AMI载波通信技术的应用实践

1、AMI载波通信技术的应用实践技术创新，变革未来2政策背景与现状、需求分析电力线载波通信技术分析G3-PLC技术及应用案例 4. B-PLC技术及应用案例5.电力线载波应用展望与问题提纲3若干意见国家发改委、国家能源局2015年3月关于改善电力运行调节 促进清洁能源多发满发的 指导意见国家发改委2015年5月关于完善跨省跨区电能交 易价格形成机制有关问题 的通知中发2015年9号文关于深化电力体制改革的59号文件精 改革国家发改委2015年4月关于贯彻中发201 神加快推进输配电价的通知政策背景：国家政策国家发改委 015年9月关于加快配电网建设改造的指 导意见国家能源局 2015年9月配电网建

2、设改造行动计划(20152020年2015-2020年，配电网建设改造 投资不低于2万亿元，其中2015 年投资不低于3000亿元，“十 三五”期间累计投资不低于1.7 万亿元。国家科技部 2016年2月国家重点研发计划智能电网技 术与装备专项实施方案重点研究多元用户供需互动用 电，重点突破城区用户与电网 供需友好互动系统，多元用户 互动的配用电系统关键技术研 究与示范等政策背景：2015-2020配网建设改造目标2015年7月国家能源局印发配电网建设改造行动计划（20152020年），提出了十三五期间我国的配网建设目标：提高配用电网相关业务覆 盖率的核心在配网通信网 络的建设！指标单位201

3、4年2017年2020年1.供电可靠率%99.3599.6999.82其中：中心城市（区）%99.9599.9799.99城镇%99.8099.8599.88乡村%99.1699.4599.722. 用户年均停电时间小时57.027.015.7其中：中心城市（区）小时4.42.61.0城镇小时17.513.210.0乡村小时73.648.024.03.综合电压合格率%95.8897.5398.65其中：中心城市（区）%99.9499.9699.97城镇%96.9297.9598.79乡村%90.7794.6997.004.110千伏及以下线损率%6.26.16.05.高压配电网容载比2.011

4、.8-2.26.乡村户均配变容量千伏安1.551.82.07.配电自动化覆盖率%2050908.配电通信网覆盖率%4060959.智能电表覆盖率%608090传统人工抄表 本地费控（预 付费）等自动抄表AMR，本地费控（预付费）等远程接入 网络账单系统账单系统数据集中单元前置机MDMS家庭区域网络 远程接入 网络本地通信网络高级量测体系AMI：在智能表计与公共企业系统间的通信软/硬件及相关的 数据仓库 系统和数据管理软件共同形成的一个双向网络系统，是一个用来测量、收集、储存、分析和运用用户用电信息的完整网络和系统。5前置机智能电网的核心设施：高级量测体系 (AMI)通 信 网 络 是 量 测

5、计 量 体 系 不 断 演 进 的 基 础智能电表AMI相关业务发展现状与未来业务需求分析6新兴AMI业务及电力增值服务均建立在全抄通实 现的基础之上，其本质在于建设一个双向可靠， 高带宽，低时延的AMI全通道电力通信网。以国家电网 其日冻结率 为98%以上 率不低于90 际成功率低以南方电网为例，目前低压集 抄自动抄表率约为83.7%，其 中，数据采集成功率约为85%集抄业务为例， 集抄指标目标值，单次采集成功%，但目前的实 于该目标值现状未来需求实现全抄通，抄表冻结指标 进一步由日冻结发展到15分 钟冻结全费控，探索动态电价与 需求侧响应互动等AMI双 向业务进一步发展和探索诸如四表 合一

6、，宽带接入，用电信息 大数据分析与能效管理等电 力增值服务AMI的通信架构传统划分方式依据电压等级与设备特征的智能电网层次化的通 信网络架构低压本地层通信具有节点，终端数量多，分布广，部署环境复杂等特点，成为AMI全 通道电力通信网的瓶颈所在目前尤其缺乏低压本地层（NAN）最后一公里的成熟可靠通信方案，是造成采集成 功率低的重要原因。7典型AMI新业务对通信技术的需求分析8相对于纯电力抄表，“四表合一” 导致 接入终端数量更多，分属部门 各异，需提供更高带宽，更加高效 的终端远程管理（如IPv6）智能用电、能效管理，需求响应等 业务，要求本地通信网络具备双向 可靠传输能力，传输时延低（直至 m

7、s级）等。能源互联网，宽带接入，电 动汽车等电力增值业务要求 本地通信网络宽带化，高速 化，IP化9AMI本地通信技术现状问题分析本地层通信（低压集抄）现状与存在的问题城中村等环境恶劣，集中器安装 及线路施工困难，光纤及RS485 等需额外布线的技术成本较高地下室情况复杂，接入层技术 存在覆盖盲区，本地层布线及 微功率无线信号穿透损耗大；传统窄带载波干扰严重， 稳定性差，在线率低。微功率无线不支持台区识 别，线损计算等业务，且 易受建筑物遮蔽干扰低压本地层通信具有节点，终端数量多，分布广，部署环境复杂等特点，相对来说，电 力线载波PLC 技术具有先天优势。传统的窄带载波传输速率低，可靠性差，适

8、应性差，难以胜任AMI新业务及电力增值业务的需求电力线载波通信技术概述10标准IEC 61334Prime调制技术S-FSKOFDM比特速率2.4kbps34kbps工作频段从载波ROBO6.36.3DBPSK1717DQPSK3030D8PSK3437FCC 速率（kbps）主载波-从载波ROBO3635DBPSK9595DQPSK153153D8PSK174174测试结果：负载高的时段下，线路底噪较大在负载低的时段下，将使用更高效率的 编码调制方式（自适应）设备在低频段（A频段）比高频段（ FCC频段）具有更小的线路衰减，因而 能传输更远距离；在信噪比较好的情况下，设备可使用 FCC频段和

9、D8PSK编码方式，链路层速 率可达170kbps。轮询时间、收包成功率能满足主站召测 数据的规范要求，并比传统的载波设备 有较大的提高（传统FSK窄带载波设备 轮询时间约为15s）。福庆大厦京海花园外贸大厦福桥大厦环庆大厦福利中心轮询时间Ping 包延时(ms)20字节4455869710614553350字节6275119117136158667200字节1001402322013072781258500字节2693625036916178853327新一代低压宽带PLC16024610121416x 106-150-1000Freq: 40.71kHz, Vos: 4.88mVAmp:

10、-21.48dBVrms, 84.32mVrms, 238.50mVppSNDR: -12.08dB, ENOB: -2.30SNR: -12.07dB, THD: -15.68dB, SFDR: -3.97dB-50 Noise: 338.33mVrms, 3.6dBm, -68.2dBm/HzNfft: 1048576 points8Frequency(Hz)Magnitude(dB/47.6837Hz)24610121416x 106-2000-150-50Freq: 72.00kHz, Vos: -1.05mVAmp: -78.07dBVrms, 124.95Vrms, 353.40V

11、ppSNDR: -21.32dB, ENOB: -3.83-100SNR: -21.29dB, THD: 0.07dB, SFDR: 0.06dBNoise: 1.45mVrms, -43.8dBm, -115.5dBm/HzNfft: 1048576 points8Frequency(Hz)Magnitude(dB/47.6837Hz)鞍山-高占屯-3楼测量点_20140310-8-4电梯动 1楼向上启动.bin-inband国内高层小区典型用电设备噪声频域特性：2MHz以上是用于低压本地通信理想的工作频段Ni5122_ch1_2.00vpp_50000000Hz_1Mohm_5W.bin-

12、inbandNo.性能指标参数1调制类型OFDM（ROBOBPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM）,2工作频段2M-12MHz3抗衰减能力100db, max p2p transmission range 2500m5传输速率Maximum 2.8Mbps application layer7加密AES/3DES/DES8支持标准IEEE1901 support IPV6 in future9最大中继数15白炽灯高层电梯宽带载波示范应用案例：低压本地通信（NAN）17南方某市试点小区：典型老旧低层住宅小区，居民用电与商业用电混装。台区规模97户，台区半径150 米，走线为架空线，

13、杆变，集中器安装在变压器下的配电箱中，电表箱安装在各单 元楼道里或者商铺前。现场安装的电能表为97规约电子表，通讯方式为RS485。原采集方案为半载波，采 用FSK窄带载波，抄通率（数据采集成功率）仅为30%左右。18现场集中器安装情况：电能表-采集器安装情况：因原电表为97规约表，采用采集器485级联的半载波B-PLC示范应用案例：低压本地通信（NAN）集中器B-PLC+RS485 半载波组网19B-PLC示范应用案例：低压本地通信（NAN）现场实时自适应路由拓扑：原FSK窄带载波方案日冻结抄读成功率在 20%-40%左右，属于典型噪声污染严重台 区项目上线以来，日冻结抄读成 功率稳定在100%，已经稳定 运行约1年。单次抄读成功率基本稳定在98%以上，大部分情况在100%，对15分钟冻结指标有 明显优势在传输带宽及并发抄读技术的 支持下，单表抄读时延降到毫 秒级（全载波），对费控，实 时电价等业务支持性较好。B-PLC的应用前景与当前问题电力增值业务智能电网智能家居与能效管理室内宽带接入四表合一电动汽车及充电桩用电信息大数据管理低压用电信息采集，费 控与实时电价，需求侧响应、双向互动等AMI业务