低压配电网电力线载波通信中继组网的形式

隆雨利

摘要

伴随低压配电技术与电力线载波技术的飞速发展，具有范围广、用户多等优势的低压配电网备受人们广泛关注。本文首先介绍了低压电力线载波通信的特征，然后针对有关技术进行分类，最后探究了低压配电网电力线载波通信中继组网形式。

【关键词】低压配电网 电力线载波通信 配电技术

目前，PLC技术（电力线载波通信技术）己变成通信领域中的全新探究焦点，其被视为将来现场设施总线通信技术的主要发展方向。但是，身为一种发展前景广阔的通信形式，PLC因为具备频率选择性与时变性等特征，让其在实际运用中存在诸多问题急需完善。

1 低压电力线载波通信特征

1.1 频率选择性

因为低压配电网中负荷状况繁杂，负载转变随机且较大，噪音类型多，噪音强度高等特征导致信号出现驻波、反射与谐振等问题，让信号稳定性大大降低，从而造成电力载波通信信道兼具显著的频率选择性。

1.2 时变性

因为载波信号在低压电力线中散布不均衡，而且各種电力负载在低压配电网的任何位置都能随意的进入与断开，让信道展现出明显的时变性。

1.3 噪音影响大而信号减弱快

干扰电力现在播通信的噪音有三类，分别为散布在总体通信频带的背景噪音、因为脉冲影响所导致的周期性噪音、因为用电设施的随机投入或断开而形成的突然性噪音。

2 电力线载波通信技术的分类

电力线载波通信一般分为两种，分别是窄带和宽带电力线载波通信。其中前者带宽范围为4-500KHZ，通信速率低于1mbit/s;后者带宽则为3-30MHZ，速率在大于1mbit/s。

还可依据频带传输技术把电力线载波通信区分成扩频与传统的频带传输。其中前者只要包括OFDM（正交频分复用）、DSSS（直接序列扩频）和调频等等。接下来侧重介绍OFDM技术。

OFDM是一种无线氛围下的高速传递技术。其主旨便是在频域里把既定信道划分成若干个正交分支信道，在各个分支信道上应用一个分支载波展开调制，而且这些载波并行传递。虽然整体信道并不是平整的，具备频率选择性，然而各个分支信道却是平整的，在其中展开分时窄带传输，有关带宽超过信号带宽。所以，便能有效去除信号波形间的影响。并且因为信道的互相正交致使频谱互相低价，不仅避免了分支载波间的互相影响，还提升了频谱使用率。另外，利用交叉、前向纠错，信道编码与自动重发等技术来确保信息传递的安全性与稳定性，所以变成电力线上网使用的核心通信形式。

3 低压配电网电力线载波通信中继组网形式

因为低压电力线网繁杂的网络拓扑构造与物理构造还有就此导致的时变性与未知性让低压电力线组网形成较多阻碍。本文尝试运用一种办法找出网络的逻辑拓扑构造，好比在低压抄表体系中因为电网突发噪音与时变性导致的抄表死角问题。有关人员在网络拓扑中要引起注重的是电力线载波通信里的孤点现象，这一节点在所有中继措施中都不能和其余节点衔接，要放在总体拓扑构造外。

此办法的基本构思立足于主载波，排查有关网络中的每一个从载波节点，发现孤点，进而明确网络逻辑拓扑构造。假定网络内一个主载波节点，N个从载波节点，建设这一网络的逻辑拓扑构造可参照以下流程：

（1）由一个主载波节点向其他N个从载波节点传送检测轮询包。假设有M（N≥M）个从载波节点收取到此包且回复，那么便找出了首层可直接与主载波节点实现通信的从载波节点。如果N等于M，那么轮询进程完结。

（2）在首层载波节点1-M顺次向其余 （N-M）个从载波节点输送检测轮询包。假定有Z【（N-M）≥Z】个主从载波节点收取且回复，那么便找出了次层能和首层中继相衔接的从载波节点。

如果Z等于。，代表剩余的节点不但无法直接和主载波节点衔接，还无法和首层从载波节点中继相衔接，那么认定其是孤点，轮询完成。

如果（N-M）>Z>0，则依据这一办法接着向次层传送检测轮询包，直至轮询完结，依据得到的结果建设网络逻辑拓扑构造。

（3）根据相关算法获得一组网络节点的逻辑拓扑构造。通过研究可发现，其物理拓扑构造与逻辑拓扑构造间有所差异。即使逻辑拓扑构造同样选用树的构造，然而其所展现的并非一种稳定的拓扑构造，属于一种中继对策。其不是唯一的通信渠道。虽然有别于物理拓扑构造，一些节点被分布在各个层中，但在逻辑拓扑构造中却处于相同层。

4 仿真试验和结果剖析

为检验本文提供的逻辑拓扑构造算法的实用性与合理性，经过在试验室运用载波机建设测试网络，人工转变节点数量、中继节点、分支节点位置和网络层数等，明确出各种状况下轮询的频次和创建完逻辑拓扑构造使用的时间。应用载波机实现一次性点对点轮询花费的时间是0.5秒，从而获得试验结果。

通过试验结果可知，利用本文提供的算法创建逻辑拓扑构造，对所用时间影响最多的是需要中继分支节点的地点。针对具备四十个分支节点的网络来讲，时间最长消耗165.9秒;对时效性要求较低的低压载波通信而言，是可承受的;拥有十个分支载波节点的网络其中继数与节点数和普通的中压电力线相同，可在中亚载波组网里应用这一办法。

电力线载波技术成本投入少、分布范围广、接入便捷，其核心技术OFDM的发展空间较大，为电力线载波通信实现可持续发展提供有利条件。自动集抄体系通道的载波运用现阶段己变成自动组网，然而却依然有抄表死角等问题，但在低压配电网电力线载波却能轻松解决这一难题。然而这场所的网络较为繁杂，难以找出物理方面的网络拓扑构造。

5 结论

综上所述，电力线载波通信网始终是供电体系的重点基础网络。伴随光纤技术的应用，电力线载波现己从主导电力通信形式变成辅助位置。然而鉴于电力通信发展水平不平均其依然有较大发展前景，因此探究低压配电网电力线载波通信中继组网形式有着重大意义。

参考文献

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