低压电力线载波通信技术研究进展

彭尚坤 孙军国

【摘要】 低压电力线载波通信是应用于智能电网中的主要通信技术，对于智能电网的发展有着积极影响。低压电力线载波通信技术存在的一定的不足，还需要在应用实践中不断予以改进和开发，进而提升低压电力线载波通信技术水平。文章围绕低压电力线载波通信技术进行研究，探讨科学、合理的优化方法，为电力线通信问题提出有效的解决方案。

【关键词】 低压电力线 载波通信技术 研究

前言：低压电力线载波通信技术的应用，充分发挥通信技术的优势，主要用于提升电网运行的稳定性和提高工作效率。针对低压电力线载波通信问题，采取有效的解决方案，解决信号损失、噪声干扰等难题，降低传输信号衰减，提升信号传输效率，保证电力线通信的安全性和可靠性。

一、电力线通信问题及解决方案

与高压电力线相比，低压电力线具有信号损失大、易受噪声干扰、输入阻抗特性难分析，及其随机性和时变性的特点，在很大程度上影响着低压电力线载波通信的安全性和可靠性。围绕着电力线通信问题，采取有效的解决方案。目前，低压电力线载波通信技术的研究正围绕着物理层、链路层展开，以提升低压电力线载波通信的安全性和可靠性为目的，通过提高点对点通信正确接发概率和使用网络层组网路由来实现。根据电网阻抗匹配特性，通过降低信道衰减，减小电网噪声，避免低压电力线载波通信受到影响。基于快速信道估算与建模，采用科学、先进的信号调制办法，基于信道编码和介质访问控制来进行链路层的设计，实现更为安全可靠的电力线通信。

电力线通信问题的具体解决方案主要以应用型问题、网络层问题、数据链路层问题以及物理层问题构成参考模型，其解决途径和研究热点包括通信业务及网络管理模型、电力线通信组网算法以及信道编码及媒体接入控制，分析电力线信道的噪声特性、衰减特性、输入阻抗特性，进而采用电力线信道建模方法、电力线通信调制算法以及新报道频谱分配以及功率控制，进而全面提升电力线通信的可靠性[1]。

二、电力线通信问题解决方案的具体内容

2.1电力线输入阻抗特性和信道衰减

在电力线载波通信收发模块和当中，其输出阻抗与配电网电力线输入阻抗的匹配程度越高，则信号耦合的效率越高。电力线输入阻抗在很大程度上决定着低压电力传输的质量和效率。电网阻抗值越稳定，则信号传输效率越高。目前，欧洲低压商业电网阻抗是电力线载波通信模块的阻抗匹配设计的重要参考。低压配电网结构十分复杂，加上时变性的负载，在低压电力线传输的过程中，其高频信号会发生衰减，目前对于高频信号的衰减特性尚不明确。为了保证信号传输的稳定性，需要有效降低传输线效应，进而控制电抗性负载，在频率低于100kHz且距离在400m内的条件下能够有效实现，降低传输信号的衰减，提升信号传输效率[2]。

2.2电力线信道噪声特性研究与分析

低压电力线上的噪声强度具有时变性，难以直接定量。在电力线信道噪声特性研究与分析当中，掌握和了解噪声的规律和特性，并予以合理的分类。平滑频谱噪声、周期噪声、窄带噪声以及单事件脉冲噪声。平滑频谱噪声属于有色背景噪声，而周期噪声和单事件脉冲噪声时变的过程中，产生很高的功率谱，同时产生突发性噪声，导致信号传输的过程中出现错误。构建信道噪声模型，应用于外围电路设计中，设计滤波电路，可以有效抑制谐波干扰，进而保证电力线通信信号的稳定传输[3]。

2.3电力线通信调制/解调技术的应用

正交频分复用（OFDM）是电力线通信中主要应用的通信调制/解调技术。OFDM对于抗多径传播、频率衰落以及噪声干扰有着显著的优势作用，同时利用调制解调算法、频谱优化等方法，应用于电力线信道估计当中。信道估计算法、导频辅助调制（PSAM）信道估计以及盲或半盲信道估计是主要的几种OFDM信道估计方法，利用同步技术和频谱资源分配进行通信调制/解调，采用符号定时和频偏估计和延迟相关算法，使信号传输更加稳定、可靠和精准，有效降低误差。实现电力线多用户频谱优化，利用低压电力线载波通信信道的特性，进而提升通信系统的整体性能。目前，低压电力线通信组网技术、电力线载波调制芯片应用技术开始应用于低压电力线载波通信当中，随着低压宽带电力线通信标准的发展，低压电力线载波通信技术也在更加深入的进行中，电力线通信问题将会更为完善的解决，其应用领域将会进一步拓展。

结论：电力线通信网络安全、平稳的运行，离不开的稳定可靠的低压电力线载波通信技术。在电力线载波通信的研究中，分析电力线输入阻抗特性、信道衰减以及电力线信道噪声特性，应用电力线通信调制/解调技术，同时开发更为先进新技术，以有效改进低压电力线载波通信技术的缺陷，进而提升电力线通信的整体水平。

参 考 文 献

[1]程万胜，张洁，张玉忠. 低压电力线载波通信技术探讨[J]. 现代建筑电气，2015，03：17-21.

[2]李文瑞. 低压电力线载波通信技术探讨[J]. 电子制作，2015，12：160.

[3]马晓奇. 电力线载波通信技术发展现状及其应用前景[J]. 机电设备，2014，03：36-40.