也称为有线无线,电力线载波通信PLCC (PLCC)从最初的远程计量应用到现在的家庭自动化、高速互联网接入、智能电网等应用,经历了漫长的发展。在20世纪早期,电力公司使用电话作为通信媒介,为操作支持、维护和控制等交换语音信息,并作为在偏远地区连接的一种方法。电话线和电力线平行。这有很多缺点:
- 长途电话线路的使用和地形的困难,如山脉是非常昂贵的。
- 噪声干扰由于潮流在电话电路上以并联电力线流动。
- 在恶劣的天气条件下,如冬天的大雪、暴风雨等,电话线经常被关闭,使它们变得不可靠。
这导致了发明一种更强大、更便宜的通信方法的想法。使用电力线作为电话的一种方法是一个长期的想法,它的第一次成功的测试是在1918年的日本。在1930年代开始商业化之后。
电力线载波通信
图1显示了一个基本的PLCC网络用于电源变电站。该电力线载波通信(PLCC)使用现有的电力基础设施将数据从发送端传输到接收端。它工作在全双工模式。PLCC系统由三部分组成:
耦合电容器
它形成传输线和终端组件之间的物理耦合链路,用于载波信号的中继。其功能是为载波信号频率提供高阻抗和功率低阻抗。它们通常由用于高压施加的纸或液晶系统组成。耦合电容器的额定值在765kV(源代码:IEEE)的34kV至0.0023-0.005μF下的0.004-0.01μF。
排水线圈
如图1所示,漏极线圈的目的是为载频提供高阻抗,为工频提供低阻抗。
行调谐器
它与耦合电容串联,形成谐振电路或载波信号频率高通滤波器或带通滤波器。其功能是将PLC端子与电力线的阻抗匹配,以便在电源线上介绍载波频率。此外,它还提供了电力频率和瞬态过压保护的隔离。
线陷阱或波浪陷阱
它是一个平行的L-C坦克过滤器或带停止滤波器,与...串联连接传输线。它向载波信号频率和对功率频率的极低阻抗提供了高阻抗。它包括
线阱或波阱防止了不需要的载波信号功率丢失,并且还防止载波信号传输到相邻的电力线。线陷阱或波阱可用于窄带和宽带载波频率阻塞应用。
电力线通道特性
特性阻抗
传输线的特性阻抗为:
式中,L是单位长度的电感,以亨利(H)为单位。
C是电容每单位长度在Farad(F)中。
在300 - 800的范围不同Ω电力线通信。衰减
它以分贝(DB)测量。衰减损耗可能是由于阻抗不匹配,电阻损耗,耦合损耗以及线阱,线调谐器,电源线等的各种其他损失。
噪声
接收端的信噪比(SNR)必须要高,否则接收端的载频会出现不稳定的模式。噪音等级限制了衰减PLCC.频道可以容忍。
带宽
更宽的带宽意味着更快的频道,但它也会导致噪音的突出。对于中继目的,AM通道带宽约为1000Hz至1500Hz,对于FSK带宽为500Hz至600Hz(来源:IEEE)。
PLCC在电力系统中的应用
保护性继承
为了载波辅助保护的目的,PLCC通道使用调制方案,即用于阻塞方案的幅度调制(AM)和用于解阻塞、允许和直接脱扣方案的频移键控(FSK)。
遥测
它是用来监测电量的,比如电压那当前在远程位置的电源等。模拟数据在二进制中转换,用于将FSK频率高且低电平,然后通过窄带SSB通道传输。
电话
语音信息通过SSB窄带模式发送,带宽约为3khz。
家庭自动化和家庭网络
它被归类为低压电力线通信。在家中使用低压电气网络来通过通过电源线发送或接收数据来控制设备。它用作家庭自动化和计量目的的窄带PLCC,以及宽带PLCC用于互联网。
PLCC的局限性
- 电力线通信受到现有电力基础设施的限制,在那里使用它,从而影响电力线信道参数,例如功率衰减,噪声,阻抗和带宽。
- 它需要高SNR比率。
- 电力线网络通常是不匹配的,并且在不同的负载下随着时间的变化而变化。这将导致载波功率的衰减。这是主要的缺点。
- 载波频率在从发射机、同轴电缆、线路调谐器单元、耦合电容、电源线到发射机的路径上的不同点都遭受反射损耗。
- 电力线通信不安全。