低压电力线宽带载波通信技术何时能进入规模化应用？-

低压电力线宽带载波通信技术何时能进入规模化应用？

中国现代电网量测技术平台
张春晖

2016年12月15日

本文将汇编叙述"当前电表行业发展热点问题（重庆华立）讨论会"提出的当前行业热点问题（三）:«低压电力线宽带载波通信技术何时能进入规模化应用？»的讨论概要。

国际上，宽带载波通信技术先期在智能家居领域有了批量应用。国内，应用于用电信息采集起步较晚。

国网的用电信息采集系统建设，从2010年开始，到2017年（国网，总用户4.3亿户）计划全面完成，用于智能电表配套采集建设投资约510亿元。其中，70%的本地通信方式采用窄带载波通信技术。经过多年运行，窄带载波通信方式评议为本地通信技术瓶颈，一时难以很快解决。由此，宽带载波通信技术实用化应用的探索，成为解决本地通信技术瓶颈新的热点课题。

从2011年开始，国网将宽带载波通信模块列为集中招标试点应用，可一直处于不温不火。到2015年市场需求有了转机，宽带载波模块需求总量不算大。由此，宽带载波通信技术何时能进入规模化应用？成为电表行业长远发展的期望。

本文部分内容录用于:

•重庆市电科院:«重庆公司宽带载波通信系统建设推广情况»，«中电普华公司宽带互联互通测试报告»，«青岛东软公司宽带互联互通（改进后）测试报告»。

•济南积成公司:«用电采集2.0主站概要与采集终端性能提升建议»

•青岛东软公司:«（东软）宽带载波通信方案»。

1，宽带载波通信方式进入市场前期工作

1）先期推出的宽带载波通信芯片性能及试点应用情况

•2014年3月，威胜集团公司在"低压窄带载波通信技术测试与改进（重庆江津）现场会议上，介绍引进美国高通公司qca7000型宽带载波（2--30mhz）通信芯片试点应用情况。

•2014年7月，华为海思公司在«进口高端电表全性能研究»课题（长沙）技术交流会议上，就自主设计的hi3911型宽带载波（2---12mhz）通信芯片技术性能及宽带系统解决方案作了发言。

•2014年11月，青岛东软公司在电力线载波通信新标准，新产品（青岛）技术交流会议上，介绍了自主开发的ssc1660/1661宽带载波（25/50/100mhz）通信芯片，ssc1663/1664宽带载波（1.95----11.96mhz）通信芯片技术特征与应用方案。

•据了解，同期，深圳国电通公司也在国内专业会议上介绍了宽带载波芯片新品及试点应用情况。

2）国网，宽带载波通信模块需求出现转机

2015年，重庆，江苏电网率先进行宽带载波通信模块上量的集中招标。到2016年国网第三批集中招标，重庆电网合计招标163.7万模块，江苏电网合计招标374.1万模块。目前，共有18个省级电网试用宽带载波通信方式，其覆盖面加速趋向。
据了解，到2016年底，重庆电网的川南，江津，酉阳，开县，云阳5个供电公司，将完成160万宽带载波通信模块的应用。

2,国网，宽带载波通信方式规模化应用前的技术准备

1）国网宽带载波通信系列标准编制，包括:

•低压电力线宽带载波通信技术规范，第1部分:技术要求（征求意见稿）

•低压电力线宽带载波通信技术规范，第2部分:检验方法（征求意见稿）

•低压电力线宽带载波通信技术规范，第3---1部分:物理层通信协议（征求意见稿）

•低压电力线宽带载波通信技术规范，第3---2部分:数据链路层及应用层通信协议

2）重庆市电科院:在国内先期开展宽带载波通信性能测试技术研究

•在实验室，研制国内首套屏蔽式宽带载波通信多级测试系统。

•在现场，建立了大型公变台区宽带载波通信典型测试环境。

•在实验室/现场，能进行低压电力线宽带载波通信互联互通测试。包括终端交叉采集，模块交叉中继，混合组网采集等测试。
目前已完成宽带载波模块测试的有青岛东软，深国电，中电华瑞及其模块扩展供应企业，共计8家。

3）宽带载波通信互联互通研究进程

•国网（计量中心）:经过2015年的讨论，华为海思公司将（芯片）物理层及通信协议在国网宽带载波通信企业标准中进行共享。各宽带芯片厂家在物理层统一的前提下，自主研发出宽带载波产品。

•重庆市电科院:在大型公变台区（约700户）进行现场宽带载波通信互联互通测试:其中有两个厂家的宽带互联互通测试情况不理想:经改进后，在模块混装时，组网还有差异，抄表速度稳定情况不同，抄表效率还是出现大幅下降。
估计，宽带载波芯片只在物理层统一，核心的链路层各不相同，在现场实际互联互通的组网和抄表时，应用效果并不理想。

4）重庆市电科院:开展宽带载波通信高级功能深化应用。主要从电能表网络拓扑，电能表分相识别，电能质量监测，本地信道品质分析，线损分析等功能的应用研究。

3,宽带载波通信芯片陆续推出新品

青岛东软公司:«（东软）宽带载波通信方案»

继2014年开发出ssc1661型宽带载波（高速）通信芯片之后:

1）2015年,自主研发出（东软）第6代ssc1663型宽带（低速）通信芯片

•符合国网宽带载波通信协议（草案）

•高集成度soc芯片

•ofdm技术

•通信带宽:1.95---11.96mhz

•通信速率:100k---25mbps

•用途:国网用电信息采集，智能家居，信息家电。

2）2016年又推出ssc166X型宽带载波（高速）通信芯片。

3）宽带芯片优势

•高频点，远离电力线干扰

•多载波，自动规避干扰

•mesh网络，多路径寻址，优于现有宽带方案集中式源路由系统

•并发抄读机制，提升抄表效率。国内其它宽带方案暂不支持采集器并发抄读

•优先级通信，满足应急通信需求

•集中式/分布式路由抄读机制灵活切换，提高系统通信效率

•具备相位识别功能，用于线损分析与三相负荷平衡分析

4）强大的现场维护调试能力:（略）

5）现场运行测试分析

•试点省市:山东青岛，烟台，冀北唐山，山西太原，重庆等30个城市。

•台区环境:典型台区200户（青岛643户）,全载/半载，农村/ 城市。

•目前已安装443个台区，智能电表41903只，主站总体抄收率98%以上。

4,张春晖:国网宽带载波通信技术何时能进入规模化应用？一时还难以定论

近两年，国网计量工作推进会都将宽带载波通信技术应用研究列入重点工作推进，宽带载波产品应用量逐年增长。但是，目前宽带载波通信方式还有一些尚待深化论证的问题:

1）从技术上，宽带载波通信的技术指标，主要应用于中高速通信速率，用于解决低速率的窄带载波通信抄表质量，不是很合理的技术方案。
同时，宽带载波通信应用于低压电网用电信息采集，尚需深一步研究本文下面提出的通信技术难点。

2）从知识产权保护角度:

•各宽带载波芯片厂家开发的宽带芯片物理层，通过国网宽带载波通信标准（草案）可以做到统一，但是链路层还是各不相同，影响宽带互联互通的全面实现。

•国网信通产业集团下属芯片企业，已经开发出宽带载波芯片，正在进行测试试用，今后如何进入国网市场，引人关注。

3）从应用层面上

•宽带载波通信可用于用户的用电计量及相关测试，适用于配电工程多方位的视频通信需求，但还不满足用户的上网通信带宽的要求。

•国网，2016年度国家重点研发计划项目:"电力光纤到户关键技术研究与示范"已经启动，将在沈阳电网创建国内首套t级电力光纤到户系统（2500户），最终形成可复制，可推广的电力光纤到户整体解决方案，包括用户上网通信带宽的要求。估计，这或将是国网管理高层从国网长远发展考虑的重要
决策。

4）从投资方面，宽带载波通信技术规模化应用，总投资较大。目前，"十三五"国网用于电网建设的总投资及分配到用电采集通信技术更新的投资尚不明朗。

5）综合来看，采用宽带载波通信解决窄带通信技术瓶颈，在下列情况下建议作为实用方案，有计划的推进:

•如智能配电网建设需用中低压宽带载波通信方式，投资有保障。

•或宽带载波通信应用，既能实现短周期内自动抄表成功率100%目标，又能从主站软件升级做起，改进宽带集中器设计方案，大辐度提升自动抄表数量。

5,为推进宽带载波通信进入规模化应用，本文建议:有关省级电力计量中心开展下列宽带载波通信应用技术难点研究。

•配电视频通信/用电信息采集用宽带载波通信芯片性能及技术指标的统一约定。

•从用电采集主站软件设计做起，改进宽带集中器设计方案。

•引入通信网关技术，对宽带芯片物理层/链路层各不相同的情况，开展宽带载波通信互联互通技术研究。

•低压电力线宽带载波通信信道监测，抗干扰措施研究及相应信道技术规范制定。

•低压，长距离电力电缆/公变台区大容量无功补偿设备对宽带载波通信影响的定量测试与补偿技术研究。

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