PLC电力载波通信技术优势介绍V

《PLC电力载波通信技术优势介绍V》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC电力载波通信技术优势介绍V（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、PLC 电力载波通信技术优势介绍非原创1 PLC 电力载波通信原理介绍电力线通信(Power Line Communicatior,简称PLC)技术是指利用电力线传输数据和媒体 信号的一种通信方式。该技术是通过调制把原有信号变成高频信号加载到电力线进行传输 在接收端通过滤波器将调制信号取出解调，得到原有信号，实现信息传递。 目标标准主要 有： Home-Plug (家庭插电联盟)，美国发起，已逐步成为国际标准。 OPERA开放式 PLC 欧州研究联盟(The Open PLC European Research Alliance)调制信号电力线是一个极其不稳定的高躁声、强衰减的传输通道，要实现

2、可靠的电力线高速数据 通信，必须解决低压配电网上各种因素如：噪声、阻抗波动、配电网结构、电磁兼容性以及 线路阻抗和容性负载引起的信号衰减等主要因素对数据传输的影响。为了解决以上低压配电 网中各因素对数据传输的影响，在电力线上传输高速数据信号一般采用两种技术： 电力线数字扩频(Spread Spectrum Communication , SSC)，窄带 PLC 技术 正交频分复用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM) ，即宽带PLC 技术1.1窄带PLC和宽带PLC比较电力线数字扩频技术(Spread Spectrum Commu

3、nication ， SSC):用伪随机编码将待传送的信息数据进行调制，实现频谱扩展后再传输，在接收端则采用 同样的编码进行解调及相关处理。 香农公式C=Wlog2 (1+S/N)(其中：C为信道容量，W为频带宽度，S/N为信噪比)主要优点如下：1) 抗干扰能力强，适合在低压电力线这样的恶劣通信环境下实现可靠的数据信息。2) 可以实现码分多址技术，在低压配电网上实现不同用户的同时通信。3）信号的功率谱密度很低，具有良好的隐蔽性，不易被截获。 缺点：扩频通信虽然抗干扰能力较强，但受其原理制约，传输速率最高只能达到 1 Mbits 左右。采用SSC技术的PLC通常称为窄带PLC。正交频分复用技术（

4、OFDM）:OFDM 技术把所传输的高速数据流分解成若干个子比特流。每个子比特流具有低得多的 传输速率，并且用这些低速数据流调制若干个子载波。相比SSC技术，OFDM具有以下的优点：1）抗衰减能力强。 OFDM 通过多个子载波传输用户信息，对脉冲噪声 （ImpulseNoise）和信道快衰落的抵抗力很强。同时，通过子载波的联合编码，OFDM实现了子信道 间的频率分集作用，也增强了对脉冲噪声和信道 快衰落的抵抗力。2）频率利用率高。 OFDM 允许重叠的正交子载波作为子信道，而不是传统上利用保护频带分离子信道的方式，因此提高了频率利用效率。3）适合高速数据传输。OFDM的自适应调制机制，使不同的

5、子载波可以根据信道情况和噪音背景的 情况选择不同的调制方式。OFDM技术非常适合高速数据传输。4）抗码间干扰（ISI）能力强。码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰。造成码间干扰的原因有很多。实际上，只要传输信道的频带是有限的，就会造成一 定的码间干扰。由于OFDM采用了循环前缀，因此，对抗码间干扰的能力很强。1.2华为PLC技术优势华为PLC，采用华为海思自主研发芯片：Hi3911C，载波频率：212MHz （支持自适应调 节），OFDM调制，相相耦合，最大发射功率4W，幅值大约9V。遵从Home-Plug（家庭插电 联盟）国际标准。技术特点： 物理层采用OFDM,即“正交频分复

6、用”技术，子载波支持BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM 调制 载波频率：212MHz 物理层峰值速率 14Mbit/s 应用层峰值速率 2.8Mbit/s 支持终端个数1 000 个电池组件华为组串式逆变器，内部集成PLC通信模块PLC STA，通过交流输出电力线缆，与安装 于箱变侧的智能子阵控制器 Smartlogger 进行电力载波通信。整个光伏子阵内，采用 PLC 后再无须专门为子阵内通信铺设RS485通信线缆，可节省通信线缆及施工量。逆变器12 PLC 电力载波与 RS485 方案对比电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟

7、或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线， 就能进行数据传递。PV阵冃PV阵化eH说Jt11-1*中压电网 :丄三内网中压童压吉以如臓RS485方奏PLC方奏|煎堀二更菇匾冼匪客弗 ；-II O光伏电站中应用场景比较多样，特别是大型电站，通常在偏远的荒芜地区，传统的通讯 方案需要专门设计通讯线缆部分，埋地的话需要铠装线缆或者穿管铺设，成本升高，且施工 方面需要挖沟，而 PLC 的最大特点：不需要重新架设通讯线缆，只要有电线，就能进 行数据传递，无疑成为了智能光伏电站的最佳方案之一。序号对比项PLCRS4851速率200Kbps9600bps，最大 19.2Kbps

8、2升级性能广播通道：升级 1MW方阵不超过 30min。（12 分钟/468K10 个 sta 节点）20台逆变器共享9600bps波 特率，传输速率慢。30台逆 变器加载1M大小的文件，4 5小时左右。3驱动能力PLC通过外置linedrive，最大可以 支持1A电流输出RS485芯片驱动能力一般为 mA级别4数据传输可 靠性PLC物理层和MAC层有去噪、纠错、 数据加密、数据备份/重传等多种手 段保证数据传输安全可靠RS485标准是通用的，物理层 和数据链路层不能修改，只能 通过应用层做一些简单的数 据校验，如超时重传等5组网功能主从模式，从节点支持路由转发功能主从模式，不支持路由6施工和

9、线路 可靠性借用交流线做通道只要交流不断，通信就不会断施工复杂，需挖沟埋线缆 工程接线易出错中间断链影响局部通信7可维护性可维护性好，仅更换故障单板即可。可维护性差，特别是当线缆断 线后，需挖沟更换线缆8成本通信线缆和施工成本降低0.02元/Wo0中N电尿 m三内网）3、华为PLC对潜在影响因数抑制介绍3.1 噪声抑制3.1.1 逆变器交流线路上噪声主要有以下几种情况：1）逆变器的开关噪声，基本比较稳定，逆变器正常工作时基本不会影响PLC通信。2）交流谐波噪声，来源于逆变器交流输出。逆变器输出谐波控制不好，会导致交流线上噪声过大，从而影响PLC的信噪比，可能会导致通信失败。单位比一29月201

10、517：03：25P F 十L一 - -_HIM;1 ; ;i1 :厂11 - -1+rs1 8.49ms1i+O1 9.09msI-A600.01117. 100MSO Z2.50 V 5联动光标 开启在屛幕上 显说3.1.2华为PLC关于逆变器交流线路上噪声抑制方案如下：1）大多数交流噪声频率都在2MHz以下，而华为PLC芯片载波频率在212MHz，所以不 会影响PLC通信。对于逆变器的开关噪声，大约15KHz，基本比较稳定。此种噪声进入到PLC 通信板后，会被硬件带通滤波器滤除，不会影响通信。2）交流谐波噪声过大，会影响PLC的信噪比，可能会导致通信失败。针对这一种噪声， 华为 PLC

11、芯片物理层支持 FEC（Forward Error Correction）和 CRC（Cyclic Redundancy Check） 功能，具备强大的去噪和纠错能力。同时有专门的自动增益调整技术和特定的噪声滤波算法， 可以很好的提升噪声耐受能力。3）PLC 芯片物理层还支持数据分段和重组，数据重传机制；应用层也有超时重传机制。 对于在某一时候受到干扰的情况，可以在下一次数据传输时继续传输正确的数据。3.2 抗信号衰减和反射抑制3.2.1 PLC 信号在交流线路上衰减会导致传输距离变短，主要因素有：1）汇流箱到箱变的传输线路过长，受到线缆本身阻抗以及分布电容的影响， PLC 信号 会被衰减。2

12、）线路上由于阻抗不匹配带来的信号反射以及多径反射，会造成信号衰减和失真。 信号衰减的简单模型如下：信号从逆变器（PLC-STA）出来后进入汇流箱（这一段线缆为L1），经过长距离传输到 箱变（这一段线缆为L2），再经过箱变母排到PLC-CCO （这一段线缆为L3）。L1、L2和L3 之间由于阻抗不匹配导致信号反射，线缆由于本身阻抗导致会有线缆衰减。j*wYPLC-STAPLC-CCOIkload3.2.2华为PLC对衰减的解决措施1）传输线阻抗匹配： 对于两段不同的线缆，如果要求传输距离远，需要做到阻抗匹配。由于涉及到工程安装， 如果不能做到阻抗匹配，尽量选择高频阻抗低的线缆。2）信号反射的抑制

13、：PLC信号使用OFDM进行调制解调，通过信号备份来消除反射的影响。载波频段分为几个备份的传输频段，每个传输频段内又分为若干个子载波，每个子载波 上面调制的幅度，就是有用信号的频域信息。区1丫信息上子载波空中冒加液影wvvwv 丫解调信号VWVWVV4、应用案例浙江杭州某农光互补 30MW 电站中， 2014 年 11 月并网。电站全部采用 SUN2000-40KTL 组串逆变器，每个子阵约1.6MW, 48台组串逆变器，各子阵内的逆变器之间采用PLC通信。 电站运行至今，逆变器运行稳定， PLC 未发现通讯质量问题。2015年5月随机对一个子阵进行PLC对电能质量的影响现场测试，及PLC通信

14、质量一 周通信丢包率分析，测试结果显示，采用PLC通信后的电网谐波，与未采用PLC通信的子阵 的电网谐波，几乎一样，PLC载波通信，不会对电网质量产生影响。通过一周的通信日志分析，丢包率在0.05%，稳定性非常好，通信可靠性高。4.1、PLC 对电网谐波影响分析100%Pn谐波差异不采用PLC （采用RS485）采用PLC通信ABCA#B#C#1.5649931.5397791.6030811.5529621.5297671.589043-0.77%-0.65%-0.88%0.0913890.0871070.0717580.0912250.0823570.07496-0.18%-5.77%4.

15、27%0.0258860.1229660.1039190.0251390.1185440.103008-2.97%-3.73%-0.88%0.4082890.4060740.4117990.3994320.3955090.398928-2.22%-2.67%-3.23%0.0356240.0368390.0330940.0359790.035630.0327320.99%-3.39%-1.11%0.2246040.219510.2283890.2163430.2215950.228088-3.82%0.94%-0.13%0.0298790.0298520.0546170.0294020.029

16、8740.053694-1.62%0.07%-1.72%0.0149660.0458320.0302750.0146970.0424050.029483-1.83%-8.08%-2.69%0.0411340.0322350.0344230.039710.0302870.034743-3.59%-6.43%0.92%0.6209730.6001410.6192550.6338420.6351820.6394992.03%5.52%3.17%0.0369260.0204230.0257920.0346940.0213970.026665-6.43%4.55%3.27%0.5397920.56190

17、60.5670.540150.5606840.562150.07%-0.22%-0.86%0.024470.0277320.0201280.0238150.0300350.019416-2.75%7.67%-3.67%0.0342950.0130270.0356910.0350720.0136860.0337022.22%4.82%-5.90%0.6079460.6134630.6102890.6096060.6173270.6169330.27%0.63%1.08%0.0506110.0309930.0260670.0491310.0293350.025346-3.01%-5.65%-2.8

18、4%0.5519930.5869130.5785440.5546780.5786570.5808260.48%-1.43%0.39%0.0420940.0189130.0398790.042370.0204320.0380080.65%7.43%-4.92%0.0308390.0973690.100530.028330.0982870.099429-8.86%0.93%-1.11%0.0341070.0124560.0324090.0333460.0132390.032681-2.28%5.91%0.83%0.4846240.5041540.4816240.4809760.4976510.48

19、3456-0.76%-1.31%0.38%0.0518050.0251210.0288590.0468610.0242870.026861-10.55%-3.43%-7.44%0.3976380.3922150.4037320.396780.3938150.402115-0.22%0.41%-0.40%0.0339530.0237920.0234360.0325040.0233430.022831-4.46%-1.92%-2.65%0.0154160.0378050.0249870.0158790.0353380.0240192.92%-6.98%-4.03%0.0227380.014490.

20、0205230.0207320.0151530.01908-9.68%4.38%-7.56%0.2571070.2685030.2644630.2548390.2676110.26107-0.89%-0.33%-1.30%0.0343760.022430.0158790.0315010.0208450.015941-9.13%-7.60%0.39%0.2021810.1998460.2025840.2055390.2033780.2084051.63%1.74%2.79%0.018040.0149660.0114770.0172330.0144560.011528-4.68%-3.53%0.4

21、4%0.0070540.0085440.0109260.007480.0105580.0107455.70%19.08%-1.68%0.0112950.0148460.0103960.0109120.0131050.010469-3.51%-13.29%0.70%0.1268050.1304830.1217320.1266170.1301930.122198-0.15%-0.22%0.38%0.0227450.015470.0090810.022850.0140560.0086030.46%-10.06%-5.56%0.1240470.1212010.1217650.1159760.11277

22、20.113399-6.96%-7.47%-7.38%0.0116510.0116980.0120940.0116490.0105660.012515-0.02%-10.71%3.36%0.0057850.0071280.0102010.005940.0077380.0095472.61%7.88%-6.85%0.5596710.3872210.589550.549850.3824080.57141-1.79%-1.26%-3.17%4.2、一周丢包率分析知夹严年丰33 从氐21%3日未出观掉线情況长fl寸间丟包少，0.0% 日天和晚I老惰去包,未见明显时间规律2O15-C6-(K 1 i；5

23、9：20 inf moi modbu_equrp_m5_ba5e.cpp3Q38：MFTcow(2-45 El:flxiooc ErrRatro: olozh abnormal: 1048, all：4a324W 20154640 15:59:20 inf moi modbii5_equip_m50a5&.中p【m(B呂:的31口3训2斗声 eid：ux100E ErrRatiQ： mos琳 abnormal:1112, all:B22i9 20154J6-09 15:59:20 infivwi modbu5_equip_m5fL_bB5e.中 pmo 胡:mift cowp -fl 7 El

24、 swiocre ErrRatio: z 魁 abnormal J ips, aii：4302iO6 20154163 15:5:20 IMFIW1 rnodbu5_equip_m5K_bB5e.中p30甜:MFT COMl2-249 EID:0k1CM)2 EnHatio: O.OOW. abnormah&lO, al 1:1+0642卫 1S:53:20 INF Mfll modbu5_equip_mss_base.cppS0Sa:MFT CQM(2ll) EIDxlOOa ErrRatio: 0i02 abnormal: W5, bII:4汨陽托2llMb-O3 1 3:5:20 IMF

25、 Mfll modhu门quipjn码ba把一中卩加如:何可 COM门斜in：M0M ErrRatio: OlQ?域 abnormal JOfiO, a 1:4北I960 1015-D6-03 lj：59:2DINFM01 modbuslequiplmsglbase.cppfSOSsjzFjlFT COM(243) EID:OxlOO5 E-rRaiio: O.02K, abnormal; 1062. all;43S2112 2015-D6-03 lj：59:2DINFM01 modbus_equip_msg.base.cppfSOSsjzFjlR COM(2-il4 EID:OxlOO3 E

26、-rRaiio: O.02K, abnormal; 1079, all;43&2051 从日未出3贝掉线惰況HR丢包少,DJQ3K, 口天和晚H殖丢包,未见明麺寸删律20154)63 15:555 IMF IW1 mcdbus_equip_m5K_ba5er中p箔胡:MFT COM(2-245f EID:0k1M)3 EnHatio： O.OOH. abnQmial：3O86r all：6215O961 13:55:4、IMF Mfll modbu5_equip_mss_base.cppS0Sa:MFT CQM(2ll) EIDxlDO? ErrRatio: OiO乳 abnormal:4332, 611:1752153