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智能无线核相仪电网与电力线通信技术的概况

2018-11-08

智能无线核相仪电网与电力线通信技术的概况,在传统电网向型智能电网的转变,以及其中将面临的个主要挑战是,需要个很好的通信网络来实时接收所有用户信息和控制其负载。要解决问题,目前被认可且可靠的方案是以电网为通信媒介的PLC(电力线载波)技术。

本文介绍了PLC技术及其发展历程,并将传统的窄带单载波FSK调制方案与基于OFDM的PRIME和G3两种方案进行了对比。

传统的电网正在发生变革。在过去的个世纪,电网是个用来将由定数量的发电站发出的电能传输到大量不同别的用户的系统。设计和运行电网的标准,就是要将电能以种有效的方式从数百个发电站传输到数百万的用户中。

个系统储存电能的功能是很有限的,所以如何预测用户的用电量就变得至关重要。电网的控制是基于每日的预测来进行,而电能是由发电站通过传输网络输送到配电网络。大部分发电都需要由调节器来控制。

而现在在某些,以及将来的更多,绿色能源对于电网的贡献将会越来越大。它在电网中所占的比率,由原来5%的水力发电,上升到了有40%是太阳能和风能发电。在大部分绿色电能中,调节器要进行的控制很少。

此外,电动交通工具也加入了变革的队伍。电动交通工具的大规模推广,将使电网的用电量加倍,并大规模地带来了超大储电能力。用电量的上升、绿色电能的推广和不受控制的发电、电动交通工具的储电能力被认为是电网的风暴。个方案就被称为智能电网。

它结合了嵌入式智能技术和实时通信与控制功能,能够随时与任何用户进行实时通信并控制其负载。要实现样的通信功能,就需要采用以电网作为主要通信媒介的PLC技术。

PLC技术早在20多年前就被用于中压域来控制电网。但在低压侧大规模使用PLC则是更近才开始。PLC技术的个典型成功案例,是意大利ENEL供电公司采用个基于FSK和BPSK调制的窄带PLC系统为3500万用户构建个AMM(自动电表管理)系统。此系统可每2个月自动抄读次3500万台电表。但是它的平均波特率不够,无法支持更多的实时通信和控制,以及未来基于IPv6等通信协议的应用。

要进行更多的实时通信和控制,以及未来基于IPv6等通信协议的应用,就需要种基于OFDM调制的代PLC技术。其中两种主要的OFDM方案,就是现在的G3和PRIME技术。G3是个由法EDF电力公司发起,MAXIM和SAGEMCOM开发的方案。个方案在2009年被公布,EDF计划将在2013年试用2000台采用G3技术的电表。

PRIME是个由PRIME联盟推出的个开放式多供应商解决方案,该联盟包含了30多个由供电公司、表计厂和ADD半导体、FUJITSU、STM和TI等晶片供应商组成的成员。其中的表厂包括SAGEMCOM、ITRON、LANDIS+GYR、ISKRA-MECO、ZIV和SOGECAM。IBERDROLA是推广此方案的供电公司,但现在EDP、CEZMERENI和ITRI也加入个阵营。

IBERDROLA在2010年开始安装10万台采用PRIME技术的电表。该供电公司还计划在2010年年底发布个需量为100万台电表的标,并于未来3-5年在西班牙完成1000万台电表的安装。其它些供电公司也开始采用PRIME技术。G3和PRIME都是OFDM方案,但发展历史有所不同。G3初是采用了块由MAXIM设计的芯片,此芯片可提供适用于PHY层和某些现有软件层的IEEE802.15.42006通信、适用于MAC层的6LowPAN和适用于网络层的IPv6通信。

总之,传统电网在向需要更通信能力的智能电网发展。PLC技术是实现必需功能和稳定性的更便利的技术。PLC技术也在朝着OFDM方案变革,而G3和PRIME则是主要的2个方案。

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