基于PLC的TTU通信模塊的設計
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電力線(xiàn)載波通信技術(shù)出現于20世紀20年代初期，它以電力線(xiàn)路為傳輸通道，具有可靠性高、投資少、見(jiàn)效快、與電網(wǎng)建設同步等得天獨厚的優(yōu)點(diǎn)。電力線(xiàn)載波又分為高壓電力線(xiàn)載波(電力線(xiàn)載波中通常指35 kV及以上電壓等級）、中壓電力線(xiàn)載波(10 kV電壓等級)和低壓電力線(xiàn)載波(380/220 V電壓等級)[2]。
1 配變監測終端通信模塊的硬件設計
1.1配電自動(dòng)化對TTU通信的要求[1]
根據配電自動(dòng)化系統的要求,配變監測終端TTU對上應能與配電子站或主站進(jìn)行通信,將終端采集的實(shí)時(shí)信息上報,同時(shí)接收子站/主站下達的各種控制命令，對下要求可與附近的配變監測終端(TTU)或其他智能設備進(jìn)行通信。因此,對配變監測終端通信功能的要求比較嚴格,無(wú)論通信方式、通信協(xié)議、通信接口都要滿(mǎn)足配網(wǎng)自動(dòng)化系統的要求,主要包括:
(1)通信的可靠性：配變監測終端的通信應能抵制惡劣的氣候條件，如雨、雪、冰雹和雷陣雨，還有長(cháng)期的紫外線(xiàn)照射、強電磁干擾等。
(2)較高的性?xún)r(jià)比：考慮通信系統的費用，選擇費用和功能及技術(shù)先進(jìn)性的最佳組合，追求最佳性?xún)r(jià)比。
(3)配電通信的實(shí)時(shí)性：電網(wǎng)故障時(shí)TTU快速及時(shí)地傳送大量故障數據，配變監測終端的通信系統必須具有雙向通信的能力,具有半雙工或全雙工的能力。
(4)通信方式的標準化及通用性：配變監測終端的通信系統包括發(fā)送器、接收器。使用中常常需要與其他配電設備進(jìn)行通信,因此應盡量選擇具有通用性、標準化程度高的通信方式及設備,便于使用和維護。
1.2 TTU通信模塊的構成
1.2.1 通信模塊的整體框圖
TTU的通信模塊整體框圖[3]如圖1所示。
接口通過(guò)電力線(xiàn)接收來(lái)自主站的命令信息，經(jīng)過(guò)濾波放大后，命令經(jīng)過(guò)解調送到控制器，然后控制器通過(guò)串口將主站命令發(fā)送給數據采集與處理模塊。數據采集與處理模塊根據接收到的主站命令對配電變壓器的數據進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)分析處理后，將數據信息通過(guò)串口發(fā)送給通信模塊的控制器，再經(jīng)過(guò)調制，最后經(jīng)由接口發(fā)送到電力線(xiàn)上，等待主站接收。
1.2.2 電力線(xiàn)載波芯片的選擇
在電力線(xiàn)載波通信中，電力線(xiàn)載波芯片起著(zhù)至關(guān)重要的作用，它直接影響到信息的準確傳送，因此電力線(xiàn)載波芯片的選擇是十分重要的。
XR2210/XR2206套片或LM1893是比較早的電力線(xiàn)載波芯片。XR2210/XR2206是一組FSK方式的調制解調芯片，并不是專(zhuān)門(mén)針對電力線(xiàn)載波通信設計的。LM1893是美國國家半導體公司生產(chǎn)的modem芯片，采用FSK調制解調方式，它只是對一般FSK調制解調芯片稍作改進(jìn)，目前，這兩款modem芯片在國內基本沒(méi)有采用。SSC P300是Intellon公司采用現代最新通信技術(shù)設計的電力線(xiàn)載波modem芯片。它采用了擴頻(Chirp方式)調制解調技術(shù)、現代DSP技術(shù)、CSMA技術(shù)以及標準的CEBus協(xié)議，可稱(chēng)為智能modem芯片，體現了modem芯片的發(fā)展趨勢。但它是Intellon公司按北美地區頻率標準、電網(wǎng)特性，特別針對家庭自動(dòng)化而設計的。頻率范圍100 kHz~400 kHz，電網(wǎng)電壓480 Y/277 Vac、208 Y/120 Vac、60 Hz，不適合我國50 Hz電網(wǎng)頻率。ST75xx芯片是SGS-THOMSON公司專(zhuān)為電力線(xiàn)載波通信而設計的modem芯片。由于它是專(zhuān)用modem芯片，所以除有一般modem芯片的信號調制解調功能外，還針對電力線(xiàn)應用加入了許多特別的信號處理手段，目前，在國內電力線(xiàn)載波抄表領(lǐng)域應用廣泛。
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