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電力載波技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用
電力載波通訊即PLC，是英文Power line Communication的簡(jiǎn)稱。
電力載波是電力系統(tǒng)*的通信方式，電力載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。大特點(diǎn)是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。
但是電力線載波通訊因?yàn)橛幸韵氯秉c(diǎn)，導(dǎo)致PLC主要應(yīng)用--“電力上網(wǎng)”未能大規(guī)模應(yīng)用：
1、配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用，所以電力載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送；
2、三相電力線間有很大信號(hào)損失（10dB-30dB）。通訊距離很近時(shí)，不同相間可能會(huì)收到信號(hào)。一般電力載波信號(hào)只能在單相電力線上傳輸；
3、不同信號(hào)藕合方式對(duì)電力載波信號(hào)損失不同，藕合方式有線-地藕合和線-中線藕合。線-地藕合方式與線-中線藕合方式相比，電力載波信號(hào)少損失十幾dB，但線-地藕合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用；
4、電力線存在本身固有的脈沖干擾。目前使用的交流電有50HZ和60HZ，其周期為20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出現(xiàn)兩次峰值，兩次峰值會(huì)帶來(lái)兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾，干擾時(shí)間約2ms，因次干擾必須加以處理。有一種利用波形過(guò)0點(diǎn)的短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，但由于過(guò)0點(diǎn)時(shí)間短，實(shí)際應(yīng)用與交流波形同步不好控制，現(xiàn)代通訊數(shù)據(jù)幀又比較長(zhǎng)，所以難以應(yīng)用；
5、電力線對(duì)載波信號(hào)造成高削減。當(dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，線路阻抗可達(dá)1歐姆以下，造成對(duì)載波信號(hào)的高削減。實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)電力線空載時(shí)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)載波信號(hào)可傳輸?shù)綆坠?。但?dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，只能傳輸幾十米。
雖然技術(shù)問(wèn)題隨著時(shí)間的發(fā)展，終都能被解決和克服，但是從目前國(guó)內(nèi)寬帶網(wǎng)建設(shè)的情況來(lái)看，留給PLC的時(shí)間和空間并不寬裕。2000年以來(lái)各大運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模推出ADSL、光纖、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等多種寬帶接入業(yè)務(wù)，留給電力線上網(wǎng)的生存空間，已經(jīng)不斷被其他接入方式壓縮?，F(xiàn)在，PLC除了在遠(yuǎn)程抄表上有所應(yīng)用外，已沒(méi)有了當(dāng)初的豪言壯語(yǔ)。
隨著家庭智能系統(tǒng)這個(gè)話題的興起，也給PLC技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了一個(gè)新的舞臺(tái)。在目前的家庭智能系統(tǒng)中，以PC機(jī)為核心的家庭智能系統(tǒng)是受人熱捧的。該系統(tǒng)的觀念就是，隨著電腦的普及，可以將所有家用電器需要處理的數(shù)據(jù)都交給PC機(jī)來(lái)完成。這樣就需要在家電與PC機(jī)間構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在大家都看好無(wú)線，但是在家庭這個(gè)環(huán)境中，“墻多”這一特征嚴(yán)重影響著無(wú)線傳輸?shù)馁|(zhì)量，特別是在別墅和躍層式住宅中這一缺陷更加明顯。如果架設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)除了增加成本以外，在以后的日常生活中要更改家電的位置也顯得十分困難和繁瑣，這就給無(wú)須從新架線的電力載波通訊帶來(lái)了機(jī)遇。
PLC的大特點(diǎn)：不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，無(wú)疑成為了解決這智能家居數(shù)據(jù)傳輸?shù)募逊桨钢?。同時(shí)因?yàn)閿?shù)據(jù)僅在家庭這個(gè)范圍中傳輸，束縛PLC應(yīng)用的5大困擾將在很大程度上減弱，遠(yuǎn)程對(duì)家電的控制我們也能通過(guò)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)先連接到PC然后再控制家電方式實(shí)現(xiàn)，PLC調(diào)制解調(diào)模塊的成本也遠(yuǎn)低于無(wú)線模塊。
目前的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在家庭智能化，公用設(shè)施智能化（比如遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等）以及工業(yè)智能化（比如各類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集）。在技術(shù)上，電力載波通訊不再是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊的范疇，而是突出開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念，使得每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)（受控設(shè)備）組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制，目前在電力載波應(yīng)用上具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)概念的企業(yè)不多，國(guó)外的有Echelon公司的Lonworks網(wǎng)絡(luò)，國(guó)內(nèi)的有Risecomm（瑞斯康）公司的瑞斯康智能控制網(wǎng)絡(luò)。他們的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議EIA709.1,EIA709.2編寫(xiě)的。
列舉兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的例子：
應(yīng)用案例一：智能家居
智能家居控制網(wǎng)可用電力線載波技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其原理是將電力載波技術(shù)集成后嵌入到各電器中去，并利用家庭現(xiàn)有的電力線作為載波通信媒介，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備之間的通信與控制。智能家居控制網(wǎng)中智能電器的互聯(lián)互動(dòng)，將為您帶來(lái)高品質(zhì)的生活體驗(yàn)和生活享受：
隨時(shí)查詢所有電器狀態(tài)
任一開(kāi)關(guān)集中控制家中所有智能電器設(shè)備
組開(kāi)組關(guān)電器，如場(chǎng)景燈等
隨時(shí)掌握家庭安防情況，如防盜、火警、探測(cè)燃?xì)庑孤┑?br />
通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或?qū)抑须娖鬟M(jìn)行遠(yuǎn)程控制
應(yīng)用案例二：遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)（AMR）
遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表（AMR）系統(tǒng)是智能控制網(wǎng)的重要應(yīng)用之一。它可以使電力供應(yīng)商在提高服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)降低管理成本；并讓用戶有機(jī)會(huì)充分利用各種用電計(jì)劃（如分時(shí)電價(jià)）來(lái)節(jié)省開(kāi)支和享受多種便利。
系統(tǒng)功能特點(diǎn)
遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表
遠(yuǎn)程控制電表拉合閘
實(shí)時(shí)查詢用戶用電量
電表用量組抄或個(gè)別選擇抄讀
可與收費(fèi)系統(tǒng)聯(lián)為一體
根據(jù)電網(wǎng)負(fù)載的峰谷時(shí)段分段電價(jià)
分時(shí)段抄表及計(jì)費(fèi)
控制非法竊電行為
減少人力成本及管理成本
自動(dòng)保存抄讀的歷史數(shù)據(jù)
統(tǒng)計(jì)電表數(shù)據(jù)，分析用電規(guī)律
估計(jì)線損和由電表計(jì)量誤差引起的自損
電力載波是電力系統(tǒng)*的通信方式，電力載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。大特點(diǎn)是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。
但是電力線載波通訊因?yàn)橛幸韵氯秉c(diǎn)，導(dǎo)致PLC主要應(yīng)用--“電力上網(wǎng)”未能大規(guī)模應(yīng)用：
1、配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用，所以電力載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送；
2、三相電力線間有很大信號(hào)損失（10dB-30dB）。通訊距離很近時(shí)，不同相間可能會(huì)收到信號(hào)。一般電力載波信號(hào)只能在單相電力線上傳輸；
3、不同信號(hào)藕合方式對(duì)電力載波信號(hào)損失不同，藕合方式有線-地藕合和線-中線藕合。線-地藕合方式與線-中線藕合方式相比，電力載波信號(hào)少損失十幾dB，但線-地藕合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用；
4、電力線存在本身固有的脈沖干擾。目前使用的交流電有50HZ和60HZ，其周期為20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出現(xiàn)兩次峰值，兩次峰值會(huì)帶來(lái)兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾，干擾時(shí)間約2ms，因次干擾必須加以處理。有一種利用波形過(guò)0點(diǎn)的短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，但由于過(guò)0點(diǎn)時(shí)間短，實(shí)際應(yīng)用與交流波形同步不好控制，現(xiàn)代通訊數(shù)據(jù)幀又比較長(zhǎng)，所以難以應(yīng)用；
5、電力線對(duì)載波信號(hào)造成高削減。當(dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，線路阻抗可達(dá)1歐姆以下，造成對(duì)載波信號(hào)的高削減。實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)電力線空載時(shí)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)載波信號(hào)可傳輸?shù)綆坠?。但?dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，只能傳輸幾十米。
雖然技術(shù)問(wèn)題隨著時(shí)間的發(fā)展，終都能被解決和克服，但是從目前國(guó)內(nèi)寬帶網(wǎng)建設(shè)的情況來(lái)看，留給PLC的時(shí)間和空間并不寬裕。2000年以來(lái)各大運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模推出ADSL、光纖、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等多種寬帶接入業(yè)務(wù)，留給電力線上網(wǎng)的生存空間，已經(jīng)不斷被其他接入方式壓縮?，F(xiàn)在，PLC除了在遠(yuǎn)程抄表上有所應(yīng)用外，已沒(méi)有了當(dāng)初的豪言壯語(yǔ)。
隨著家庭智能系統(tǒng)這個(gè)話題的興起，也給PLC技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了一個(gè)新的舞臺(tái)。在目前的家庭智能系統(tǒng)中，以PC機(jī)為核心的家庭智能系統(tǒng)是受人熱捧的。該系統(tǒng)的觀念就是，隨著電腦的普及，可以將所有家用電器需要處理的數(shù)據(jù)都交給PC機(jī)來(lái)完成。這樣就需要在家電與PC機(jī)間構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在大家都看好無(wú)線，但是在家庭這個(gè)環(huán)境中，“墻多”這一特征嚴(yán)重影響著無(wú)線傳輸?shù)馁|(zhì)量，特別是在別墅和躍層式住宅中這一缺陷更加明顯。如果架設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)除了增加成本以外，在以后的日常生活中要更改家電的位置也顯得十分困難和繁瑣，這就給無(wú)須從新架線的電力載波通訊帶來(lái)了機(jī)遇。
PLC的大特點(diǎn)：不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，無(wú)疑成為了解決這智能家居數(shù)據(jù)傳輸?shù)募逊桨钢?。同時(shí)因?yàn)閿?shù)據(jù)僅在家庭這個(gè)范圍中傳輸，束縛PLC應(yīng)用的5大困擾將在很大程度上減弱，遠(yuǎn)程對(duì)家電的控制我們也能通過(guò)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)先連接到PC然后再控制家電方式實(shí)現(xiàn)，PLC調(diào)制解調(diào)模塊的成本也遠(yuǎn)低于無(wú)線模塊。
目前的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在家庭智能化，公用設(shè)施智能化（比如遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等）以及工業(yè)智能化（比如各類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集）。在技術(shù)上，電力載波通訊不再是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊的范疇，而是突出開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念，使得每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)（受控設(shè)備）組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制，目前在電力載波應(yīng)用上具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)概念的企業(yè)不多，國(guó)外的有Echelon公司的Lonworks網(wǎng)絡(luò)，國(guó)內(nèi)的有Risecomm（瑞斯康）公司的瑞斯康智能控制網(wǎng)絡(luò)。他們的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議EIA709.1,EIA709.2編寫(xiě)的。
列舉兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的例子：
應(yīng)用案例一：智能家居
智能家居控制網(wǎng)可用電力線載波技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其原理是將電力載波技術(shù)集成后嵌入到各電器中去，并利用家庭現(xiàn)有的電力線作為載波通信媒介，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備之間的通信與控制。智能家居控制網(wǎng)中智能電器的互聯(lián)互動(dòng)，將為您帶來(lái)高品質(zhì)的生活體驗(yàn)和生活享受：
隨時(shí)查詢所有電器狀態(tài)
任一開(kāi)關(guān)集中控制家中所有智能電器設(shè)備
組開(kāi)組關(guān)電器，如場(chǎng)景燈等
隨時(shí)掌握家庭安防情況，如防盜、火警、探測(cè)燃?xì)庑孤┑?br />
通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或?qū)抑须娖鬟M(jìn)行遠(yuǎn)程控制
應(yīng)用案例二：遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)（AMR）
遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表（AMR）系統(tǒng)是智能控制網(wǎng)的重要應(yīng)用之一。它可以使電力供應(yīng)商在提高服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)降低管理成本；并讓用戶有機(jī)會(huì)充分利用各種用電計(jì)劃（如分時(shí)電價(jià)）來(lái)節(jié)省開(kāi)支和享受多種便利。
系統(tǒng)功能特點(diǎn)
遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表
遠(yuǎn)程控制電表拉合閘
實(shí)時(shí)查詢用戶用電量
電表用量組抄或個(gè)別選擇抄讀
可與收費(fèi)系統(tǒng)聯(lián)為一體
根據(jù)電網(wǎng)負(fù)載的峰谷時(shí)段分段電價(jià)
分時(shí)段抄表及計(jì)費(fèi)
控制非法竊電行為
減少人力成本及管理成本
自動(dòng)保存抄讀的歷史數(shù)據(jù)
統(tǒng)計(jì)電表數(shù)據(jù)，分析用電規(guī)律
估計(jì)線損和由電表計(jì)量誤差引起的自損
