近百年都沒(méi)有發(fā)生太大變化的傳統(tǒng)電網(wǎng)將會(huì)被能效、靈活性和智能更高的智能電網(wǎng)所取代,這已經(jīng)是行業(yè)專家共同的認(rèn)知。
作為具有自我修復(fù)能力的數(shù)控輸配電網(wǎng),智能電網(wǎng)能夠把電力從發(fā)電廠輸送到使用地點(diǎn),其中包括并入電網(wǎng)的再生能源發(fā)電。智能電網(wǎng)可以優(yōu)化電力傳輸效率,讓供電企業(yè)能夠?yàn)橛脩籼峁╇p向通信和用戶端能源管理服務(wù),最大限度降低停電事故率,按需傳輸電力。供電企業(yè)和最終用戶成本降低,電力供應(yīng)更加可靠,二氧化碳排放量減少,是智能電網(wǎng)帶給供電企業(yè)和用戶的最終的好處。
凡是電動(dòng)產(chǎn)品設(shè)備都須通過(guò)電源插座連接到電力線,因此,我們可以認(rèn)為,電力線是一種永遠(yuǎn)存在的廉價(jià)的通信媒介,設(shè)備聯(lián)網(wǎng)無(wú)需再鋪設(shè)昂貴的電纜或安裝無(wú)線射頻系統(tǒng)。
電力線窄帶通信足以維持簡(jiǎn)單的信息交換,例如,用電量計(jì)量、向執(zhí)行器發(fā)送命令、檢驗(yàn)系統(tǒng)等。在室內(nèi)外環(huán)境,電力線窄帶通信可實(shí)現(xiàn)很多應(yīng)用。例如,供電公司可通過(guò)戶外電網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控路燈或?qū)崿F(xiàn)集中抄表(AMR)和電表自動(dòng)管理(AMM)解決方案,同時(shí)提供多項(xiàng)客戶服務(wù),包括用電控制和電價(jià)選擇。室內(nèi)電網(wǎng)可用于家電聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)家庭或樓宇自動(dòng)化,創(chuàng)建安全防盜系統(tǒng),控制溫度和照明亮度。所有這些功能都離不開(kāi)電力線調(diào)制解調(diào)器(PLM),像普通的調(diào)制解調(diào)器一樣,電力線調(diào)制解調(diào)器把二進(jìn)制數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成一序列預(yù)設(shè)特性(頻率、信號(hào)電平)的信號(hào),然后在接收端再把這些信號(hào)恢復(fù)到二進(jìn)制數(shù)據(jù),完成信號(hào)的調(diào)制解調(diào)過(guò)程。電力線調(diào)制解調(diào)器須能夠在電力線上傳送調(diào)制信號(hào),并檢測(cè)從發(fā)送端傳至接收端的輸入信號(hào),完成信號(hào)的收發(fā)過(guò)程。
如前文所述,集中秒表又稱AMR是電力線調(diào)制解調(diào)器的主要目標(biāo)應(yīng)用之一,傳統(tǒng)的機(jī)電式電表所采用的技術(shù)不再適合更深入長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展,而電子電表卻可以給供電企業(yè)和消費(fèi)者帶來(lái)更多的價(jià)值,其中包括降低制造成本、維護(hù)費(fèi)用、二氧化碳排放量,提高電量計(jì)量精度,最重要的是,能夠?yàn)橄M(fèi)者提供實(shí)際用電的詳細(xì)信息,為供電企業(yè)提供實(shí)時(shí)服務(wù)質(zhì)量數(shù)據(jù)。
智能電表是集中抄表AMR技術(shù)的演進(jìn)結(jié)果,是智能電網(wǎng)的重組成部分。智能電表給供電企業(yè)和消費(fèi)者帶來(lái)切實(shí)的好處:消費(fèi)者能夠更精確地監(jiān)控用電情況,例如,在電價(jià)最低時(shí)段使用洗衣機(jī)、洗碗機(jī)或電熱水器,而電力企業(yè)能夠提高發(fā)電和輸電的效率。
新出現(xiàn)的智能電網(wǎng)實(shí)際上是一個(gè)智能數(shù)字電網(wǎng),被用來(lái)定義下一代輸配電網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。智能電表可以讓消費(fèi)者的家庭網(wǎng)絡(luò)與智能電網(wǎng)互通,為供電企業(yè)和消費(fèi)者提供更智能的電能管理服務(wù)。
智能電網(wǎng)市場(chǎng)可再細(xì)分為三大市場(chǎng)板塊:基礎(chǔ)設(shè)備(例如,數(shù)據(jù)集中器)、電能表和家庭/樓宇管理,每個(gè)市場(chǎng)都有不同的應(yīng)用要求。
微逆變器用于收集太陽(yáng)能等再生能源發(fā)電,通過(guò)電力線調(diào)制解調(diào)器與智能電網(wǎng)通信。下圖所示是一個(gè)最新的太陽(yáng)能收集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
為滿足這些應(yīng)用要求,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織出臺(tái)了新的電力線通信標(biāo)準(zhǔn):
IEC61334-5-1協(xié)議,S-FSK調(diào)制模式數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)2.4Kbps
Meters&More規(guī)范,B-FSK和多種調(diào)制模式n-PSK調(diào)制技術(shù)
以O(shè)FDM調(diào)制穩(wěn)健為特色的PRIME協(xié)議
PRIME(電力線智能電表演進(jìn))是一個(gè)基于最新技術(shù)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn),確?,F(xiàn)在的技術(shù)能夠滿足未來(lái)的市場(chǎng)需求,保護(hù)電力企業(yè)在未來(lái)應(yīng)用的投資。PRIME是一個(gè)推廣不同設(shè)廠商產(chǎn)品互操作的開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn),是推進(jìn)新市場(chǎng)增長(zhǎng)的有效方式,所有的市場(chǎng)參與者都將成為這個(gè)解決方案的最終受益者,其中包括供電公司、用電企業(yè)和個(gè)人。PRIME采用的是CENELEC-A波段的OFDM正交頻分復(fù)用技術(shù)。智能電網(wǎng)是智能輸配電網(wǎng)絡(luò),家庭自動(dòng)化、智能電表和再生能源發(fā)電是我們?cè)谥悄茈娋W(wǎng)市場(chǎng)的主要研發(fā)方向。智能電表為用戶提供實(shí)時(shí)的詳細(xì)的用電數(shù)據(jù),讓用戶能夠管理家庭用電情況,例如,鼓勵(lì)用戶在用電低谷期使用洗衣機(jī)。在智能電網(wǎng)環(huán)境內(nèi),智能電表是家庭網(wǎng)絡(luò)(HAN)與戶外智能電網(wǎng)之間的連接中心,把用電家庭與電力公司連接在一起。
結(jié)語(yǔ):
集中秒表(AMR)取代了供電公司工作人員入戶抄表程序,真正實(shí)現(xiàn)了抄表自動(dòng)化。從電力線通信在集中秒表的早期應(yīng)用到現(xiàn)在,智能電表行業(yè)經(jīng)歷了一段漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。今天,電力線通信技術(shù)被廣泛用于太陽(yáng)能等再生能源發(fā)電系統(tǒng)微逆變器、電動(dòng)汽車充電、智能電網(wǎng)集中器、智能電表、溫控器、家庭自動(dòng)化、工廠自動(dòng)化、路燈控制等