楊曉東

摘要：伴隨社會(huì)需求的不斷增加，寬帶載波通信智能電網(wǎng)的需求也隨之加大，并廣泛地用于智能電網(wǎng)中。本文先闡述智能電網(wǎng)和寬帶載波通信，與OFDM概念，然后分析噪聲與衰減及寬帶載波中、低壓;最后與OFDM的技術(shù)特征結(jié)合起來(lái)，提出OFDM技術(shù)在智能電網(wǎng)中的合理運(yùn)用，以此將通信通道在電網(wǎng)中受到的干擾進(jìn)行處理，從而保障智能電網(wǎng)中寬帶載波的有效運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：寬帶載波;智能電網(wǎng);具體應(yīng)用

我國(guó)智能電網(wǎng)具體建設(shè)于物理電網(wǎng)的基礎(chǔ)下，集成信息技術(shù)、通信技術(shù)、傳感測(cè)量技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、物理電網(wǎng)成為全新的電網(wǎng)。新的電網(wǎng)意在對(duì)用戶不斷增加的電力需求給予滿足，以此來(lái)優(yōu)化電力資源配置，確保企業(yè)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的供電，同時(shí)降低對(duì)環(huán)境的污染，發(fā)揮良好的環(huán)保作用，保證提高電能質(zhì)量，并逐漸順應(yīng)電力市場(chǎng)的發(fā)展變化，在為用戶正常供電的基礎(chǔ)下，符合其對(duì)于增值服務(wù)的需求。

一、寬帶載波在智能電網(wǎng)中的概述

（一）寬帶載波的優(yōu)勢(shì)

寬帶載波通常使用的通信方式具體依靠電力線，也就是通過(guò)PLC及時(shí)傳遞信息。使用此種技術(shù)的原理就是將信息量較大的高頻信號(hào)加載成電流，而后通過(guò)電線來(lái)傳輸信息，通過(guò)解調(diào)器調(diào)制信息后再在電流中分離高頻，再將其傳送至服務(wù)器或計(jì)算機(jī)終端，即時(shí)傳輸信息。若通過(guò)分析數(shù)據(jù)的傳輸速率，可將其分成PLC寬帶（BBPLC）與PLC窄帶（NBPLC）。

（二）寬帶載波的特點(diǎn)

由于寬帶PLC通信體系應(yīng)用性能的好壞需依靠其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的影響。相關(guān)研究者再研究PLC時(shí)，面臨最大的問(wèn)題就是信息傳輸特性問(wèn)題。電力信道和傳統(tǒng)有線通信信道差別較大，因其具備高頻噪聲特征，相較無(wú)線信道的噪聲特點(diǎn)差別較大。通過(guò)相關(guān)研究者的驗(yàn)證結(jié)果顯示，中壓及低壓電網(wǎng)之中蘊(yùn)含了諸多噪聲網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)。

二、分析寬帶載波通信信道模型

（一）噪聲模型的概述

在信道傳輸性質(zhì)中，造成特性屬于重要的參數(shù)描述方法之一，PLC信道噪聲的構(gòu)成部分為背景噪聲、周期性噪聲、突發(fā)性噪聲。參考有關(guān)測(cè)量結(jié)果研究獲得，中壓電力線噪聲的形成原因在于窄帶和有色背景造成出現(xiàn)疊加。其中時(shí)域中有色背景噪聲表現(xiàn)的非常緩慢，并具備隨機(jī)性。

（二）減模型的概述

通過(guò)分析衰減特征的過(guò)程中，正在運(yùn)用FIR濾波器分析，信道作用等同于FIR濾波器，信道沖擊響應(yīng)h（t），相應(yīng)的數(shù)字FIR濾波器h（k），信道頻率響應(yīng)h（f）相應(yīng)的數(shù)字FIR頻率響應(yīng)H（k），信道頻率響應(yīng)h（f）。由于在具體實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)景掌握中壓線路的頻率響應(yīng)特點(diǎn)，所以可運(yùn)用頻率取樣的方式求取FIR參數(shù)值。在實(shí)踐求值中，可以先收取理想的頻率響應(yīng)Hd（ejw）樣本，以此來(lái)求取H（k）采樣值，而后通過(guò)插值公式獲得最終系統(tǒng)的函數(shù)H（z）。

三、PLC調(diào)制技術(shù)的概述

（一）簡(jiǎn)述正交頻分復(fù)用技術(shù)

正交頻分復(fù)用技術(shù)通常使用多路窄帶正交子載波，同時(shí)可以傳輸諸多數(shù)據(jù)，不論哪路碼元時(shí)間，都需耗費(fèi)大量時(shí)間，這樣才能避免碼元間相互干擾。通過(guò)對(duì)可用子載波的動(dòng)態(tài)選擇，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)窄帶干擾率的有效降低，包括谷點(diǎn)頻率影響。正交頻分復(fù)用技術(shù)可提升電力線網(wǎng)絡(luò)的傳輸水平，使電網(wǎng)受客觀因素的不利影響，并受到嚴(yán)重的侵?jǐn)_，OFDM也可供應(yīng)高寬帶，同時(shí)還能保證寬帶傳輸時(shí)的效率。使用糾錯(cuò)技術(shù)可確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定的傳輸，各子信道于OFDM系統(tǒng)中的載波互相正交，所以可促進(jìn)頻譜應(yīng)用率有效提升，針對(duì)避免等幅波侵?jǐn)_具有明顯作用。

OFDM技術(shù)發(fā)送的信號(hào)有一組正交信號(hào)為副載波，碼元周期T，不歸零方波是基帶碼型調(diào)制成功的。接受機(jī)解調(diào)器也是其正交信號(hào)與（O，T）內(nèi)發(fā)送和分別信號(hào)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算解調(diào)的。調(diào)制解調(diào)基礎(chǔ)原理如圖1所示。

考慮到一個(gè)周期內(nèi)傳送符號(hào)的序列{do，d1，…，dN-1}，每個(gè)符號(hào)di都通過(guò)了基帶調(diào)制后的復(fù)信號(hào)di=ai+jbi，串行符號(hào)的序列間隔Δt=1/fi，其中fi作為系統(tǒng)符號(hào)的傳輸速率。在轉(zhuǎn)換串行后，其分別對(duì)諸多子載波進(jìn)行調(diào)制，如{ fo，f1，…，fN-1}，在這些子載波頻復(fù)用整體信道寬帶臨近子載波間頻率之間的間隔為1/T，符號(hào)周期T由Δt增加至NΔt。合成傳輸信號(hào)D（t）可運(yùn)用其低通復(fù)包絡(luò)D（t）進(jìn)行展示：

如果以符號(hào)傳出速度人為采樣速度對(duì)D（t）實(shí)施采樣，在相應(yīng)周期內(nèi)，統(tǒng)計(jì)有諸多采樣值。令t=mΔt，采樣序列D（t）能通過(guò)符號(hào)序列{do，d1，…，dN-1}的離散付氏逆變換進(jìn)行表示。

所以，OFDM系統(tǒng)調(diào)制與調(diào)解流程等效于離散付氏逆變換與離散付氏變換進(jìn)行處理。圖1當(dāng)中的（a）與（b）區(qū)別為獲取OFDM系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)接收機(jī)與發(fā)射機(jī)的框圖，通過(guò)圖1可見(jiàn)，其核心在于離散付氏變換，如果使用數(shù)據(jù)信號(hào)（DSP）技術(shù)與快速算法（FFT）進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常簡(jiǎn)單。

（三）OFDM技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用

如何實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)，電力行業(yè)需構(gòu)建雙向、實(shí)時(shí)、高速通信系統(tǒng)，若缺乏類似穩(wěn)定的系統(tǒng)為保障，智能遺忘的那些特征無(wú)難以在現(xiàn)實(shí)中全部實(shí)現(xiàn)，由于智能電網(wǎng)在獲取數(shù)據(jù)、保護(hù)數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)時(shí)都需以通信系統(tǒng)為支撐，因此，建設(shè)通信系統(tǒng)與完善作為智能電網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟。但中壓和低壓電網(wǎng)通訊通常會(huì)遭受信道的不利侵?jǐn)_，通過(guò)和OFDM技術(shù)技術(shù)特征相結(jié)合，每個(gè)子信道載波都在系統(tǒng)中互相正交，其頻譜處在互相重疊狀態(tài)，這種情況既能實(shí)現(xiàn)小子載波影響力與彼此干擾逐漸減少，還能讓子載波間彼此干擾有效降低，并提升頻譜應(yīng)用概率。因此，OFDM技術(shù)適合在智能電網(wǎng)中運(yùn)用，針對(duì)處理那些中壓、低壓電網(wǎng)通道的干擾問(wèn)題作用巨大。

結(jié)束語(yǔ)：

總之，電力線寬帶載波OFDM技術(shù)適合在智能電網(wǎng)中運(yùn)用，對(duì)處理中壓、低壓電網(wǎng)通道干擾問(wèn)題發(fā)揮著主要作用。電力企業(yè)在應(yīng)用寬帶載波的過(guò)程中，需要對(duì)通信系統(tǒng)建設(shè)速度給予重視，建設(shè)智能電網(wǎng)成為電力交換互動(dòng)性強(qiáng)、實(shí)時(shí)信息、動(dòng)態(tài)信息的關(guān)鍵設(shè)備，從而在智能電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)寬帶載波技術(shù)的有效運(yùn)用。

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