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1 概述
　　近年來(lái)，隨著電力系統(tǒng)兩網(wǎng)改造工作的逐漸推進(jìn)，“一戶一表，抄表到戶”及“城鄉(xiāng)同網(wǎng)同價(jià)”等政策的貫徹實(shí)施，電力用戶數(shù)量急劇膨脹，用電網(wǎng)絡(luò)日益龐大。目前低壓用電居民用戶數(shù)量大、分布廣、抄表強(qiáng)度大，傳統(tǒng)的人工抄表容易出現(xiàn)誤抄、漏抄的情況，而且現(xiàn)場(chǎng)故障和異常情況難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，線損分析和管理困難，難以滿足現(xiàn)在的用電管理需要。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，有效地開(kāi)發(fā)、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，解決這一矛盾，在電力行業(yè)中出現(xiàn)了基于現(xiàn)代通訊技術(shù)的集中抄表系統(tǒng)，其通信方式有RS485總線傳輸、無(wú)線傳輸、低壓電力線載波等方式。
 
2 幾種常用通信方式對(duì)比
　　集抄系統(tǒng)中，上層及中層通訊網(wǎng)所涉及的通訊量不會(huì)很大，組網(wǎng)形式也比較簡(jiǎn)單，技術(shù)也較成熟，關(guān)鍵在于采用何種通訊將大量的居民電能表電量數(shù)據(jù)傳送到集中器，可以采用的方式有：
（1）無(wú)線方式
　　由于居民電表數(shù)量大，單戶用電量較少，這就表明，不可能采用無(wú)線通信來(lái)從動(dòng)輒數(shù)以十萬(wàn)計(jì)的電能表向集中器傳送數(shù)據(jù)，這樣的成本電力企業(yè)負(fù)擔(dān)不起，而且也是不經(jīng)濟(jì)的。
（2）串行通信總線
　　目前廣泛應(yīng)用的RS-485總線，具有傳輸速率高、技術(shù)成熟的優(yōu)勢(shì)，被成功地應(yīng)用于變電站抄表中，但是面對(duì)數(shù)量大、分布廣的居民用戶就有點(diǎn)顯得力不從心了。首先在安裝時(shí)需鋪設(shè)RS-485總線，施工難度大；其次RS-485總線的驅(qū)動(dòng)能力有限，抄收的用戶數(shù)量有限，需采用多個(gè)采集終端方能解決；再者維護(hù)困難，一旦某個(gè)采集點(diǎn)發(fā)生485總線短接的情況，則會(huì)出現(xiàn)整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)癱瘓，查找困難。因此RS-485總線只適合小面積范圍的使用環(huán)境，不能滿足大面積使用的需求。
（3）低壓電力線載波
　　低壓電力線載波就是利用現(xiàn)有的低壓電力線做為通信信道的一種通信方式。此方式具備多種優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低、工程量小、免專(zhuān)門(mén)維護(hù)、組網(wǎng)靈活、擴(kuò)容容易，易于規(guī)劃和使用，是一種比較可行的通信方式。但載波通信技術(shù)也存在缺陷：低壓電力線阻抗特性和衰減特性復(fù)雜多變、噪聲干擾大，如果要在實(shí)踐中得到應(yīng)用，必須作大的投入去研究和解決。
3 應(yīng)用低壓電力線載波通訊技術(shù)的解決方案
　　為解決低壓電力載波通信技術(shù)的缺陷，我們做了大量的研究，低壓電力線上的輸入阻抗與所傳輸?shù)男盘?hào)頻率密切相關(guān)。在沒(méi)有負(fù)載時(shí)，電力線相當(dāng)于一根均勻分布的傳輸線。由于分布電感和分布電容的影響，輸入阻抗會(huì)隨著頻率的增大而減小。當(dāng)在電力線上有負(fù)載時(shí)，所有頻率的輸入阻抗都會(huì)減小。但是由于負(fù)載類(lèi)型的不同，使不同類(lèi)型的阻抗變化也不同，所以實(shí)際情況非常復(fù)雜，甚至使輸入阻抗的變化不可預(yù)測(cè)。
高頻信號(hào)在低壓電力線上的衰減是低壓電力線載波通信遇到的又一個(gè)實(shí)際困難。對(duì)高頻信號(hào)而言，低壓電力線是一根非均勻分布的傳輸線，各種不同性質(zhì)的負(fù)載在這根線的任意位置隨機(jī)的連接或斷開(kāi)。因此高頻信號(hào)在低壓電力線上的傳輸必然存在衰減。
　　影響居民集中抄表系統(tǒng)正常使用的另一個(gè)不確定因素是干擾。居民小區(qū)低壓電力網(wǎng)中的干擾主要來(lái)自居民家用電器，如交直流兩用電機(jī)、電視、帶可控硅的調(diào)光器等產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲、平滑噪聲及工頻諧波噪聲等。
通過(guò)以上討論，我們可以看到，低壓電力線上的信號(hào)衰減特性和干擾特性非常復(fù)雜，而且隨機(jī)性、時(shí)變性大，難以找到一個(gè)較為準(zhǔn)確的解析式或數(shù)學(xué)模型加以描述。綜上所述，由于在低壓電力線上存在諸多使載波信號(hào)的信噪比急劇下降的因素，使得載波信號(hào)難以在一個(gè)供電區(qū)域內(nèi)較好地傳輸，必須采用多種技術(shù)措施，才能構(gòu)造出性能滿足實(shí)際需要的載波抄表系統(tǒng)。
　　為此，基于擴(kuò)頻數(shù)據(jù)壓縮寬頻通訊理論的電力線載波通訊技術(shù)，被應(yīng)用于低壓電力線抄表系統(tǒng)。其主要技術(shù)特點(diǎn)是：
　　（1）數(shù)據(jù)壓縮傳輸：低壓電網(wǎng)干擾嚴(yán)重，干擾信號(hào)具有隨機(jī)性、無(wú)規(guī)律性等特點(diǎn)，如果盡量壓縮數(shù)據(jù)，使傳輸時(shí)間盡量減少，可以減少信號(hào)受干擾的概率，并且提高了通信的效率。
　　（2）寬頻傳輸：寬頻傳輸技術(shù)能夠降低傳輸信號(hào)的輻值，且不在某單一頻點(diǎn)上傳輸信息，通過(guò)尋找低干擾頻段，可以得到較好的通信質(zhì)量，并且由于不同電能表在不同時(shí)刻以不同的頻段發(fā)送數(shù)據(jù)，減少了同頻干擾的概率。
　　（3）自動(dòng)增益控制：擴(kuò)頻通信方式抗干擾能力強(qiáng)，目前得到廣泛的應(yīng)用，擴(kuò)頻方式理論上比較先進(jìn)，但是，采用傳統(tǒng)的擴(kuò)頻技術(shù)在低壓電力線上傳輸信號(hào)由于各種限制難以克服遠(yuǎn)距離傳輸?shù)睦щy，因此，通過(guò)自動(dòng)增益控制技術(shù)、接力通訊技術(shù)、自動(dòng)中繼技術(shù)彌補(bǔ)了這方面的不足，有效地延長(zhǎng)傳輸距離。
　　（4）接力通訊：接力通訊技術(shù)能夠在特別惡劣的通訊環(huán)境下，使每一個(gè)終端成為其他終端的接力站，以確保穩(wěn)定可靠的傳輸，避開(kāi)干擾的影響。
　　（5）實(shí)時(shí)中繼：實(shí)時(shí)中繼則是自動(dòng)尋找最佳的信號(hào)中繼點(diǎn)，通過(guò)該點(diǎn)載波模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)的中繼，可以解決較遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸。
在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)采取以上措施，較好地解決了信號(hào)的衰減和噪聲的干擾問(wèn)題。
4 低壓電力載波技術(shù)在電業(yè)局集抄系統(tǒng)的實(shí)用化應(yīng)用
　　目前，基于擴(kuò)頻數(shù)據(jù)壓縮寬頻通訊理論的電力線載波通訊技術(shù)被應(yīng)用于電業(yè)局居民集中抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)已覆蓋城區(qū)的6個(gè)小區(qū)9個(gè)臺(tái)變，共計(jì)2263戶。自2004年投入運(yùn)行到現(xiàn)在，運(yùn)行情況良好、實(shí)用化程度高。
4.1電業(yè)局載波集中抄表的組網(wǎng)模式及建設(shè)規(guī)模

圖1居民集抄低壓電力載波一體化模式圖