基于电力宽带载波技术的智能插座

《基于电力宽带载波技术的智能插座》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于电力宽带载波技术的智能插座　　【摘要】近年来，随着电力载波通信技术的不断发展，其传输带宽和抗干扰性能都得到大幅度提升，其应用范围已不再局限于服务电力通信，在电力营销领域也得到广泛应用。本文介绍了电力载波通道特点，OFDM技术原理及其优点，同时介绍基于电力载波技术开发的智能插座，包括其组成原理和产品优势，最后介绍了智能用电营销平台。　　【关键词】电力载波智能插座智能用电　　电力线载波通信（PowerLine9Communications，PLC）技术能够充分利用最为普及的电力网络资源，在传输电力的同时，承载数据、语音和视频等多项业务，具有建设速

2、度快、投资少、无需室内布线等特点，具备其他接入方式不可比拟的优势。载波通信技术加快发展。低压电力线载波通信的核心问题是载波信号的调制（Modulate）与解调（Demodulate），也即电力载波调制与解调芯片（Modem）。随着低压电力线载波通信技术的发展进步，电力线载波通信的速率、传送数据量、抗干扰能力都得到了很大的提高，为电力线载波通信市场化奠定了重要的物质基础。传输可靠性明显提高。一些新兴的数字技术，例如扩频通信技术、数字信号处理技术和计算机控制技术等在配电领域得到了综合应用，有效提高和改善了低压配电网电力线载波通信的适应性和可靠性，使电

3、力线载波通信技术具有更为广阔的发展潜力。同时行业标准逐步制定。美国联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100～450kHz；欧洲电气标准委员会（CENELEC）的EN50065-1规定电力载波频带为3～148.5kHz；我国国家能源局DL/T698.1规定电力行业载波频带为3～500kHz。这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著贡献。　　1电力宽带载波技术原理　　1.1低压电力线载波通道特点　　1.1.1信号衰减大　　低压配电网直接连接用户，配电网络各节点负荷情况复杂，由于各节点阻抗不匹配，因而会产生反射、谐振等现象，使得信号的衰减变

4、得极其复杂。高频信号在低压电力线上的衰减是电力载波通信遇到的一大困难。对高频信号而言，低压电力线是一根非均匀分布的传输线，各种不同性质的负载在这根线的任意位置随机地连接或断开。因此，高频信号在低压电力线上的传输必然存在衰减。这种衰减与通信距离及信号频率有密切关系。同时，信号的衰减与频率、工频电源的相位有关。　　1.1.2噪声干扰强　　研究表明.低压电力线上大量存在的强噪声是限制实现数据优质传输的主要障碍之一。电力线上的干扰可近似分为四类：周期性连续干扰，周期性脉冲干扰，时不变连续干扰，随机突发干扰，低压电力线的干扰具有周期性，随机性，多变性的特点

5、。　　1.1.3时变性　　低压电力线直接面向进户，用户接入负载变化情况十分复杂，难以预计，即在不同时刻，干扰的强度和频率都不相同，在同一低压电网内，不同地点的干扰情况也不一样。9　　1.2正交频分复用OFDM技术优势　　正交频分复用（OFDM）具有频带利用率高、抗噪声干扰能力强、抗信道衰落好、易实现等一系列优点；即便是在受到严重干扰的情况下，OFDM也可保证带宽和传输效率，因而OFDM是目前电力载波宽带通信的必然选择。　　电力载波通信由于以往载波技术频段窄干扰多，其使用受到限制。正交频分复用技术能有效克服电力载波通道的干扰与衰减，目前其传输带宽可

6、达到100兆，可以传输视频等信号。因而能够得到大规模广泛应用。是一种被电力载波通信行业普遍看好的高效多载波宽带数字调制技术。　　低压电力线通信环境恶劣，具有阻抗变化大，时变性强，衰减大，噪声干扰强等特点，而多载波正交频分复用（OFDM）调制技术具有较强的抗干扰能力以及较高的带宽利用率，在克服窄带干扰和频率选择性衰落方面具有很强的鲁棒性。因此，OFDM技术是在低压电力载波通信理想选择。　　1.3正交频分复用技术原理　　正交频分复用（oFDM）是一种多载波传输技术，它将可用频谱分成多个子载波，每个子载波用一路低速数据进行调制。在接收端在将数据进行合并

7、，从而提高了数据的传输速率。　　它的基本思想是通过相互重叠的子信道同时应用并行数据传输技术以及频分复用技术（FDM）。并行数据传输可通过扩展多信号的效率来有效抵抗脉冲干扰噪声的影响。　　OFDM调试和解调原理框图如图1和图2所示。　　1.4基于OFDM技术电力载波通信模块设计9　　针对电力载波通道复杂噪声，衰减特性，时变阻抗特性的信道环境，电力载波硬件平台的选择需要考虑处理能力，存储容量，接口等因素，本项目选用MAXIM公司的专用芯片MAX2990和模拟前端芯片MAX2991.MAX2990内部功能框图如图3所示。　　图4所示为电力载波系统框图。

8、　　2基于电力载波技术开发的智能插座　　2.1智能插座功能　　智能插座可对所接电器设备电量进行测量，并且通过智能电表回传电力公司后台，后