电力线信道特点

电力线信道特点（精选四篇）

电力线信道特点 篇1

电力线通信技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式[1]。电力线通信技术包含窄带电力线通信技术和宽带电力线通信技术两种, 前者的载波频率在500KHz以下, 而后者的载波频率则通常在2MHz以上。电力线通信技术最早出现于20世纪20年代, 至今已有90余年的发展历史, 而我国在电力线通信技术领域的研究起步较晚, 开始于20世纪90年代。电力线通信技术可用作家庭内通信总线, 实现家电联网, 成为智能家居系统的载体。

电力线通信技术与传统的通信技术之间存在着显著差别, 电力线本身作为通信线路, 其通信特性极差。电力线作为通信线路, 存在严重的频率选择性衰落、网络阻抗呈动态变化难以不匹配、低通特性以及信道多径时延等问题, 这些问题的存在均对接收机的性能提出了极高的要求[2]。

目前为止, 国内在低压电力线信道方面的研究大多集中于数据测量和理论分析, 主要包括对电力线信道特性的测量[3]、低频段配电网的电气特性研究及电力线噪声的测量。本文对室内低压电力线信道的主要特性:时变性、信道噪声、阻抗特性及衰减特性进行了简要分析, 为实现电力线通信系统提供了参考。

2 时变性

电力线信道的时变性主要由各种电器的频繁接入、切出, 马达的停止、启动等各种随机事件导致。在信道恶劣的情况下, 低压电力线在1s对某一频率信号的衰减变化可达20dB。因此, 电力线是一条时变性很强的信道。

3 信道噪声

电力线上的噪声分为非人为噪声和人为噪声。非人为噪声是由自然现象所引起的, 如雷电在电力线上引起的噪声;人为噪声则来自于各种电器、机电产品或电力线自身等, 本文主要讨论的是室内电力线上的噪声——人为噪声。室内电力线上噪声主要来源于负载, 每种用电设备都对低压电力线有不同程度的噪声污染, 特别是开关电源设备、非线性用电设备和变频设备等。室内低压电力线上的噪声通常分为以下五类:

(1) 有色背景噪声:此类噪声主要由电力线上很多小功率噪声源叠加而产生的干扰, 是一种随时间缓慢变化的随机干扰, 其功率谱密度 (PSD) 随频率增加而降低, 且随时间变化很慢。

(2) 窄带噪声:主要由中、短波广播所引起, 通常夜间干扰大于白天。

(3) 与工频异步的周期性脉冲噪声:这种噪声主要由开关电源产生, 大部分按50k~200kHz频率重复, 在频域上是一些离散谱。

(4) 与工频同步的周期性脉冲噪声:发生频率为工频的整数倍的脉冲噪声。此类脉冲的持续时间很短, 频率覆盖范围大, 功率大, 而功率谱密度随频率的升高而下降。它主要是由可控硅整流器件造成的。

(5) 随机脉冲噪声:闪电或电网上大功率负载的开关操作会产生脉冲噪声, 其持续时间从几s到几ms。脉冲噪声的功率谱密度有时会比背景噪声高出50dB。

上述五类噪声可分为背景噪声和脉冲噪声两大类。通常, 前三种噪声随时间变化缓慢, 常归结为背景噪声, 又称稳态的背景噪声。后两种噪声的时变性强, 常归结为脉冲噪声。电力线上噪声很复杂且难以直接用定量表示, 但即使再复杂也有一定的规律, 都可表示为各种特定性质的噪声源叠加而成。

4 阻抗特性

电力线上的输入阻抗与传输信号的频率相关, 信号频率越大, 阻抗就越小, 由于接入电力网络的负载类型不同, 使得不同频率的阻抗变化也不尽相同, 负载的接入和断开在时间上无规律, 也使得线路上阻抗的变化在实际情况中不可预测。

一般情况下, 电力线阻抗在20到190的范围内动态变化, 因此在系统设计时难以保证发射机的输出阻抗和电力线的输入阻抗相匹配。

5 衰减特性

一般情况下, 室内电力网的各项特性分布极不均匀, 所以高频信号在电力线上传输时会出现多种衰减, 其中耦合衰减和线路衰减最为显著。耦合衰减主要由通信系统的接收机和发射机与电力线的阻抗不匹配造成;线路衰减主要包括多径传输和线路损耗。

(1) 多径传输:主要由信号在电网中各个分支和节点上的传输或反射造成, 接收机收到的高频信号由经过不同分支的信号叠加而成, 由于这些信号的相位在传输过程中已发生变化, 所以叠加后可能造成衰减。

(2) 线路损耗:信号在电力线路上的衰减与传输信号的频率和传输距离关系密切, 信号的衰减随着传输距离的增大而增加, 信号的衰减随着频率升高而呈现增大的趋势。

摘要：利用低压电力线高速、可靠地传输通信数据可以节省专用通信线路, 但是低压电力线路特别是室内电力线路网络结构和负载特性复杂, 需要对信道有深入的了解。文章简要介绍了电力线通信的原理, 并分析了电力线信道的时变性、噪声特性、阻抗特性及衰减特性, 为电力线通信系统的设计提供了参考。

关键词：室内电力线通信,信道特性

参考文献

[1]赵云峰, 汪晓岩, 徐立中, 赵明宇.低压电力线噪声分析与建模[J].电力系统通信, 2003 (1)

[2]肖勇, 房莹, 张捷, 党三磊.低压电力线载波通信信道特性研究[J].电力系统保护与控制, 2012 (20)

电力机车的特点 篇2

1、机车起动和牵引能力强由于机车功率大，粘着重量也大，所以，机车起动和牵引能力强。机车在4‰的直线坡道上可停坡起动10000t货物列车，并可按54km/h的均衡速度运行。机车在6‰的直线坡道上可停坡起动6000t货物列车，并可按64km/h的均衡速度运行。

2、机车技术先进机车控制系统采用了列车通讯网络先进技术，它将中央控制单元（CCU）、微机柜（TPW）、彩色液晶显示屏（DISP）、机车综合监测装置（TAX2）、逻辑控制单元（LCU）、制动逻辑控制装置（DKL）通过车辆总线MVB联络成通讯网络，并通过列车总线WTB将两节车的信息通过通讯网络联结起来。

试论电力营销的特点及作用 篇3

关键词：电力营销；特点；作用

中图分类号：F426.61 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）20-0046-02

近几年来，我国的经济获得了跨越式的发展，城市化进程不断加快，城市和乡镇的用电量快速增加，导致许多电力供应企业将主要精力放在了对市场的开拓以及基础设施建设方面，而忽视了电力营销问题，从而使得电力营销中存在许多亟待解决的问题，其自身作用无法得到充分地发挥，严重制约了电力供应企业的发展。

1 电力营销的特点

①销售渠道具有垄断性。电力的传输和销售需要依托于配电网进行，根据用户的需求，供电企业或发电厂将电能通过输配电网，传输给用户，输配电网可以说是电流传输的载体，也可以说是电力营销的销售渠道。输配电网属于国家电网工程的重要组成部分，由政府进行统一地协调和管理，私人企业不容许私自构建或改造，因此具有相当的垄断性。为了减少恶性竞争，保证供电企业的经济效益，通常情况下，一个地区智能存在一个供电企业，这也造成当前我国电力企业之间的竞争较少，一般只发生在独立发电企业之间。供电企业通过公平的市场竞争，获得电网的使用权限，同竞标一样，价格低廉、供电效率高且供电质量好的企业将会有限获得供电资格，而工作效率低、环境污染严重的发电企业则面临改进技术或被淘汰的选择。不过，随着我国“大用户直供电”技术的实施，以及市场竞争一般规律的影响，电力营销销售渠道的垄断性也在逐渐减弱。

②营销区域具有专有性。电力资源与其他资源有着很大程度的不同，无法进行长时间的储存，其生产、输送、供应以及使用都是在瞬间完成的，生产与消费实时平衡，这就使得电力营销具有营销区域专有性的特征，由于远距离的输电会造成巨大的线损，严重浪费资源，因此大部分供电企业智能向周边一定的区域范围内提供供电服务，同时，由于受到技术条件的限制，无法实现与用户的直接交易。在一片区域内，供电企业通过竞标等公平竞争的方式，获得区域的供电资格，参与市场交易，为电力用户提供服务。为了保证社会的正常运行，保持电力供应的连续性、稳定性和可靠性，减少竞争带来的用电管理混乱，在一个营销区域内，只能存在唯一的供电企业。电力无法进行长时间的储存，也只能通过特定的输配电网络进行销售，一旦离开了输配电网，电力的销售根本无从进行，这同样是电力营销区域具有专有性的重要原因。

③销售价格具有固定性。价格是衡量商品价值的重要标志，也是反映其供需关系的直接信号。电力作为维持国民经济正常发展的基础，关系着社会的稳定和发展，其作用是不可替代的。因此，国家对于电价进行了严格的管理和控制，电力企业自身并不能随意对电价进行更改，面临电价“两头钉死”的状况。一方面，电力市场在电力营销过程中，供电企业会根据自身的生产成本以及市场需求，提出电力的报价，这也是供电企业的期待价格，但是，电力市场管理人员会根据报价的高低进行排序，按照价格结算机制，确定最终的电力价格，并不能由供电企业决定。另一方面，电力的终端销售价格被地方物价局、发改委等制定的电价目录限制，供电企业的经营手段和营销都受到了很大的制约，无法利用价格策略进行促销。

2 电力营销中存在的问题

①电力营销滞后。电力企业由于长期处于垄断地位，对于电力营销的认识不足，虽然部分企业认识到了电力营销的重要作用，但是缺乏对于用户特性的分析和研究，自身也缺乏完整的服务体系，从而严重制约了电力营销的发展，使得电力营销始终滞后于用户的实际需求，影响了电力市场的正常发育。

②对需求管理重视不够。许多供电企业管理人员对于需求管理的重视程度不足，认为其属于政府职能，对于提高企业自身效益没有用处，甚至可能减少企业的利润和收益。而即时实行需求管理，其认识也存在很大的局限性，认为其仅是为了缓解电力供应紧张而采取的服务型措施，对于其提高能效、保护环境、开拓市场的作用没有正确的认识。

③营销管理水平低下。同样是由于电力行业垄断地位的影响，供电企业自身营销方法陈旧，管理水平低下，缺乏改进和创新。电力销售业务还是也人工为主，尽管有些企业应用了计算机技术，但是对于整个电力行业而言，仍缺乏影响力，严重阻碍了电力行业的发展。由于受到计划经济残留的营销，电力营销主要是通过以产定销以及能力的大小进行，而不是按照用户的需求对电力进行生产和供应，这也在很大程度上制约了电力行业的发展。另外，虽然市场经济已经得到了飞速发展，但是电力行业的供电服务仍然受到行政管理的影响，电力营销没有以效益为目标。

3 电力营销的作用及对策

①对市场环境进行分析。用户是电力市场的主体，也是电力营销的关键。在电力营销过程中，必须加强需求侧的管理，全面把握市场动态，结合相应的数据信息，对电力市场的潜力进行科学评估，并以此为依据，对电力企业自身的发展目标和电力销售目标进行制定和调整，及时调整电力的营销策略，从而开拓电力市场，促进电力企业的持续稳定发展，提高电力营销的有效性。

②采取合理营销策略。通过对市场的细分以及对目标市场的确定，供电企业要应用合理的营销策略，促进电力营销的发展。要树立优质服务理念，利用现代化的手段对电力营销的过程进行完善，对电力营销服务进行改革和创新，提高服务水平。同时，要对电力企业的内部机构设计和业务流程进行改进和创新，以满足用户需求为导向，借助社会化的服务体系，尽可能在满足于客户服务需求的同时，降低服务成本，提高经济效益。

③树立新的营销理念。在市场经济导向下，传统的电力营销模式已经难以适应时代发展的需求，电力企业要对自身的影响理念进行创新，以市场需求为中心，完善市场营销机制和体系，在电力营销中加强需求侧管理，充分把握市场动态，对电力市场的潜力进行评估，并以此为依据，对电力的调度和销售进行调整，开拓电力市场。

4 结 语

总之，电力营销对于供电企业和社会的影响都是十分巨大的，工作人员要对电力营销的特点进行分析和研究，实现企业营销职能的转变，以市场为中心，以效益为目的，以用户需求为导向，促进电力营销作用和功能的发挥。

参考文献：

[1] 郭萍.电力营销的相关问题之浅析[J].城市建设理论研究，2012，（13）.

[2] 王超，王文阳.如何加强电力营销服务对策分析[J].科技创新与应用，2012，（32）.

[3] 苏泉.综述电力营销的特点和作用[J].城市建设理论研究，2012，（26）.

低压电力线信道噪声特性分析 篇4

电力线通信 (power line communications, PLC) 是以电力线作为通信媒介的一种通信方式。电力线从来就不是一种理想的通信介质, 但随着技术的不断进步, 特别是调制技术及微电子技术的发展, 使得PLC的实用化成为可能。

如何进一步提高在电力线的通信性能, 实现高速、可靠的长距离通信, 依赖于对通信信道特性的准确把握。电力线通信信道环境的恶劣, 使得对其信道模型的建立显得更为重要。由于电力线是非专用通信线路, 其中各种干扰的时变性、随机性等特点, 使得建立其通用的精确模型困难很大。一般都是通过对电力线进行大量参数测定后, 根据统计数据, 参照无线通信的信道分析建模方法, 给出特定环境下的相对模型。本文在对电力线噪声进行分类讨论后, 对三种主要噪声给出较为准确的试验数据统计模型。

1 电力线通信信道特点

由于低压电力线主要任务是在短距离内对50/60 Hz电能实行分配, 故与专用的通信线路相比, 其信道环境极为恶劣。主要有:

(1) 在广阔的范围内遇到干扰信号。如用户的各种电气设备, 特别是陈旧的和有质量缺陷的电器, 会给电力线上传送的信号带来灾难性的干扰。

(2) 电力网络上的阻抗随负载的变化而会有大幅度的变化, 且具有较强的时变性。

(3) 由于存在较强的衰减特性, 使得电力线上的各个节点表现出的性能也不尽相同。

影响电力线通信可靠性的主要因素有:噪声电平高、阻抗变化大、信号电平衰减剧烈等。所以在对低压电力线通信信道建模时需要考虑噪声、阻抗和衰减三方面。本文将主要对噪声特性进行分析与讨论。

2 电力线噪声及其分布

电力线上的噪声源分为非人为噪声和人为噪声。非人为噪声是自然现象所引起的, 如雷电在电力线上引起的噪声;人为噪声来自各种电器、机电产品和电力线自身引起, 电力线的主要噪声并不是加性白高斯噪声, 基本特性是极短的时间周期内都可能发生变化。

2.1 噪声分类

低压电力线上的噪声一般划分为5种类型, 其功率谱分别如图1中所示。

(1) 有色背景噪声

由电力线上各种噪声源产生的组合干扰, 是一种随时间缓慢变化的随机干扰, 其功率谱密度 (PSD) 随频率增加而减小。

(2) 窄带噪声

这是一种频带很窄的噪声, 主要是短波广播在频域上的串扰, 其强度在24 h内变化不定。一般情况下, 由于电离层的反射, 夜间干扰比较严重, 而白天的干扰却较小。

(3) 与工频异步的周期性脉冲噪声

通常由大功率电器设备开关的周期性的开闭动作产生, 其功率谱为离散的谱线, 重复率在50～200 kHz范围内。

(4) 与工频同步的周期性脉冲噪声

主要是电力设备按50 Hz频率工作产生的脉冲, 重复率为50 Hz或100 Hz, 持续时间很短, 功率谱幅度随频率增加而减小。

(5) 突发性脉冲噪声

闪电或网络上负载的开关操作会产生脉冲噪声, 每个脉冲噪声都会影响很宽的频带。脉冲噪声的功率谱密度有时会比背景噪声高出50 dB。

2.2 噪声测量

低压电力线信道噪声测试的框图如图2所示。电力线噪声通过耦合网络耦合至示波器, 示波器获取噪声数据并存储后再传输至PC机进行谱分析。耦合网络主要有两个作用:一是使测试仪器与220 V的强电隔离, 保证测试设备的安全;二是耦合网络中的滤波器对测试频段外的噪声进行滤波, 减少干扰。

2.3 噪声分析

电力线噪声分布与时间、地点及负载等密切相关, 各噪声间相互独立[4]。根据对低压信道噪声数据时域和频域数据的分析, 这里我们把电力线上的噪声分成三类来分析, 其分别是:背景噪声、突发性脉冲噪声和周期性脉冲噪声。

(1) 背景噪声

如上所述, 背景噪声包括有色噪声和窄带噪声。背景噪声的主要特性是低功率的噪声源, 随频率的增大而减小, 通常可保持几秒或几分钟, 有时甚至几小时不变。其在不同频段的功率谱密度也随一定时间保持稳定。又称为稳态的背景噪声。通常晚上的背景噪声比白天大, 图3为白天和晚上所测背景噪声时域波形与功率谱。

图3 (a) 和 (b) 为在白天和晚上的噪声时域采样波形, (c) 为白天、晚上噪声PSD的比较。晚上的有色背景噪声和窄带干扰PSD比白天高出约5～15 dB。背景噪声晚上较高的可能原因是晚上用电负载的增加。

(2) 脉冲噪声

脉冲噪声是随时间 (以ms或μs级计) 变化而变化, 功率谱密度较高, 在数据传输中出现错误主要就是由脉冲噪声引起, 尤其是突发性脉冲噪声。由于突发性脉冲噪声是一随机事件, 故其特性可用随机变量来描述。典型的突发性脉冲噪声是因开关瞬态而引起的。这些脉冲的波形类似于衰减正弦波或重叠的衰减正弦波。

3 噪声模型

如上所分析, 用仿真方法对电力线通信信道内的噪声建模, 我们可根据各种噪声间相互独立的原理对其中主要的三种噪声分别建模:背景噪声、突发性脉冲噪声和周期性脉冲噪声。

3.1 背景噪声

3.1.1 有色背景噪声

按图4用白噪声源经过滤波生成, 噪声整形滤波器可用传递函数 (Z变换) 来描述:

undefined. (1)

式中, 函数的分子部分B (Z) 表示的是移动平均 (MA) 部分, 其分母A (Z) 表示的是自回归 (AR) 部分。模型参数由噪声源的方差σ2和滤波器系数组成。通过使用AR处理模型, 即:B (Z) =1, 参数可以用Burg算法得到。由于有色背景噪声的功率谱密度随时间的变化很慢, 所以一般只有在改变模拟的噪声环境时, 该参数才需要变更。

3.1.2 窄带噪声

窄带噪声可通过如下N个独立的正弦函数叠加来描述:

undefined. (2)

幅度与频率由统计结果得出, 相位随机。式中, fi为每个载波的频率;Ai (t) 为幅度;φi为相位。

3.2 突发性脉冲噪声

根据观察, 多数脉冲的包络呈三角形且脉冲的下降较上升沿长, 因此仿真中利用三角形包络的正弦波模拟单个脉冲。而且通过前面对突发性脉冲噪声的功率谱的分析, 可以考虑脉冲噪声可以用叠加衰减的正弦波来描述它。通过对计算脉冲噪声功率谱可以分析得到构成脉冲噪声的主要正弦波频率及它们的幅度比, 再用这些叠加的正弦波乘以包络, 最后在叠加上背景噪声便得到其时域模型。

图5是仿真结果, 可以看出模型在时域上和原数据吻合度较好, 由于该模型是通过频域分析来建立的, 其在频域上也能很好的反应突发性脉冲噪声的特点。

3.3 周期性脉冲噪声

对周期性脉冲噪声进行时域建模。根据观察, 多数脉冲的包络呈三角形且脉冲的下降沿较上升沿长, 因此仿真中利用三角形包络的正弦波模拟单个脉冲。正弦波的频率和幅值以及脉冲出现的周期由对大量测量结果的统计得到。噪声模型为将脉冲模型与背景噪声模型叠加的结果。其具体建模方法大体上与突发性脉冲噪声的建模方法相同。图6给出仿真结果, 从结果可以看出模型较好地描述了时域和频域特性。

实践证明通过以上方法所建立的噪声模型在时域上和频域上都能较好地模拟低压电力线噪声。

4 结论

本文在对电力线信道进行简要讨论后, 对电力线噪声进行了详细的分类讨论, 对主要干扰电力线通信的背景噪声、突发性脉冲噪声和周期性脉冲噪声, 给出了根据试验统计数据得出的模型。但由于电力线干扰的时变性、随机性等的特点, 上述模型的精确性还依赖于特定的试验环境, 对模型的进一步优化还有待更多试验数据的获取。

参考文献

[1]Hooijen O G.A Channel Model for the ResidentialPower Circuit Used as a Digital Communications Me-dium[J].IEEE Trans on Electromagnetic Compatibili-ty, 1998, 40 (4) :331-336.

[2]Vines R M.Noise on Residential Power DistributionCircuit[J].IEEE Trans on Electron Compa, 1984, 26 (4) :13-21.

[3]Zimmermann M, Dostert K.The Low Voltage PowerDistribution Network as Last Mile Access Network-Signal Propagation and Noise Scenario in the HF-Range[J].Int J Electron Commun (AEU) , 2000, 54 (1) :131-138.

[4]Zimmermann M, Dostert K.An Analysis of the Broad-band Noise Scenario in Powerline Networks[C].Pro-ceedings of the 4th International Symposium on Pow-erline Communications and its Applcations, LimerickIreland, 2000:27-31.

[5]张有兵, 程时杰, 何海波.低压电力线高频载波通信信道的建模研究[J].电力系统自动化, 2002, 26 (23) :62-66.