智能电网用电信息采集系统中的宽带通信技术

国家电网公司“电力用户智能电网用电信息采集系统建设领导小组”颁布的建设模式及技术方案研究报告中，将电力线宽带载波技术列为居民用户用电信息采集本地通信的主要通信方式之一，指出“宽带通信占用频带宽，数据传输速率高，数据容量大，双向传输，无需另外铺设通信线路，安装方便、可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧，实现对用户电表的数据采集和控制”，认为“相对窄带载波通信，宽带载波安全性更好，通信可靠性更高，这种模式适合用户电表集中的城市台区，能够通过网络实现预付费功能。国家电网公司对该技术的科学评价，将极大地推动基于电力线宽带通信”技术的电力用户智能电网用电信息采集系统的大规模推广应用。

　　电力线宽带通信技术充分利用现有的配电网络线路，无需布线，可以较大程度上节省网络建设投资，符合我国建设节约型社会的宗旨，也是低成本实现用户终端宽带网络化重要手段之一。因为传统的以太网建设需要敷设大量的光纤和双绞线，安装大量的网络交换设备。尽管光纤和双绞线可靠性高，但施工量太大，而且安装技术要求高，造成初装成本高，目前尚不适宜于电力用户计量终端网络的建设。电力线宽带通信以电力线为载体，覆盖范围广、无需布线、建设投资小，而且终端连接方便，接入电源就等于接入网络。因此，利用供电公司380V/220V低压供电网络，完全可以建立起从局端直达每个低压用户的端到端的宽带通信网络，既可以为供电公司远程用电管理的各种应用提供统一的宽带通信平台，又可以为其它基于互联网的社区、楼宇与家庭的诸多应用提供经济实惠的宽带传输手段。

　　3电力线宽通信在抄表领域与其他通信方式的比较

　　3.1抄表领域的主要通信方式

　　在抄表领域，本地通信信道的主要方式包括RS-485总线、窄带电力线载波、宽带电力线载波和短距离无线等。

　　(1)RS-485总线。RS-485是一种双向、半双工通信的工业总线标准，允许多个驱动器和接收器挂接在总线上，数据信号采用差分传输方式，具有较高共模范围(-7V至+12V)。其优势在于资源消耗小，易于实现，成本低廉，信号传输可靠性高，因此得到了广泛的应用。但每条RS-485总线上的终端数量有限，多台设备共存时需要分级转发，因此系统安装调试复杂;因终端共用总线，任何一个节点故障都会导致总线无法通信，因此故障排查工作量大;RS-485总线的实现需要敷设专用线路，施工量大，容易遭受外部电磁干扰和人为破坏。

　　(2)窄带载波通信方式。低压窄带载波通信技术是指载波信号频率范围≤500kHz的低压电力线载波通信，数据传输速率较低。采用这种通信方式时无需另外铺设通信线路，安装方便、可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧，实现对用户电表的数据采集和控制，适应性好。因为电力线信道具有信号衰减大、噪声源多且干扰强、受负载特性影响大特性，从而降低了低压窄带载波通信的可靠性，使其推广应用遭遇一些技术障碍，需要在应用时采用软、硬件技术结合完成组网优化。因此低压窄带载波通信方式适用于电能表安装位置分散、布线困难、用电负载特性变化较小的台区，例如城乡公变台区供电区域、别墅区等。

　　(3)电力线宽带通信方式。低压电力线宽带通信技术指载波信号频率范围>1MHz的低压电力线载波通信。低压电力线宽带通信占用频带宽，数据传输速率高，数据容量大，双向传输，无需另外铺设通信线路，安装方便、可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧，实现对用户电表的数据采集和控制，适应性好。因其采用较高频率的载波信号，在电力线中信号衰减较快，因此在长距离通信中，可通过在适当条件下加装中继方式实现可靠传输。电力线宽带通信所使用的频段在电力线上干扰较少，通信可靠性更高、更稳定，安全性更好，这种模式适合用户电表集中的城市社区，能够通过网络实现预付费功能。

　　(4)无线通信方式。无线通信的频段是工业科学医疗(ISM)频段微功率，包括433MHz、868MHz(欧洲)、915MHz(美国)和2.4GHz，节点间的通信方式包括点对点、固定中继和自组网等类型。无线通信方式主要包括ZIGBEE、微蜂窝及由这些技术衍生出来的类ZIGBEE等方式。无线通信的优点在于安装简便，无需布线，适应性强。但因其标准不统一，实现方式各异，性能参差不齐。除了距离衰减外，建筑物、天气、空间电磁干扰等外部环境变化都会对无线通信造成影响，因此无线通信方式在抄表领域的应用也必须根据现场环境，采用中继、转发、组网等方式来实现数据的传输，使其推广受到阻碍，更适合于作为其他本地通信方式的补充形式。

　　3.2通信方式对比

综上所述，各种通