术难点。

3 电力线宽带载波通信技术

宽带电力载波技术与其他的电力载波相比具有自愈能力强、抗干扰能力强、传输速度快以及信号覆盖面广等一系列优点，做为近些年来一种新兴的技术，在智能电网的发展中起着至关重要的作用，已经成为国际上智能电网承载技术主流技术。在世界范围内将电力线宽带做为以太网技术发展过程中一个重要的组成部分，历经数十年的发展已经有了巨大发展，在西方很多发达国家大多数采用的正频分复用技术和DMT等调制技术。

正频分复用技术支撑技术是在2~34 MHz的频率内将通信通道分为若干个不同的正交信道，在重新划分的正交信道中使用子载波进行调制，在这些正交信道中及时进行数据传输，这样就在很大的程度上提高了对于信号使用效率。由于这些正交信道是一种正交关系能够有效的抵抗信号干涉，提高自愈能力，即使配电网在受到巨大干扰的情况下也能够把信号输出，信号输出有效可靠，在最大程度上实现了数据传输。

在智能配电系统中使用电力线宽带技术能够使得通信速度达到200 M/s，当智能配电网在有载荷的情况下其传输速度能够达到10 M/s，这样的传输速度与传统的电力线窄带载波技术相比是其上千倍甚至上万倍的传输速度。因此国家电网在进行电网配送和传输的时候应该选择这种智能配电网，它是一种最佳的通信技术和一种信息交互的理想技术。这种技术使用的载体是电力线，在其使用的频率范围内划分了几千个不同的子系统实现信息传递，这样能够在最大程度上避免信号干扰，具体的电力线载波技术通信频率图谱如图1所示。

从图1电力线载波技术通信频率图谱可知当通信频率达到50 Hz时是工频，当通信频率在40 kHz~500 kHz时通信频率是处于窄带载波，通信频率在2 MHz~34 MHz时这时通信频率是处于宽带载波。电力线载波技术在实际传输中，宽带载波设备能够对于每个分散的频道进行有效监测，如果某个分散的频道出现了工作的异常，这时候智能配电网设备能够及时对信号进行处理，避免产生干扰信号影响正常工作的进行。

4 中压PLC设备

电力线网桥是中压线通信的关键设备，可以将相应的软件划分为头部、中继器和尾部，其结构示意图如图2所示。

在图2中红色表示的是中压PLC设备的主要节点，也就是头部，其作用是用于通信电网与干网之间的信息链接，通过有效的管理控制整个PLC设备有序的运行。黑色表示的是中压PLC设备的中继器，对于信号的输出起着转发和延长信号输出的作用。绿色表示的是中压PLC设备的次要节点，也就是尾部，其作用是为网络输出提供接口作用。

PLC在通信过程中遵从的TCP/IP协议，传输的速度能够达到200 M/s，在进行通信传输中有三种不同工作模式，在进行不同模式工作中可以对于频率在有效范围进行设置，不同工作模式下通信速率如表1所示,在不同的工作模式下传输距离如图3所示。

从表1中可知不同工作模式下通信速率是不同的，当工作模式在5 MHz时其物理层的速率为43 M/s，UDP的速度为38 M/s，当工作模式在15 MHz时其物理层的速率为103 M/s，UDP的速度为76 M/s，当工作模式在30 MHz时其物理层的速率为205 M/s，UDP的速度为153 M/s，随着工作模式的提高的，物理层的速率和UDP的速率都是呈现出增长的趋势，充分说明了采用PLC通信能够提高传输的速度。

5 配网宽带载波通信和载波特点

电力线宽带技术应用的区域主要集中在城市中比较发达的商业区的配电室、电闸开关等地方。在实际操作中当无法对于光缆进行架设时，可以使用电力线电缆进行代替，在站房的两边安装相应的电力耦合器，利用磁感应效应的原理，实现PLC信号与电缆信号的耦合，在网桥中架设有效的接口以及其他合适的接口，把信号传递到配电网的中心或者用电管理中心，比如说A点到B点再到配电中心这样传输路线，从区域A到区域B之间由一条长度为700 m的配电电缆线，由于区域A与区域B处于城市闹市区位于城市繁华地带，区域A周围多是商铺和卖场，这样就造成了区域A与区域B之间的电缆线不能贯穿于地下，使得开挖造成了巨大困难，考虑到开挖的难度和使用的经济性，在具体架设中在区域A与区域B之间安装了网桥、耦合器和网络接口，将网络接口接入到区域B的交换机接口中，这样就会造成区域B光纤覆盖的全面性，实现了区域A与区域B之间的信号的输出，具体如图4所示。

从图4的区域A通信网络中可知在配网中心三层接口交换机到三层接口交换机是通过光纤进行传递的，区域B开闭所三层接口交换机与三层接口交换机是通过光纤进行传递的，区域B开闭所三层接口交换机与区域B开闭所二层接口交换机是通过光纤进行数据传输，区域B开闭所二层接口交换机与区域B通信综合柜内网桥通过网络线进行相连进行通信传递。区域B通信综合柜内网桥与区域B开闭所AB线966开关柜内电感耦合器是通过SYY50-3通信线进行连接的，区域B开闭所AB线966开关柜内电感耦合器与区域B开闭所AB线966开关柜内电感耦合器是通过AB线956/966 电力电缆进行数据传输，区域B开闭所AB线966开关柜内电感耦合器与区域A通信综合柜内网桥是同样适用也是SYY50-3通信线，区域A通信综合柜内网桥这样就在一定程度上实现了野种业务比如说远动和视频的传输，从而实现了区域A的通信网路的进行。

随着我们国家电网技术不断发展，电力线宽带技术已经得到了巨大发展，并且在一定方面上具有了相当成熟技术，在进行用电数据采集、智能家居数据的使用等方面都得到了很大的应用，通过研究表明电力线宽带技术具有如下优点：第一个方面是在进行系统实施中施工难度低，养护成本比较低；第二个方面是在进行数据传递中速度比较快，具有很强的抗干扰能力，自愈能力比较强，即使在非常恶劣的环境中也能够进行数据传递和采集；第三个方面是系统在进行数据通信中成功率比较高，能够有效地实施远程的操作，实现了智能化的操作，并且操作界面也比较简单，容易掌握。

6 结论

电力线宽带技术的发展在很大程度上促进了智能配电网系统的发展，电力线宽带技术为智能配电网在进行用电信息采集、信息的自动调配以及其他业务的发展提供了便捷、有效的信息支持，在这其中PLC技术已经成为了现有电力通信技术的重要组成，它的产生能够在很大程度上实现电力通信技术在横向中的发展，能够在用电需求情况下进行高效的信息传输，而且在一定程度上宽带载波技术具有安全、高效、便捷以及准确的控制。

实验结果表明，电力线宽带通信可以适应智能配电网的需求，在进行数据采集、自动化抄表等技术中都有着很大的市场，能够满足用电信息集采，满足配网中测试的需要，对于采用更高、更快的数据采集提供了基础和有力的数据支持，是目前我国在智能配电网区域中使用的最佳方式。

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作者信息:

杜锦阳，谷海彤，赵 颖，刘 毅，蔡秀玲

（广州供电局有限公司，广东 广州 510000）