李 宁 ,董 亮,王新刚,王永超,张振源,黄大荣

(1.国网新疆电力有限公司电力科学研究院,新疆 乌鲁木齐 830011;2.重庆交通大学信息科学与工程学院,重庆 400074)

0 引言

传统的无线抄表通信方式采用通用分组无线业务(general packet radio service,GPRS)通信或WiFi 通信,存在受信号覆盖范围限制、有通信死角、设计成本高、功耗大[1]等缺点。电力线以其覆盖规模大、建设完善[2-4]的优势,目前正逐渐成为电力通信方式的研究热点。在用电管理信息化的背景下:首先,分析了电力线载波通信的信道特性,建立起完善的、基于电力线载波通信的系统架构;其次,针对主站参数下发中效率不高的问题,采用透明任务传输技术,有效提升了信道利用率;最后,针对大区域范围内时钟同步难题,引入对时机制,将采集系统中每个设备单元的时钟偏差控制在1 s 以内,确保采集主站可以采集到同一时刻的电能表数据。该设计对电力数据采集、电网质量监测等方面都具有深远的意义。

1 低压电力线载波通信的系统架构设计

1.1 低压电力线载波通信信道研究及分析

低压电力线载波通信受噪声、阻抗、衰减等因素的影响,三者将直接决定低压电力线载波通信方案的通信性能[5-10]。信道分析包括噪声分析、阻抗分析和衰减分析三部分。其中:衰减分析监测频率范围为10～500 kHz,阻抗分析和噪声分析的频率范围为80～500 kHz。

低压电力线噪声特性分析方式采用交流电通过高通滤波器滤除高频分量,采集数据后利用快速傅里叶变换计算噪声数据各频率分量变化情况,并使用三维频谱图方式展示各频点噪声随时间变化的幅度特性。……