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電力線(xiàn)載波通信在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入（附報(bào)告目錄）

1、電力線(xiàn)載波通信行業(yè)概況

電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其貫穿發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度等各個(gè)環(huán)節(jié)，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和支柱。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，目前我國(guó)已形成了以光纖通信為主，微波通信、電力線(xiàn)載波通信等多種方式并存的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)格局。其中，電力線(xiàn)載波通信是利用電力線(xiàn)作為信息傳輸媒介，加載經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻載波信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N通信方式，也是電力系統(tǒng)特有的通信方式，其最大的特點(diǎn)是無(wú)需重新布線(xiàn)，可以利用現(xiàn)有電力線(xiàn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，因此在電力系統(tǒng)被廣泛使用。此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電力線(xiàn)載波通信還可應(yīng)用于智慧路燈、智慧家居、智慧樓宇及工業(yè)控制等領(lǐng)域，但目前最主要的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)用電信息采集領(lǐng)域。

相關(guān)報(bào)告：北京普華有策信息咨詢(xún)有限公司《2021-2026年電力線(xiàn)載波通信行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》

電力線(xiàn)載波通信行業(yè)主要應(yīng)用

資料來(lái)源：普華有策

電力線(xiàn)載波通信具有無(wú)需重新布線(xiàn)、可靠性較好且運(yùn)行維護(hù)量較小等優(yōu)勢(shì)，目前已成為國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)用電信息采集領(lǐng)域本地通信的最主要方式。

2、電力線(xiàn)載波通信在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入

電力線(xiàn)載波通信技術(shù)在智能電網(wǎng)用電信息采集領(lǐng)域的應(yīng)用，極大帶動(dòng)了我國(guó)電力線(xiàn)載波通信行業(yè)的發(fā)展。目前，國(guó)家電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)正處于新一輪智能化改造過(guò)程中，一般而言，智能電表的更換周期在 5-8 年左右，本輪改造對(duì)智能電表的更換需求預(yù)計(jì)可在未來(lái)3-5年內(nèi)逐步釋放。另一方面，國(guó)家電網(wǎng)正在進(jìn)行泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，其對(duì)于智能電表滿(mǎn)足新能源接入、能效管理、居室防盜、儲(chǔ)能管理等泛在業(yè)務(wù)的性能方面提出了更高要求，同時(shí)，國(guó)家電網(wǎng)還在加快“全覆蓋、全采集、全控費(fèi)”的建設(shè)，積極推進(jìn)雙向互動(dòng)和水表、電表、氣表、熱量表“四表集抄”等新業(yè)務(wù)的應(yīng)用，用電信息采集系統(tǒng)也開(kāi)始向支持雙向通信、實(shí)時(shí)電價(jià)模式的高級(jí)測(cè)量體系過(guò)渡，智能電表的升級(jí)也將進(jìn)一步拉動(dòng)市場(chǎng)對(duì)智能電表的需求。

電力線(xiàn)載波通信不僅可以應(yīng)用于智能電網(wǎng)用電信息采集領(lǐng)域，還可應(yīng)用于智慧城市、智慧家居和工業(yè)控制領(lǐng)域。例如，電力線(xiàn)載波通信可用于智慧路燈以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制、故障監(jiān)測(cè)和節(jié)能控制，可用于智慧家居以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上控制和互聯(lián)，可用于智能化小區(qū)對(duì)高層樓宇用電、小區(qū)公共照明等進(jìn)行遠(yuǎn)程智能化管理，還可以用于光伏能源接入進(jìn)行分布式光伏發(fā)電逆變控制和管理等，此外，電力線(xiàn)載波通信也可應(yīng)用于停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)、公共信息顯示系統(tǒng)、安全防盜及消防報(bào)警系統(tǒng)等。目前，隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已成為電力線(xiàn)載波通信的重要應(yīng)用領(lǐng)域，而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，有望在未來(lái)成為電力線(xiàn)載波通信應(yīng)用的另一個(gè)爆發(fā)點(diǎn)。

3、電力線(xiàn)載波通信技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢(shì)

電力線(xiàn)載波通信具有無(wú)需重新布線(xiàn)、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是目前電網(wǎng)用電信息采集領(lǐng)域本地通信方式的首選，從所使用的載波信號(hào)頻率、頻帶寬度角度劃分，電力線(xiàn)載波通信分為窄帶電力線(xiàn)載波通信與寬帶電力線(xiàn)載波通信，其中，窄帶采用的頻帶寬度為 10kHz-500kHz，寬帶采用的頻帶寬度為 2MHz-20MHz。電力線(xiàn)不同于普通的數(shù)據(jù)通信線(xiàn)路，其初衷是為了進(jìn)行電能而非數(shù)據(jù)的傳輸，也并非一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸信道，具體表現(xiàn)為噪聲顯著且信號(hào)衰減嚴(yán)重，因此，要想實(shí)現(xiàn)可靠的電力線(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信，必須通過(guò)合理的調(diào)制解調(diào)技術(shù)予以解決。

第一輪電網(wǎng)智能化改造過(guò)程中，窄帶電力線(xiàn)載波通信技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，從傳統(tǒng)的單載波技術(shù)（基于 FSK、BPSK 等）向正交頻分復(fù)用（OFDM）多載波技術(shù)發(fā)展。與單載波技術(shù)相比，OFDM 技術(shù)通過(guò)多個(gè)子載波傳輸信息，對(duì)脈沖噪聲和信道快衰落有較強(qiáng)的抵抗力，通過(guò)子載波聯(lián)合編碼，可使抵抗力進(jìn)一步增強(qiáng)，其允許重疊的正交子載波作為子信道，大大提高了頻帶利用率，同時(shí)，OFDM 技術(shù)的自適應(yīng)調(diào)制機(jī)制，使不同的子載波可以根據(jù)信道情況和噪音背景的情況選擇不同調(diào)制方式，更適應(yīng)高速數(shù)據(jù)傳輸，OFDM 技術(shù)抗碼間干擾能力也更強(qiáng)。

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性要求越來(lái)越高，所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來(lái)越多，數(shù)據(jù)形式越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)于計(jì)量以外的其他功能性要求也越來(lái)越多，窄帶電力線(xiàn)載波通信由于自動(dòng)采集成功率低、通信速率慢等原因，已無(wú)法滿(mǎn)足智能電網(wǎng)及泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的需要。2017 年 6 月，國(guó)家電網(wǎng)正式發(fā)布《低壓電力線(xiàn)寬帶載波通信互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范》，并于 2018 年四季度開(kāi)始對(duì)HPLC 模塊產(chǎn)品進(jìn)行招標(biāo)，而南方電網(wǎng)也發(fā)布了《計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)寬帶載波通信技術(shù)要求》，對(duì)寬帶電力線(xiàn)載波通信的技術(shù)要求、通信協(xié)議等進(jìn)行了規(guī)定，寬帶電力線(xiàn)載波通信技術(shù)成為目前的主流技術(shù)。

寬帶電力線(xiàn)載波通信的調(diào)制方式以 OFDM 技術(shù)為主，通信速率在 1Mbps 以上，遠(yuǎn)高于窄帶電力線(xiàn)載波通信 10kbps 以下的通信速率，可以保證數(shù)據(jù)在短時(shí)間內(nèi)完成傳輸，從而大大降低突發(fā)干擾的影響，確保了數(shù)據(jù)的可靠性，同時(shí)，寬帶電力線(xiàn)載波通信具備更強(qiáng)的擴(kuò)展能力，可以加載更多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。在具體應(yīng)用性能方面，寬帶電力線(xiàn)載波通信可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)抄表和遠(yuǎn)程控制通斷電功能，且抄表效率更高，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上報(bào)、信道監(jiān)測(cè)與管理、用電特征及習(xí)慣分析、新能源接入、多表合一等傳統(tǒng)方式難以實(shí)現(xiàn)的功能，能更好地支撐電網(wǎng)智能化改造目標(biāo)所需的高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，有力地支持企業(yè)用電和能效管理、智能家庭互聯(lián)，更符合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要求。

未來(lái)，隨著電力線(xiàn)載波通信的進(jìn)一步發(fā)展，電力線(xiàn)載波通信與微功率無(wú)線(xiàn)通信相結(jié)合的雙模通信將有望解決載波信號(hào)衰減、信號(hào)孤島等問(wèn)題，成為下一個(gè)發(fā)展方向，目前雙模通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)正在制定當(dāng)中。

總體看來(lái)，從窄帶電力線(xiàn)載波通信到寬帶電力線(xiàn)載波通信，寬帶電力線(xiàn)載波通信再到雙模通信，是目前及未來(lái)幾年內(nèi)電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。