电力线中压载波在农村电网中的应用

随着全国农村电网的全面建设，农村电网取得了长足的发展，但是目前农村电网自动化的水平还有待提高，尤其是农村配网自动化基本处于起步阶段，其中信息通道的建设是瓶颈问题之一。特别在没有光缆到达或采用光缆成本太高而有中压电力线的地区，电力系统需要较大带宽通信资源完成电网运行管理、配网自动化的地区，迫切需要一种成本低、组网方便、性能稳定的解决方案，而中压PLC通信技术完全可以满足其需求。

农电通信网的特点是传输容量不是特别大，站点分布密度小。目前农电通信系统主要由光纤通信网和以一点多址及扩频技术为主的无线通信网构成。其中，光纤通信网可靠性高、传输容量大、传输性能优越，但建设和维护成本较高，并且大容量的光通信存在比较严重的资源浪费。无线通信网传输容量太小、传输可靠性和传输性能较差、建设和维护成本较高、设备用户接口比较单一，不适合基于TCP/IP协议的数据业务传输。因此需要找到一种经济性好、实用性强的传输手段来解决农村电网的通信问题。

农村电网作为电能输送的专用网络，是国家基础网络之一，其网络的建设质量、机械强度、路权通道、安全经济技术指标等都是十分优良的，它的覆盖面之广、容量之大是任何网络都不能相比的。所以，农村电网本身就是一种优质的不可多得的通信资源，如果对这一优质的网络资源（杆塔、导线、沟道、路由、通道、路权及其它金属材料等）进行充分的开发和利用，毫无疑问它将成为一个优良的传输网络。

1 电力线中压载波技术的特点

中压PLC技术只需在中压电力线两端安装PLC装置，这使得在中压电力线上实现数据通信方便可行，特别在没有光缆到达或采用光缆成本太高的地区或需要较大带宽完成电网管理、配网自动化时更有意义。中压PLC技术可以作为光纤通信网的补充或接入网使用，中压电力线通信技术的应用将使得电力通信系统的建设工期缩短、维护工作量减少，而且更有利于电力运营管理和实现故障准确定位，从而为供、用电部门加强内部设备管理、提高运行水平、保障供用电可靠性以及抢修工作提供了便利的实现条件，减少通信网络投资。将宽带电力线中压载波技术应用到农村电网信息通道建设中，在基本不影响电网运行可靠性的情况下，获得较大容量的通信带宽，是农村电网通信系统降低成本、提高可靠性和可维护性的一种很好的选择。利用中压电力线路通信可以很方便地建成宽带网，并与低压电力线通信装置配合，构成完整的电力线通信网络解决方案，对推动电力系统自动化技术的发展和提高电力企业整体的经济效益无疑具有积极的促进作用，非常适合于农电通信网使用。

目前国内低压电力通信技术，已有初步的实际应用。在宽带电力线通信方面已经积累了大量经验，在此基础上进行中压电力线通信的研究具备成熟条件。中压PLC技术所具有的寻址量大、双向通信、高速率（80 Mbit/s以上）、接入容量大、强大的节点管理能力以及施工简便、维护量小等特点，将为解决农村电网自动化的通信瓶颈问题提供一条现实、方便、快捷的途径。

利用中压电力配电网络可以传输VOIP数据、图像数据等，可以为城市居民小区和边远、农村用户，通过电力网络实现Internet接入服务。

2 电力线中压载波设备主要技术指标

耦合器设备：

.频率范围：2～40 MHz；

.接入衰减：2～3 dB；

.额定阻抗：线端 20～50 Ω；

.中压电缆工作电流：360 A（50 Hz）；

.工作电压：24～36 kV；

.绝缘电阻：>100 MΩ；

.信号动态范围：90 dB。

中压通信节点设备：

.频率范围：2～34 MHz；

.最大速率：130 Mbit/s（FTP下）；

.最大通信距离：1000 m；

.支持TCP/IP协议，支持光纤或Ethernet接口，具有远程管理监控功能，为中压配网自动化提供匹配接口；

.工作频段及输出功率可调以适应电磁兼容的要求支持频分和时分两种转发方式。

可以支持的功能：

.FDM调制，2～34 MHz频率，1536路载波；

.最大物理层速率：200 Mbit/s；

.使用3DES加密技术；

.完整的VoIP功能；

.支持802.1Q VLAN和OVLAN；

.8优先级的QoS；

.12种频段模式；

.完善的SNMP和远程软件升级。

接口转换设备：

.适合配网自动化需求。

3 应用分析

中压PLC组网示意图见图1。




设备安装图见图2。




由上图可看出，中压PLC设备组网灵活，安装简单方便，可用性能良好。

目前农村电网已具备了一定量的光纤网络，由于光纤网络具有传输容量大，传输距离长等优点，适宜将光纤网络作为骨干传输平台，在光纤网络没有到达或不可能到达的区域，可以建设中低压PLC传输网络，作为光纤传输网络的有效补充和接入网络，比如：开闭站、供电所等。

适用业务分析：农电办公MIS；农电GIS；农电配网自动化；供电所话音通信；INTERNET接入等。

成本分析：作为农村电网需要的传输技术，其设备成本将对技术的应用起到巨大的作用，只有价格低廉、性能优异的技术才有可能得到充分的应用，下面我们分析一下电力线中压载波的成本：

耦合器设备：设备成本不超过2000元

中压通信节点设备：设备成本不超过8000元

接口转换设备：成本不超过4000元

4 结论

综上所述，每个节点的主设备成本不超过14000元，加上辅助设备费用，单个节点的总成本不超过18000元，但能获得几十兆具有较高质量和可靠性的通信带宽。由此可见，电力线中压载波是性能优良，价格低廉，非常适宜农村电网使用的通信技术之一。如果合理的开发利用，中压电力线通信技术必将在农村电网的生产、管理的数据通信中发挥巨大作用，同时将为面向社会的运营提供巨大的通信资源。
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