电力线载波通信

电力线载波和无线双模融合通信已成为电网信息采集系统的新发展方向。针对双模通信的异构物理层融合度不高等缺点,文章基于国网新双模技术标准的发射端结构,针对物理层前向纠错编码的特性提出了一种双模复用编码设计方法。融合设计包含了分组编码、Turbo编码、信道交织、分集拷贝等功能模块,并通过对Turbo编码和交织等模块进行双模时分复用节省了电路资源。通过对硬件代码的仿真验证了融合设计方案的时序性能,并基于SMIC 55 nm工艺对代码进行综合以分析实际电路中节省的逻辑资源总数。仿真与综合结果证明,提出的融合设计方案可以节约电路消耗、提高编码效率,达到降低生产成本、减少信号延迟的设计目标。

为了提高电力线通信系统中OFDM定时同步的准确度,文章基于低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范下的物理层通信协议,提出了一种基于Mitchell算法的电力线载波通信符号定时算法。与理论本地互相关同步算法相比,文章的算法不需要进行乘法运算,易于硬件实现。与简化的单比特量化算法相比,该算法同步检测结果更加准确,峰值旁瓣更小,在低信噪比条件下符号定时更加准确。

针对电力线信道阻抗变化复杂、负载阻抗不匹配造成通信质量差等问题，提出一种基于深度强化学习的Π型阻抗匹配网络多参数最优求解方法，并验证分析了深度强化学习对于寻找最优匹配参数的可行性。首先，建立Π型网络结构，推导窄带匹配和宽带匹配场景下的最优匹配目标函数。其次，采用深度强化学习，利用智能体的移动模拟实际匹配网络的元件参数变化，设置含有理论值与最优匹配值参数的公式作为奖励，构建寻优匹配模型。然后，分别仿真验证了窄带匹配和宽带匹配两种应用场景并优化模型的网络参数。最后，仿真结果证明，经过训练后的最优模型运行时间较短且准确度较高，能够较好地自动匹配电力线载波通信负载阻抗变化，改善和提高电力线载波通信质量。

华为终端有限公司在华为深圳培训中心，将电力线载波通信技术与鸿蒙操作系统整合应用于全屋智能应用场景中，形成了一整套全屋智能解决方案。

10kV电力线载波通信具有广泛的实用性，利用其巨大的网络资源，实现高质量的数据传输已成为一个世界性的热点问题。本报告，首先对电力线载波通信技术发展史进行了介绍；其次，通过介绍10kV电力线上的阻抗、噪声、衰减特性引导出10kV电力线通信技术的关键问题；针对关键问题，介绍当前10kV电力线上的解决方案，提出了多频并发技术、自适应调制技术、智能组网技术和冲突避让技术；最后介绍10kV电力线载波在电力物联网中的应用案例。

国务院办公厅发布的《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》明确指出了物联网应用建设的迫切需求，在新型电力系统建设中，物联网通信领域需要支撑的业务种类日益丰富，例如用电信息采集、有序充电、反窃电分析、智能楼宇等，对于数据采集通信和深化应用提出了更高的要求。因此必须建立高速、可靠的本地通信网络。

配电台区边端多模通信网络是以低压电力线和无线为传输介质，融合高速电力线载波、微功率无线、低功耗无线等通信模式，可扩展接入 Zigbee、蓝牙、WiFi、LoRa 等多种协议设备，实现深度覆盖的本地异构通信网络，支撑多样化的设备连接和服务需求。 配电台区边端多模通信网络的电力线载波通信定义了 8 个通信频段，支持载波频段自动避让；无线通信支持470MHz 频段微功率无线通信和低功耗无线通信。 配电台区边端多模通信网络由中心主控节点、路由汇聚节点和末端感知节点组成。一个中心主控节点和多个路由汇聚节点构成以中心主控节点为中心的主干 Mesh 网络，末端感知节点以无线方式从中心主控节点或路由汇聚节点接入主干网络，末端感知节点与中心主控节点或路由汇聚节点之间构成星形网络。

5月6日，国网福建省电力有限公司完成智能电表电力线载波通信（HPLC）模块通信协议秒级采集能力扩展、软件远程升级与用电信息采集系统监测接纳能力优化，实现1500多个低压台区光伏客户设备数据秒级采集规模化应用。

为深化新兴通信技术与电力业务应用融合，探讨新型电力系统背景下数字孪生配电台区典型业务应用与低压电力线载波通信方式，建立安全可控、灵活高效、智能友好的通信控制系统，交流分享实践经验，助力新型电力系统建设。由EPTC电力技术协作平台主办、中国能源研究会信息通信专业委员会、EPTC电力信息通信专家工作委员会协办的以“通信创新融合，产业生态发展”为主题的信通百讲系列活动，现定于2023年3月16日在青岛组织召开“数字孪生配电台区典型业务应用与通信方式专题研讨会”