智能配电网电力线载波通信可靠性研究

摘要

智能配电网通信系统是智能配电网的重要组成部分,通信系统的建设对智能配电网具有直接的影响。电力线载波通信因其应用的通信介质就是电力线本身,并随技术水平不断上升,通信性能得到很大提高,是智能配电网通信体系中最具优势的通信方式之一。但是在推广应用中,由于电力线具有阻抗特性、衰减特性、和负载噪声干扰特性等等,给电力线载波通信的可靠性带来严重威胁。
　　 首先,对智能配电网中通信方式和电力线载波通信在智能配电网中的几种应用方式进行了介绍,并对电力线载波通信的发展历程和现状做了论述。随后介绍了对电力线载波通信的原理和可靠性概念及评价指标。并针对电力线载波通信信道进行了详细分析,包括电力线通信网络特性、阻抗特性、衰减特性和噪声特性,并对电力线信道进行了建模。为了掌握电力线信道噪声特性,针对几种情况下用电设备噪声特性进行了实测,包括变频设备开启、运行、关闭全过程;常用电器按照脉冲噪声分类,包括单脉冲噪声干扰电器、周期脉冲噪声干扰电器和连续脉冲噪声干扰电器,并对每一类电器进行噪声测量;设备运行时不同距离的噪声衰减特性;噪声中的电力线载波信号实测等等。并通过MATLAB对测得用电设备噪声特性进行了分析。
　　 为提高电力线载波通信可靠性,在网络层和数据链路层讨论了自动组网和数据纠错机制,重点在物理层讨论了电力线载波通信调制方式,一种扩频通信和正交频分复用结合的调制方式。正交频分复用可以有效抵抗多径效应、子载波间干扰,并且频谱利用率高,是目前应用最为广泛的调制方式。扩频通信有抗窄带干扰和抗衰落的优异性能,将两者结合可以改善现有调制方式的抗干扰能力。文章讨论了基于扩频的CDMA技术和OFDM调制方式结合的调制方法MC-CDMA在电力线载波通信中的应用,并对其在不同信噪比情况下的误码率进行仿真,得出MC-CDMA通信性能较之OFDM有所改善的结论,电力线载波通信的可靠性可以通过这种调制方式的应用得到提高。