近年來,智能電網因其自愈性、安全性、交互性、經濟性、優質高效、清潔環保和市場化程度高等特點備受青睞。2010年,中國政府提出了構建“堅強智能電網”的理念,國家電網、南方電網相繼制定了相應政策和發展規劃。
如國家電網公司2009年提出的實現用戶用電信息采集系統建設的“全覆蓋、全采集、全預付費”理念。《中國南方電網有限責任公司“十二五”電能計量規劃》中提出的智能計量系統能實現雙向信息交互、能效評估、需求響應等新功能,為確保智能電網建設目標的順利實現指引了方向。
隨著用電信息采集系統業務應用不斷深化和多專業功能支撐的拓展,窄帶載波技術局限性顯現:通信速率低、易受干擾、組網進程慢、業務支撐能力不足等,寬帶電力線載波成為一些企業“押寶”的點。
寬帶載波通信方式
寬帶載波通信方式是相對于窄帶載波而言的,主要是為了克服電力線通信線路噪聲顯著及信號衰減嚴重問題,采用擴頻、OFDM(正交頻分復用)等調制技術,使頻帶利用率提高,以消除信道之間的干擾,降低信號被動吸收和突發干擾,實現數據的高速可靠通信,滿足日益增長的信息傳輸需求。
寬帶載波與窄帶載波性能對比
由于寬帶載波技術可直接利用電力線,無須重新布線,組網也相對簡單快捷,成本較低廉,因此具有廣泛應用范圍。目前,寬帶載波技術應用領域主要集中在電量采集、智能家居、安防監控、工業控制、寬帶網絡等方面。其中,以用電信息采集、用電異常實時分析、電量監控分析及實施線損監測等為主的電量采集應用比例最高。
前幾年,寬帶載波研究、測試已做了大量的工作,寬帶載波試點和基于寬帶載波通信的營銷業務升級成為行業的新焦點。寬帶載波是否能如想象的更好的、穩定的支持營銷業務是目前試點的重點工作。
寬帶載波試點建設
2013年6月,國網重慶市電力公司率先對寬帶載波的采集速率、工作頻率、靈敏度、壓力測試、路由組網等性能和技術指標進行了測試與分析,并在開展了電力線寬帶載波通信技術現場試點和應用研究,是全國首個開展電力線寬帶載波試點和應用的單位。近幾年,試點范圍和覆蓋面也呈擴大態勢,當前約有21個省級電網試點了寬帶載波技術。
單以重慶公司為例,2015年重慶公司逐步擴大試點范圍,在南川、江津、 云陽、開縣、酉陽共5個公司開展寬帶載波應用試點,截止2017年,完成寬帶載波現場建設157.6萬戶,為寬帶載波的相關深化應用提供了基礎條件。
寬帶電力線載波技術在智能用電系統中的可行性案例
以網省昆明供電局為例,為檢驗寬帶電力線載波技術在智能用電系統中的可行性,網省昆明供電局將該技術先行應用于呈貢區農網用電信息采集系統。把原使用的是中心頻率為421kHz的窄帶載波方案進行安裝改造,將通信模塊更換為寬帶載波產品,運行發現試點臺區集中器對170塊電能表的當前正向有功電能數據進行抄讀時,僅歷經3s,集抄成功率100%,得到了“分鐘組網,秒級抄表”的運行效果。
試點區5個集抄臺區7月份同期運行數據顯示,寬帶載波遠程集抄方案不僅有效地提高了用電信息采集成功率,達到了97%以上,而且在更大程度上降低了采集耗時,將臺區表計輪抄限定在了秒級,減輕了抄表人員的工作強度。憑借寬帶載波遠程集抄系統高速、即時的用電信息采集效率,可助力供電營銷方對區域、行業、產業進行市場分析,提高輸配電線路線損分析的時效性,制定科學、有序的用電方案。
從多個網省實際應用情況看,運用了寬帶載波技術的用電信息采集系統在輪抄時間上明顯短于窄帶載波,且支持雙向互動的互聯互通,同時支撐業務能力大大增強,可滿足“全費控、全采集”,在實現安全、可靠、高效抄表功能的同時,支持實時線損分析、資產檔案自動上報、防竊電實施分析。此外,高效快捷的全網遠程在線升級方案使得運維調試工具便捷有效,降低用電信息采集系統運維成本,有利于電力公司用電預警科學決策和營銷精細化管理。
寬帶載波發展前景
應用基數大
截止2016年底,全國4.6億戶家庭中,已安裝智能電表的戶數約3.12億戶,但絕大部分用電信息采集智能電表本地通信方式采用的是窄帶電力線載波,一部分采用的是微功率無線技術。隨著未來全國智能電能表實現全覆蓋,全采集、全費控是必然的改造方向,而具備數據傳輸速率高、數據容量大、雙向傳輸等優勢的寬帶載波技術及相關設備就存在很大的市場機遇。加之用電信息采集等電網系統業務應用功能的拓展更為寬帶載波技術擴大了應用范圍和寬廣的市場前景,也勢必將為中國智能電網建設奠定堅實的基礎。

由于寬帶載波技術可直接利用電力線,無須重新布線,組網也相對簡單快捷,成本較低廉,因此具有廣泛應用范圍。目前,寬帶載波技術應用領域主要集中在電量采集、智能家居、路燈控制系統、安防監控、工業控制、寬帶網絡等方面。其中,以用電信息采集、用電異常實時分析、電量監控分析及實施線損監測等為主的電量采集應用比例最高。未來隨著寬帶載波通信技術的發展,還可以完成音頻和視頻數據傳輸和互聯網接入等。

從2011年開始,國家電網公司、南方電網公司將寬帶載波通信模塊列為集中招標設備進行試點應用,經過3-4年性能測試、小規模試點,2015年開始寬帶載波通信模塊和終端設備的招標量出現逐年增長趨勢。2016年招標數量達283.6萬只,同比增幅113.9%;2017年增長至491.6萬只,同比增幅73.4%。

近兩年,國網組織了寬帶電力線載波互聯互通技術標準制定,并且在重慶、江蘇等先行單位開始聯調、試點。2017年7月11日,國網計量中心組織召開國家電網公司企業標準Q/GDW 11612-2016《低壓電力線寬帶載波通信互聯互通技術規范》宣貫會,會議宣貫了寬帶載波技術標準總則、技術要求、檢驗方法、物理層通信協議、白皮書(立項背景)、黃皮書(測試用例)、綠皮書(數據鏈路層交互實例)、藍皮書(應用層交互實例)等內容。歷經14次工作組會議、13輪標準修訂、11次實驗室方案驗證、6次現場測試后最終確定,由國家電網公司于2017年6月16日正式發布并實施。寬帶載波通信互聯互通技術規范的制定意味著寬帶載波規?;l展成為可能。
小編想起前不久,行業內企業四季豆SIGBEAN宣布在其實驗室內成功完成了多廠商混裝互通測試,在采用多家主流廠商的集中器路由模塊,單相模塊與四季豆模塊混裝的組網實驗中,在組網速度,抄讀效率方面表現優異。這也再次顯示出寬帶載波可以規模化發展的苗頭。
另深國電和華為海思共同開發研發針對國內電力環境專門定制的芯片,避免使用國外從戶內高速電力線載波改造芯片水土不服的問題,本土定制化思路也非常值得學習。
據小編從300+好友小道得來的不可靠消息,今年國網將繼續加強采集通信能力提升。面向對象通信協議應用和寬帶載波試點應用將繼續是重點。之前看到的國網在一些地區試點載波無線雙模集抄、雙模載波等不知道是不是信號呢!
2018寬帶載波市場是否會持續增長呢?基于寬帶載波的營銷業務又實現了哪些創新呢?(全量數據的按日采集、智能電能表的精準校時、高效遠程購電充值……)通信不只是通信運營商和芯片廠商的事情,它關乎表計行業上中下游全產業鏈!這些您關心的,也正是我們在做的!
2018中國國際表計行業年度大會講邀請資深專家為大家分享寬帶載波專題:基于寬帶載波技術的營銷業務升級體驗,敬請期待。