一种电力载波信号延长器的应用

张佳斌

摘要：建立配网自动化数字通信网络是实现配网自动化的前提。采用光纤通信与载波通信相结合的方式，在主干网采用光纤通信方式，在分支处采用电力线载波通信方式，既满足配网自动化系统对通信性能的要求，又最大程度的节约了成本。给出了电力线载波通信方案，并针对中压载波技术速率低、频带受限等问题提出了两级载波结构与增加规约转换板等解决方案。

关键词：电力线载波;配电网;自动化

1、电力载波技术

其中电力载波技术在居民集抄中应用最为广泛，然而在具体的工程实践中，这种技术还有一些问题未得到解决。主要有：（1）信道不稳定，这造成抄收的准确度不高，不能在根源上提升工作人员在抄表工作中的效率和准确率。（2）低压的节能变频装置因为工作产生很多的谐波，这对电网危害很大，同时想要对数量很多的变频设备进行波段控制是很难的，而且也会耗费很多的投入，既不经济也不容易实现。所以基于這个问题的考虑可见，其在未来电力行业的应用前景不客观，同时也存在风险。（3）通讯效率不高，不能对用电现场做到实时的监控，无法使控制室掌握日常的损耗。（4）信道带宽不足，对于大量数据传输的需求，有限的带宽显然不能满足这一要求。（5）在进行通讯时，载波信号常常会出现违背规律的现象，例如不可掌控地越过变压器设备，导致相邻之间的变压器相互影响、干扰。所以同一区域的变压器一定要进行分时段工作，避免同时工作从而造成对线损的估计失误。（6）低高压之间的转变和耦合在电力载波通讯时非常常见，这会对工作人员和用户的安全造成威胁。（7）具体的安装和调试需要投入大量人力、物力进行现场的调试、试运行。（8）系统规模有限从而导致了路由级数的需求太大和不足。

2、配电载波技术在配网自动化的应用

2.1、微电网配网自动化

本文设计的微电网配网自动化方案共分为3个步骤，下文将对此进行分析?（1）首先取消传统微电网当中的协调控制器，此时微电网的结构会变为两次，背部结构组成为馈线终端单元?电源控制器?储能装置等，其次对配网主站进行改造，即采用SCADA系统?GIS系统来进行双重设置，在此结构之下，既保留了原有配网常规功能，同时还能对微电网的状态进行自由切换?（2）将馈线终端单元安装在断路器?负荷开关?分段器周边，此时对照线路开关，通过馈线终端单元对各线路的运行参数进行数据采集;将配电变压器监测终端安装在配电变压器类设备周围，以此来检测变压器设备的参数?（3）采用IEC61850通信协议，建设OSI标准的7层通信模式，因此上述馈线终端单元?配电变压器监测终端所采集到的数据参数，就可以依照参数特征对应到某次通信渠道中，以此完成数据格式转换，最终发送到自动控制端?

2.2、完善配电网网络结构

应优化完善配电网网络结构，以促进配网自动化建设，从而保障配电网供电可靠性。例如，配电网规划建设中，合理设置配网线路联络断路器数量，在供电负荷长期过大的线路上进行联络点设置，以转移部分负荷，调节供电压力。同时，对于供电运行环境较差且故障率较高的架空线路，采用电缆线路方式提升供电可靠性。其次，需优化配电网的维护与管理，以促进配电网自动化建设水平的提升，保障电网供电可靠性。配电网运行维护与管理中，需合理安排计划停电，并加强对配电网状态检修的管理。电网线路维护责任划分中，采用设备主人制方式促进责任落实，对配电网故障的处理流程进行优化，通过“一线一档案”管理措施实现对配电网故障问题的有效维护与管理。最后，需引进和应用先进设备。配电网自动化系统建设中，采用智能分界断路器与三分断路器保护装置平台等，以保障供电可靠性。

2.3、无线集中器模块和无线电能表

无线自组网系统中，无线集中控制模块是其中的重要部件。它可以自动复制和存储各种智能电表，采集终端或带载波通信功能的采集模块以及各种载波通信终端的电源数据，另外也可以与主站或手持设备实现交换数据。严格执行中华人民共和国电力行业标准DL/T587-2000。无线自组织网络全电子电能表中应用了目前最为先进的电能表专用集成电路，以及能够实现无限期储存数据的存储器，宽温中文液晶显示器等技术，还采用了目前SMT技术电子组装工艺设计生产，用于测量50Hz交流电网的额定频率。电能表中还有嵌入式的RobuNet无线模块，这来源与全球最前沿的ad-hoc无线网络技术，可以实现高度的智能化，并能够与其他RobuNet无线模块电表和各种RobuNet无线设备自动构成无线网络，无需手动调整参数。在RobuNet无线集中器和后台主站系统的控制下，可以实现可靠性高和速率高的无线数据交互，以及通过合作实现集中抄表，实时透明读取数据，进行远程开关控制功能。

3 宽带电力载波与其他通信技术比较

3.1 宽带载波是基于已经广泛验证的TCP/IP网络协议，因而具有完善的链路层和网络层数据保护与验证，即使在窄带载波较有优势的通信距离上，宽带载波设备也可通过自身已具备的自动路由选址和中继组网机制，更好的满足端到端的通信方案。

3.2微功率无线解决方案与宽带载波方案相比，其覆盖率由于受到地形气候的影响，只能在台区中加装多台集中器以实现全覆盖的效果，这无疑加大了施工、维护量及对后续服务的依赖。而基于TCP/IP机制的宽带载波，则通信性能高、速率快、稳定性安全性高、扩展能力强，能更有效的达到“全采集”目标。

3.3 RS-485与宽带电力载波通讯方式相比，其需要长距离布线，造成工作量增大，加大投资，同时因其线径较细，容易受损，且故障定位和恢复困难，运维费用较高，而且其易引雷，造成RS-485端口损坏。

结语

电力线载波具有巨大的技术开发潜力和广阔的应用前景，在新世纪如何利用电力线载波技术更好地为配电网自动化系统服务，利用先进的数字载波技术开发电力线路网络的巨大潜能，在电力市场化的改革中为用户提供更好、更快、更多的服务内容，是电力企业急需解决的一个重要问题。

参考文献：

[1]电力营销远程抄表技术现状与问题研究[J].刘长乐.民营科技.2016（12）

[2]电力营销远程抄表技术问题与对策探讨[J].肖勇，何方英.低碳世界.2017（14）