摘要：电力线载波PLC技术具有时变性、衰减特性、干扰噪声等特性同时具有经济性、智能化、监控方便、操作简便等优点。电力线载波已成为电力系统应用最为广泛的通信手段，随着电力系统的迅猛发展和电力行业泛在电力物联网的发展需求，低压电力载波通信技术为自动抄表、智能交互、自动查询等多种服务技术支撑提出了更高的要求。基于此，本文首先简要介绍了电力载波PLC技术和泛在电力物联网相关概念，然后就低压PLC技术在泛在电力物联网中的应用进行探讨。
关键词：低压PLC技术；泛在电力物联网；应用
1电力载波PLC技术
在上世纪50年代由美国率先对电力线载波通信集成电路进行了开发研究，并陆续衍生出低功耗电力线通信微处理器、网络技术芯片等产品。受制于电力系统发展的滞后性，国内电力线载波通信研究开始于20世纪末，但发展迅速。如，90年代制定的电网载波方案，对早期载波设备的研制，起到了行业规范的作用。根据国内需求，结合国外先进技术，研制出符合载波实验样机。在2000年制定了电力线载波集中抄表技术发展标准，填补了我国电力行业该标准的空白。近20年来，在国内知名院校与科技企业的攻坚克难下，不断取得了实质性进展，如实现了配电网小区用户快速抄表等应用。
利用现有中低压电力线路传送数据信息时，先把载波调至高频波段，进行功率放大后叠加、啮合到电力线。高频载波信号通过电力线路传送到不同用户，用户端设置的接收机采用非藕合电路对离高频信号进行分离，通过滤波器滤除谐波等干扰信号，再把信号放大，通过解调电路把有用信号转化为数字信号[1]。
电力线载波PLC技术具有经济性、智能化、监控方便、操作简便等优点，常见的电力线载波经过低压载波设备实现传递信号，常见的传输介质架空线路与电力电缆；控制方式主要有正交双边带调制、移频键控、振幅键控、无载波调幅调等。比较常用的调制及传输模式为多路载波、窄带超窄通信、多路载波调制、双音多频调制、线性调频脉冲、扩频带等技术，数据传输速度较高。载波充分发挥了低压电力线载波通信质量，利用现有的配电线路传输，不需单独铺设线路。该模块具有UART、以太网、SDIO、SPI、I2C、I2S等多种外部接口，支持多种数据的传输，具备电力载波通信功能。PLC采用多跳中继技术，技术标准为ITU-T G.9905，最大10级中继，最大中继延迟10 ms。在电力线传输介质中最长传输距离可以达到10 km。中继方式可以有效降低各种噪声干扰和衰减影响；模块符合欧盟EN50561标准规范，可在双绞线、直流/交流电力线、同轴线、电话线等多种通信线缆中传输，工作功耗较低[2]。
2泛在电力物联网的特点
2.1全面感知信息，实现迅速组网
泛在电力物联网能够对信息进行全面的感知，还可以实现迅速组网，方便灵活。在泛在电力物联网中的传感器能够及时响应需求，实现感知。通常会将无线传感设备进行部署，无需借助固定设施，就可以迅速进行组网，实现通信，对系统周边环境和每个环节的信息进行采集和处理。由于电力系统十分复杂，因此，泛在电力物联网对信息的全面感知功能更显得尤为必要。
2.2加强信息融合，方便通信
泛在电力物联网的传感器可以对信息进行初步压缩，这样就可以避免出现数据冗余问题，防止数据包丢失，保证信道通畅。传感器可以将信息传递给网管或者基站，再将处理后的信息传输到用户终端。传感器和通信设备可以开展无线通信，而且通信十分方便。在多个通信链路的支持下，网络通信也会更加便捷。
2.3拓扑网络结构复杂，自愈性良好
泛在电力物联网具有复杂的拓扑网络结构和强大的自愈性。泛在电力物联网中的传感器需要充分发挥作用，这就需要随时部署新的设备，或者对传感器进行调整。
为节约成本，降低能源消耗，就要随时切换传感器的状态。有些传感器会受到环境的影响，或者自身存在质量问题，因此不能发挥作用，就要将其替换或者撤回，这样就会使得拓扑网络结构变得更加复杂。因此，泛在电力物联网必须要适应这种频繁的变化，而且要有很强的自愈性，方可不影响其正常的功能。同时，电力系统对传感设备有很严格的要求，必须要保证传感设备有良好的自组织水平，方不影响监控功能的发挥[3]。
3低压电力线载波通信技术的应用
低压电力线载波通信技术在各个行业中应用广泛，特别是电力网络通信领域，通过不断的发展进步，其优势开始展现出来，如不需要重新架设网络、不占用无线频谱资源、运维简单、成本低，对国网公司提出的泛在电力物联网发展战略的需求，电力载波通信技术有着明显的经济优势和技术优势。主要体现在以下几方面：
3.1常规小区用户侧用电采集及控制
针对小区居民用户用电设备均是通过单相低压电力线提供电源，通过单相载波可以实现居民用户用电信息采集，通过载波传输至三相载波设备集中处理，再通过光纤或者无线传输至系统主站，实现快速采集需求。在未来智能家居的应用需求上，各用电智能设备只需将智能控制信号在总控开关处通过载波分发到各智能设备处，即可对相关设备，如智能门窗、空调的温度和模式、照明的开关控制等功能。
3.2常规专变或公变侧用电采集及控制
企业用户在配置专变直接供电时，对于三相供电设备，通过三相载波实现用电信息采集；对于照明等单相供电设备，通过单相载波实现用电采集。再通过三相载波集中器汇总然后通过光纤或者无线传输至系统主站。
3.3智能家居化应用
随着人民对高质量生活水平的追求不断提高，智能家居已由概念进入实践，如，现阶段智能家居网络构建，需要一种合适的技术手段，将家居控制器、家用设备等与PC机进行连接组网，构建家居智能网络从而将各种设备进行智能化控制。针对智能家居用户用电设备均是通过低压电力线提供电源，可以在不安装与设置信号线、在家居原有环境下、在不更改原有使用习惯的情况下，通过载波通信利用因特网，实现网络的链接组建，实现智能控制，成为当前人们进行家庭智能构建的主要方式。例如，较为典型的是电力宽带上网系统的应用，利用当前的低压电力线上网时，首先通过其电力调制解调器，将信号进行合理的分析，并通过正交频分复用进行调制，将其调制为特殊电力信号，并将其进行有效的传送，传送至载波设备中，并进行有效的转换，以实现上网的功能。
3.4绿色智能化小区
随着国内城市化建设加快，城市高层楼宇小区数量增多，构建绿色智能小区成为未来发展的必然趋势。低压电力载波通信技术具有较强的优势，利用电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受高速网络接入，从而实现集数据、语音、视频，以及电力于一体的“四网合一”，同时可对水、电系统等进行统一控制，如，停车场收费系统管理、远程抄表系统管理以及小区安防监控系统管理等[4]。
结束语
电力线通信技术通过已经架设的电力线作为信息传输的媒介，采用载波达到实现模拟或数字信号传输的目的。它组网简单方便、成本低，应用范围广，信息安全性较高。目前电力载波通信根据速率不同可大致分为低速载波和高速载波。PLC技术的应用在泛在电力物联网建设中的应用价值值得探讨。
参考文献
[1]刘振亚．构建全球能源互联网推动清洁能源绿色发展[J]．青海科技，2016（1）：35-40.
[2]黄仁乐，等．城市能源互联网功能体系及应用方案设计[J]．电力系统自动化，2015（9）：26-35.
[3]金凌英.电力线载波通信系统中信号干扰和扩频技术的研究[D].上海：上海交通大学，2017.
[4]刘炜，等.台区用电环境对高速载波功率余量的影响分析[J].节能技术，2018，36（6）：514.