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电力线通信实现智能电网连接(2)

北极星智能电网在线  来源:电子系统设计    2011/12/8 10:51:07  我要投稿  

智能灯光控制:街灯是城市最重要的资产,可以提供安全道路、富有吸引力的公共区域,并增强家庭、商务和城市中心的安全。但街灯的运维成本一般都非常高,而且消耗大量的电能(几乎占整个城市电能消耗的40%)。将街灯和PLC连接在一起可以减少现场操作的次数,降低电能消耗,提高总的发光效率,并延长灯泡寿命。

智能家庭和电器:家庭自动化包括集中控制灯光、HVAC(加热、通风和空调)、电器和其它系统,从而提高便利性、舒适性、能效和安全性。由于家庭自动化系统的目标是将所有家庭电气设备相互连接在一起,因此PLC是一种理想的方法。

太阳能:光伏电池板(太阳能电池板)必须加以仔细管理才能提供最佳性能,这涉及到利用通信实现遥控和实时监视。遥控用于控制电池板倾斜度以便最大限度地提高光照量,还用于控制单个电池板或整个电池场。实时监视方便维护监视、检测硅劣化/电池替换需求、气候条件、盗窃以及输出功率和效率。

汽车至电网:随着智能电网部署的展开,上升的燃油成本以及更高性价比的电动汽车对电动汽车充电站提出了更多的要求。这种汽车至电网(V2G)基础设施的部署要求在充电站和计费与管理系统之间实现双向通信。PLC是理想的解决方案,因为它使用已经安装好的电力线,能够提供强大的安全性,并具有很大的扩容能力。

智能电网的网络特性

有许多变量影响智能电网网络的通信特性,其中网络拓扑和连接网络的负荷也许是两个最重要的变量。这种可变性意味着没有哪两个电力线网络具有完全相同的传输特性。

通过电网通信信道实现增强的数据传送可靠性要求采用先进的通信机制来解决噪声问题。这样的机制还需要应付通信过程中被暂时或永久闭塞的许多频率。

为了适应噪声可变性,PLC设备必须能够估计带内噪声电平以及每个载频点的接收信号强度,然后通过修改通信频率和调制机制来确保可能最佳的数据传输效果。通过测量带内噪声和每个频率点的接收信号强度可以为通信系统选出最佳频率。

PLC技术

低压(LV)和中压(MV)网络主要采用以下三种窄带通信技术中的一种:单载波调制,如二元相移键控(BPSK)和频移键控(FSK);正交频分复用(OFDM);直接序列扩频(DSSS),再加上码分多址(CDMA)。

应用最为广泛的窄带PLC解决方案使用相对简单但具有特别高性价比的FSK和BPSK调制技术。这些技术组成了多种具有互操作性的标准的基础,其中最著名的是Lon和DLMS标准。

Lon在ANSI/EIA框架下实现了标准化,针对介质访问控制(MAC)层和物理层的标准号分别是EIA-709.1和EIA-702.2。DLMS在国际电子技术委员会(IEC)框架下实现了标准化,标准号是IEC62056和IEC61334。

为了确保在有噪声的环境中可靠工作,FSK和BPSK器件必须测量带内噪声电平以及每个频率点的接收信号强度,然后由软件为可靠通信选择最佳频率。例如,Semitech公司的SM6401PLC收发器就可以估计带内噪声电平和每个载频点的接收信号强度,然后由软件为数据传输选择最优频率。

通信技术的跨越式发展促进了更先进调制技术的开发和部署。例如,OFDM被证明特别高效,因为它能适应有噪声的环境,可以在CENELEC工作频段上实现更高鲁棒性、更强功能的通信网络。OFDM为PRIME联盟和G3-PLC等新标准的制订奠定了坚实基础。

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