1. PLC for SG ApplicationsSlide 1 刘伟麟 中国电力科学研究院 中国电力科学研究院

2. PLC for SG ApplicationsSlide 2 3. 新一代智能 PLC 接入网技术介绍 1. PLC 接入网技术发展 2. PLC 接入网技术在智能配电网中的应用

3. PLC for SG ApplicationsSlide 3 PLC 接入网技术二次浪潮 第一次浪潮 电信市场开放 ( 互联网 )  宽带 PLC 第二次浪潮 大规模智能电网 (AMI) 推广应用  窄带 ( 高速 ) PLC

4. PLC for SG ApplicationsSlide 4 驱动力 （欧洲）  2005 年欧盟规划 : 2020 年智能电表覆盖率将在 80% 以上。在此基础上通过和 用电户互动，启动电能市场。另外随着电动汽车，分散的新能源，配电网自 动化等智能电网项目的推广，在欧洲中，低压通信接入网的建设越来越重要  用电信息采集 70% 将用 PLC 技术  2 亿个低压 PLC 点  欧洲 90% 以上中，低压变电站没有通信装置。需新建设大约 500 万个中压通 信点。光纤铺设成本很高，各种限制多，无线受地理位置的限制。因此中压 PLC 估计有 20% - 30% 市场  100-150 万个中压 PLC 通信点

5. PLC for SG ApplicationsSlide 5 PLC 在智能电网的应用 （作为通信工具）

6. PLC for SG ApplicationsSlide 6 配用电业务速率 [kbps] 最大传输时延 [s] 数据特征 远动 / 遥控 9.60.5 随机 远程控制（故障检测） 9.6NA 随机 调度电话 80.5 随机 企业管理信息接入 20001 随机 视频监视 (surveillance) 2561 持续 视频监控 (supervision) 64NA 周期 报警管理（温度、湿度、气 体、浸水） 9.630 随机 遥测, 产品和电能质量 9.6NA 周期 遥测保护（录波、下载） 641 随机 调度 / 监控电信网络 1 连续 AMI NA 周期 负荷管理，需求侧管理 20001 周期  摘自欧洲 智能电网研究项目 INTEGRIS, 到 2016 年电力线载波速率需求 估算 : 低压 : 700 kbps; 中压 : 4 Mbps 国外中低压配网自动化业务对通信技术要求 （ CIGRE, 2008 ）

7. PLC for SG ApplicationsSlide 7 PLC 接入网 架构

8. PLC for SG ApplicationsSlide 8 2 3080 MHz 9 150 500 kHz 窄带 PLC 宽带 PLC 欧洲 美国，亚洲 OPERA, Homeplug IEEE1901, ITU-T 窄带和宽带 PLC 技术的频率范围

9. PLC for SG ApplicationsSlide 9 速率 ASK 几个 bps PSK, FSK ， S-FSK 1950198020001990 年 2010 0.6 - 2.4 kbps 窄带高速 PLC 超低速 PLC OFDM (33-128 kbps ） 窄带 PLC 技术发展状况 窄带低速 PLC

10. PLC for SG ApplicationsSlide 10 主要宽带 PLC 技术发展状况 数据速率 45 Mbps OFDM 20002004 2002 年 2006 85 - 200 Mbps OFDM 1Gbps 2-80 MHz OFDM 认知无线电技术和 MIMO ( 室内应用） 2008 2010

11. PLC for SG ApplicationsSlide 11 100 kHz 10 MHz 低压 1.5-3160-200 中压地埋线 1-250-80 中压架空线 0.5-130-50 电力线衰减 dB/km

12. PLC for SG ApplicationsSlide 12 PLC 在欧洲的应用（窄带 PLC 用于电信息采集） 意大利 FSK （ 2.4 kbps ） 3 千万智能电表 2001 年 2006 200820102012 法国 S-FSK, 2.4 kbps ， OFDM ， 33kbps 3.5 千万智能电表 2014 瑞典, 芬兰 - S-FSK, 2.4 kbps - 100 万智能电表 西班牙 OFDM （ 128 kbps) 1 千多万智能电表 BPSK （ 9.6 kbps ） 1 千多万智能电表

13. PLC for SG ApplicationsSlide 13 宽带 PLC 在中压的应用 （欧洲） 通过前期的试验和优化，宽带 PLC 在欧洲已被一些电网公司用于中压段（并具一 定的规模） 低压 PLC 的骨干网（连接低压集中器） 远程检测控制（ SCADA ，连接 RTU ） 目前主要在城市地埋线 最大点与点距离 : 500-600 米 通过中继覆盖大的网络 一旦安装好，性能很稳定

14. PLC for SG ApplicationsSlide 14 中压点与点距离 统计（引自欧盟项目 OPERA 文件 ）

15. PLC for SG ApplicationsSlide 15 实验室宽带 PLC 时延测试结果 [ms] 中继数

16. PLC for SG ApplicationsSlide 16 PLC 在智能配电网的应用 （新的研究热点） 拓扑结构分析电网状态监控 故障定位 预警 通信 + 感知 集电力线传感和电力线通信于一体, 通过对电网信息的感知和基于 电力线信道特性的电网状态的认知，并通过低延时的电力线通信技术， 为电网运行和维护提供可靠的，及时的可操作的信息

17. PLC for SG ApplicationsSlide 17 电网拓扑结构检测 10KV 变压器 相位识别 （ A ， B ， C ） 台区识别 馈线识别 PLC 头端 I1I1 I2I2 I3I3 ItIt

18. PLC for SG ApplicationsSlide 18 电网设备和状态检测和预警 电缆断裂预警变压器状态检测

19. PLC for SG ApplicationsSlide 19 电网故障定位

20. PLC for SG ApplicationsSlide 20 二、国内外研究现状 窄带接入网ＰＬＣ 宽带接入网 PLC 频率 9 - 500 kHz ( 欧洲 9-150 kHz)2 - 30 MHz 可以得到的物理 层速率 2 – 100 kbps1 - 10 Mbps 时延 100 ms - 100 s10 ms – 10 s 点与点距离 低压 / 中压 : 400 米 / 15 公里低压 / 中压 : 200 米 / 600 米 主要应用用电信息采集中压接入 主要优点 技术简单, 可达到的距离较长速率高， 实时性能好，性能稳定 主要弱点 信道环境恶劣，受电器干扰影响大， 速率低，实时性能差 信道（地埋线）衰减大，距离短 窄带和宽带 PLC 技术比较

21. PLC for SG ApplicationsSlide 21 宽带耦和 模拟前端技术 无线电电台 认知 检测技术 宽带高动态范围 数字前端技术 自组网技术 新一代智能 PLC 关键技术 支撑不同 QoS PLCMAC 协议 电网状态感知和认 知技术

22. PLC for SG ApplicationsSlide 22 小结  智能配电网建设给 PLC 带来了巨大的机会  窄带 PLC 大规模的被用于低压远程用电信息采集  宽带 PLC 在欧洲已被有规模的用与中压通信（城市）  为了满足今后智能配电网建设的需求，全面提高 PLC 通信接入网 的性能（覆盖率、稳定性，实时性），需要研究新一代智能 PLC  频带自适应  频率认知  自助网  集通信和电网状态感知