使用電力線通信的智能電網(wǎng)系統(tǒng)分析

　　世界各國(guó)政府和供電公司都意識(shí)到，近百年都沒有發(fā)生太大變化的傳統(tǒng)電網(wǎng)將會(huì)被能效、靈活性和智能更高的智能電網(wǎng)所取代，作為具有自我修復(fù)能力的數(shù)控輸配電網(wǎng)，智能電網(wǎng)能夠把電力從發(fā)電廠輸送到使用地點(diǎn)，其中包括并入電網(wǎng)的再生能源發(fā)電。智能電網(wǎng)可以優(yōu)化電力傳輸效率，讓供電企業(yè)能夠?yàn)橛脩籼峁╇p向通信和用戶端能源管理服務(wù)，最大限度降低停電事故率，按需傳輸電力。供電企業(yè)和最終用戶成本降低，電力供應(yīng)更加可靠，二氧化碳排放量減少，是智能電網(wǎng)帶給供電企業(yè)和用戶的最終的好處。

　　圖1：智能電網(wǎng)：INNOVATION概念的核心內(nèi)容。

　　凡是電動(dòng)產(chǎn)品設(shè)備都須通過電源插座連接到電力線，因此，我們可以認(rèn)為，電力線是一種永遠(yuǎn)存在的廉價(jià)的通信媒介，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)無需再鋪設(shè)昂貴的電纜或安裝無線射頻系統(tǒng)。

　　電力線窄帶通信足以維持簡(jiǎn)單的信息交換，例如，用電量計(jì)量、向執(zhí)行器發(fā)送命令、檢驗(yàn)系統(tǒng)等。在室內(nèi)外環(huán)境，電力線窄帶通信可實(shí)現(xiàn)很多應(yīng)用。例如，供電公司可通過戶外電網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控路燈或?qū)崿F(xiàn)集中抄表（AMR）和電表自動(dòng)管理（AMM）解決方案，同時(shí)提供多項(xiàng)客戶服務(wù)，包括用電控制和電價(jià)選擇。室內(nèi)電網(wǎng)可用于家電聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)家庭或樓宇自動(dòng)化，創(chuàng)建安全防盜系統(tǒng)，控制溫度和照明亮度。所有這些功能都離不開電力線調(diào)制解調(diào)器（PLM），像普通的調(diào)制解調(diào)器一樣，電力線調(diào)制解調(diào)器把二進(jìn)制數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成一序列預(yù)設(shè)特性（頻率、信號(hào)電平）的信號(hào)，然后在接收端再把這些信號(hào)恢復(fù)到二進(jìn)制數(shù)據(jù)，完成信號(hào)的調(diào)制解調(diào)過程。電力線調(diào)制解調(diào)器須能夠在電力線上傳送調(diào)制信號(hào)，并檢測(cè)從發(fā)送端傳至接收端的輸入信號(hào)，完成信號(hào)的收發(fā)過程。

　　如前文所述，集中秒表又稱AMR是電力線調(diào)制解調(diào)器的主要目標(biāo)應(yīng)用之一，傳統(tǒng)的機(jī)電式電表所采用的技術(shù)不再適合更深入長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，而電子電表卻可以給供電企業(yè)和消費(fèi)者帶來更多的價(jià)值，其中包括降低制造成本、維護(hù)費(fèi)用、二氧化碳排放量，提高電量計(jì)量精度，最重要的是，能夠?yàn)橄M(fèi)者提供實(shí)際用電的詳細(xì)信息，為供電企業(yè)提供實(shí)時(shí)服務(wù)質(zhì)量數(shù)據(jù)。

　　智能電表是集中抄表AMR技術(shù)的演進(jìn)結(jié)果，是智能電網(wǎng)的重組成部分。智能電表給供電企業(yè)和消費(fèi)者帶來切實(shí)的好處：消費(fèi)者能夠更精確地監(jiān)控用電情況，例如，在電價(jià)最低時(shí)段使用洗衣機(jī)、洗碗機(jī)或電熱水器，而電力企業(yè)能夠提高發(fā)電和輸電的效率。

　　新出現(xiàn)的智能電網(wǎng)實(shí)際上是一個(gè)智能數(shù)字電網(wǎng)，被用來定義下一代輸配電網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。智能電表可以讓消費(fèi)者的家庭網(wǎng)絡(luò)與智能電網(wǎng)互通，為供電企業(yè)和消費(fèi)者提供更智能的電能管理服務(wù)。

　　智能電網(wǎng)市場(chǎng)可再細(xì)分為三大市場(chǎng)板塊：基礎(chǔ)設(shè)備（例如，數(shù)據(jù)集中器）、電能表和家庭/樓宇管理，每個(gè)市場(chǎng)都有不同的應(yīng)用要求。

　　微逆變器用于收集太陽能等再生能源發(fā)電，通過電力線調(diào)制解調(diào)器與智能電網(wǎng)通信。下圖所示是一個(gè)最新的太陽能收集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

　　圖2：最新太陽能收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。