一種基于高速電力線載波通信的通信系統(tǒng)和通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高速電力線載波通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于高速電力線載波通信的通信系統(tǒng)和通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，電網(wǎng)企業(yè)在中長期發(fā)展戰(zhàn)略中，明確了要運(yùn)用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)，建設(shè)一個覆蓋城鄉(xiāng)的智能、高效、可靠、綠色的電網(wǎng)的目標(biāo)。而且，電力負(fù)荷、電力市場的供求關(guān)系發(fā)生了變化，電力企業(yè)的營銷策略、供用電管理方式面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在這樣的條件和背景下，為加強(qiáng)市場營銷方面的自動化和信息化工作、提高配網(wǎng)自動化水平，將營銷管理信息系統(tǒng)和配網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)整合成一體，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的高度共享和業(yè)務(wù)協(xié)同一致勢在必行，從而也對數(shù)據(jù)通信的可靠性、安全性和傳輸效率提出了更高的要求。
[0003]目前，國內(nèi)所采用的通信方式主要有電力線載波、無線通信和光纖等。其中，無線通信可靠性差，不適合在市區(qū)及多山地區(qū)使用;光纖可靠性高，但成本過高、安裝施工不便，所以目前尚不能廣泛應(yīng)用。H_PLC(High speed Power Line Communicat1n，高速電力線載波通信)技術(shù)，利用中壓電力線(指1kV電壓等級)或低壓配電線(380/220V用戶線)作為信息傳輸媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式，即利用現(xiàn)有的電力基礎(chǔ)設(shè)施作為通信媒介，這個傳輸媒介是全球覆蓋最大的網(wǎng)絡(luò)，且用電力線做接入無需新布線，不需要任何其他的物理連接投資，從而大大減少線路投資，節(jié)約了成本，且所有供電點的電氣連接確保了通信連接，所建立的通信是專網(wǎng)通信，信息在電力線路上傳輸，便于維護(hù)管理。因此，利用H-PLC技術(shù)研發(fā)智能型信息通信平臺，可以有效地解決傳統(tǒng)通信模式面臨的各種問題，為營配融合信息建設(shè)提供有力支持。
[0004]但是，中壓配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加上在分支線路處無法加裝阻波器，因此當(dāng)高頻載波信號在主干配電線路上傳輸時，分支節(jié)點所產(chǎn)生的多徑反射使得線路的傳輸特性具有頻率選擇性，即在一些頻點或者頻段上會出現(xiàn)深度傳輸衰減，嚴(yán)重干擾H-PLC信號的傳輸，導(dǎo)致信號傳輸遲滯、通信效率低和穩(wěn)定性差等一系列問題，所以如何有效實現(xiàn)營銷、配電自動化網(wǎng)絡(luò)資源整合成為目前亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實施例中提供了一種基于高速電力線載波通信的通信系統(tǒng)和通信方法，以解決目前營銷配網(wǎng)系統(tǒng)使用GPRS、ADSL等公共網(wǎng)絡(luò)資源存在通信效率低、穩(wěn)定性差和安全性低的問題，實現(xiàn)營銷、配電自動化網(wǎng)絡(luò)資源整合。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例公開了如下技術(shù)方案:
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供了一種基于高速電力線載波通信的通信系統(tǒng)，包括系統(tǒng)主站服務(wù)器、H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器、頭端信號耦合器、H-PLC中繼器、H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器、節(jié)點信號耦合器和信號分配器，其中:
[0008]所述系統(tǒng)主站服務(wù)器，包括視頻服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)管理平臺服務(wù)器，所述視頻服務(wù)器和所述網(wǎng)絡(luò)管理平臺服務(wù)器均通過交換機(jī)與所述H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器通信連接；
[0009]所述H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器，設(shè)置在變電站的出線桿塔上，用于接收并處理來自通信終端的反饋信號，同時向所述通信終端發(fā)送來自所述系統(tǒng)主站服務(wù)器的控制信號，所述通信終端與所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器通信連接；
[0010]所述頭端信號耦合器，連接在所述H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器和電力線之間，用于將所述控制信號注入所述電力線、以及將所述反饋信號從所述電力線傳輸至所述H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器；
[0011 ]所述H-PLC中繼器，連接在所述電力線上，用于接收所述反饋信號和所述控制信號，并放大和發(fā)送所述反饋信號和所述控制信號；
[0012]所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器，設(shè)置在所述通信系統(tǒng)的電力線路節(jié)點處，用于接收并處理所述控制信號，同時向所述系統(tǒng)主站服務(wù)器發(fā)送所述反饋信號；
[0013]所述節(jié)點信號耦合器，連接在所述信號分配器和所述電力線之間，用于將所述反饋信號注入所述電力線，以及將所述控制信號從所述電力線傳輸至所述信號分配器；
[0014]所述信號分配器，連接在所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器和所述節(jié)點信號耦合器之間，用于將所述電力線傳輸?shù)妮d波信號分為兩路不同頻段的第一路載波信號和第二路載波信號。
[0015]優(yōu)選地，所述第一路載波信號的頻段為2?12MHz，所述第二路載波信號的頻段為14?34MHz。
[0016]優(yōu)選地，所述通信系統(tǒng)還包括帶通濾波器，其中:
[0017]所述帶通濾波器的輸入端與所述節(jié)點信號耦合器電連接、輸出端與所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器電連接，用于濾除所述電力線所傳輸?shù)妮d波信號頻段之外的干擾信號。
[0018]優(yōu)選地，所述頭端信號耦合器包括A相頭端信號耦合器和C相頭端信號耦合器，其中:
[0019]所述A相頭端信號耦合器，連接在所述H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器和A相電力線之間；
[0020]所述C相頭端信號耦合器，連接在所述H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器和C相電力線之間。
[0021]優(yōu)選地，所述H-PLC中繼器采用設(shè)置在所述電力線上的電壓互感器進(jìn)行取電。
[0022]優(yōu)選地，所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器的串口轉(zhuǎn)換模塊包括RJ45接口、RS232接口、RS485接口和Wifi通訊單元。
[0023]根據(jù)本發(fā)明實施例的第二方面，提供了一種基于高速電力線載波通信的通信方法，包括:
[0024]通過系統(tǒng)主站服務(wù)器設(shè)置與連接在所述通信系統(tǒng)中的通信終端相對應(yīng)的操作指令，并將與所述操作指令相對應(yīng)的控制信號發(fā)送給H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器；
[0025]所述H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器對所述控制信號進(jìn)行編碼，將編碼后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬控制信號；
[0026]通過頭端信號耦合器將所述模擬控制信號耦合到電力線上；
[0027]通過H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器對所述模擬控制信號進(jìn)行解調(diào)后、并發(fā)送給相應(yīng)的所述通信終端；
[0028]所述通信終端執(zhí)行所述控制信號中的所述操作指令，并將反饋信號發(fā)送給所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器；
[0029]所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器對所述反饋信號進(jìn)行編碼，將編碼后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬反饋信號；
[0030]通過節(jié)點信號耦合器將所述模擬反饋信號耦合到電力線上；
[0031]通過所述H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器對所述模擬反饋信號進(jìn)行解調(diào)后、并發(fā)送給所述系統(tǒng)主站服務(wù)器。
[0032]優(yōu)選地，所述通信方法還包括:
[0033]判斷相鄰的兩個所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器之間的間距是否大于設(shè)定距離閾值；
[0034]如果相鄰的兩個所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器之間的間距大于設(shè)定距離閾值，則通過H-PLC中繼器接收對所述電力線中的載波信號進(jìn)行放大、并將放大后的載波信號轉(zhuǎn)發(fā)至各個所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器。
[0035]優(yōu)選地，所述通信方法還包括:
[0036]所述通信終端實時將運(yùn)行狀態(tài)信息、采集數(shù)據(jù)上報至所述系統(tǒng)主站服務(wù)器。
[0037]由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例提供的一種基于高速電力線載波通信的通信系統(tǒng)和通信方法，包括系統(tǒng)主站服務(wù)器、H-PLC頭端調(diào)制解調(diào)器、頭端信號耦合器、H-PLC中繼器、H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器、節(jié)點信號耦合器和信號分配器，其中，所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器連接有通信終端，所述通信終端包括配電自動化終端和低壓集抄設(shè)備。通過上述設(shè)備的連接建立起通信通道，在主站側(cè)使用基于H-PLC技術(shù)的所述系統(tǒng)主站服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)測、控管通信終端;末端的所述H-PLC節(jié)點調(diào)制解調(diào)器與各種配電自動化設(shè)備和低壓集抄設(shè)備進(jìn)行通信，并將數(shù)據(jù)傳回營配融合通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或者向所述配電自動化設(shè)備和低壓集抄設(shè)備發(fā)送來自服務(wù)器端的操作指令。同時，所述H-PLC中繼器及信號分配器的加入，有效解決了信息在傳輸?shù)倪^程中衰減和延遲的問題。因此，本發(fā)明實施例提供的通信系統(tǒng)和通信方法，解決了目前營銷配網(wǎng)系統(tǒng)使用GPRS、ADSL等公共網(wǎng)絡(luò)資源通信效率低、穩(wěn)定性差和安全性低的技術(shù)問題。
【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種基于高速電力線載波通信的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種傳輸差分信號的耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種基于高速電力線載波通信的通信方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0042]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附