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目前有多种无线和有线电力通信技术在世界各地进行评估和部署。RF通信已成为许多地区和应用的首选技术,但也面临着自己的挑战。电力公司和设备供应商需要不断比较和权衡当前的实施成本与未来相对模糊的需求。
智能电网通信:多个互连网络由于智能电网将不同发电形式之间的双向通信扩展到电力消费者,因此它会涉及到多个具有不同控制、测量、数据记录、保护和优化程度的系统。
主要的系统可以分为以下组别:1) 输配电现场和广域网络;2) 连接到数据采集器或网络接入点的智能表计;3)连接到家用电器或充电站的智能表计(见图2)。智能计量通信:投资的主要部分以智能计量为中心的通信系统吸引了最多的目光,成为不同技术的必争之地。
美国的潜在表计更换量超过1.4亿只,全球超过10亿只,因此智能表计代表了智能电网通信系统中的绝大部分节点,大部分成本都集中于此。世界各地不同程度地采用了两种主要的竞争技术:R F和电力线载波(PLC)。北美市场以RF解决方案为主。
由于免执照高功率ISM频段中存在可用的频谱,并且每个变压器对应的表计相对较少,因此一般来说,R F解决方案在北美市场能以较低的成本进行部署。智能计量RF通信技术使用现状进一步分析目前用来连接表计与电力公司的R F系统,我们会发现另一层次的竞争技术:网格系统和星型系统。
这两种系统试图通过不同方式应对智能计量的RF挑战。将数百万只表计连接到电力公司是一个巨大的挑战。
仅就美国而言,连接现有表计意味着需要创建超过1亿个预定位置的RF链路。其中许多位置处在对RF通信不利的环境中,例如地下室和混凝土墙后面。
还有许多位置是在RF干扰源众多且不断变化的城市区域。网格系统通过相邻表计为单只表计创建多条连接到一个中心采集器的较短路径,中心表计充当电力公司广域网的网关。目前有多家供应商提供网格系统,其数据速率通常为100 -150kbps,采用FSK或扩频调制方案,一般工作在以915 MHz为中心的ISM频段,信道带宽为50 - 200 kHz。
星型系统主要使用特许执照频段中的窄带信号来连接相距较远但数量较少的中心采集器。中心采集器所需的数量较少,位于山顶或高楼楼顶等视线清晰的位置,但其发射功率较高。星型系统通常采用FSK调制,其数据速率低于带宽较宽的网格系统。
除了所需中心采集器的数量较少外,星型系统的拥护者还提出它具有带内频谱无干扰和网络协议更简单的优势。
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