在低壓電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中,主要采用電力線載波和短距離(微功率)無線通信方式,并以低壓電力線窄帶載波通信方式為主。然而受低壓配電網(wǎng)信道環(huán)境中傳輸衰減、噪聲干擾和阻抗變化等因素的影響,電力線載波通信的可靠性難以得到保證,嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。也就是說,電力線載波通信設備的通信性能將直接影響到用電信息采集系統(tǒng)的整體性能。
目前,載波通信技術有多種實現(xiàn)方案,載波信號調(diào)制方式、中心頻點、路由協(xié)議和信號禍合方式等各不相同。盡管每種技術都有其獨特的優(yōu)越性,但也有其不利因素。就國內(nèi)產(chǎn)品而言,已進入多元化時代,主要應用的就有鼎信、東軟、曉程、力合微、瑞斯康、盛吉高科和彌亞微等廠家。各廠家的載波通信模塊的性能均有所差異,廠家提供的抄表產(chǎn)品性能指標通常都符合標準。但由于測試裝備有限,測試手段有一定局限性,無法對載波通信產(chǎn)品的通信功能進行合理驗證,致使產(chǎn)品性能的檢驗與應用需求脫節(jié),所以有必要進行相關的測試和評估,為選用合適的載波設備提供技術支持和依據(jù)。鑒于以上原因,國內(nèi)外相關機構正在從測試方法、測試設備、測試平臺以及評價機制等方面對載波設備的通信性能測試進行積極地研究和探索。本文介紹了一種信道參數(shù)可控的載波通信測試設備,并就進一步的性能測試應用中存在的問題進行一些探討。
一、一種載波通信性能測試設備的研制
1、總體研制思路
電力線載波通信性能測試設備的研制,主要考慮3個方面的因素作為設計指導原則。一是實驗室環(huán)境下模擬低壓配電網(wǎng)電力線傳輸信道特點;二是參考電力行業(yè)以及國家相關標準要求的測試項目;三是以測試主機為交互中心,以傳輸信道參數(shù)可程控調(diào)節(jié)為手段,建立自動化的載波通信性能測試裝置。
近年來,針對電能采集標準相關的政策法規(guī)相繼出臺,并在測試項目和可操作性方面不斷完善。諸如DL/T698-2010《電能信息采集與管理系統(tǒng)標準》、Q/GDW 1373-2013《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)功能規(guī)范》、Q/GDW1374-2013《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)技術規(guī)范》和Q/GDW 1379-2013《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)檢驗技術規(guī)范》等。對這些規(guī)范的理解及大量的測試研究成為設備研制的基礎。
2、設備組成
測試設備的構建以模擬低壓電力線傳輸環(huán)境為主要任務,其架構如圖1所示。主要組成部分包括:三相凈化穩(wěn)壓電源、程控相位選擇模塊、載波隔離器、測試主機系統(tǒng)、程控衰減網(wǎng)絡、程控負載選擇網(wǎng)絡、噪聲發(fā)生器和信號測量部分。信道模擬裝置包括程控衰減網(wǎng)絡、程控噪聲源和程控阻抗模擬器,以模擬載波信號傳輸環(huán)境。而信號測量模塊包括頻譜分析儀和數(shù)字示波器,人工電源網(wǎng)絡提供載波電平測試阻抗參考環(huán)境,保證測試結果符合相關標準和規(guī)范要求。
