一种基于高速电力线载波通信的通信系统和通信方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高速电力线载波通信技术领域，特别是涉及一种基于高速电力线载波通信的通信系统和通信方法。
【背景技术】
[0002]当前，电网企业在中长期发展战略中，明确了要运用先进的计算机技术、通信技术和控制技术，建设一个覆盖城乡的智能、高效、可靠、绿色的电网的目标。而且，电力负荷、电力市场的供求关系发生了变化，电力企业的营销策略、供用电管理方式面临着新的机遇和挑战。在这样的条件和背景下，为加强市场营销方面的自动化和信息化工作、提高配网自动化水平，将营销管理信息系统和配网生产管理系统整合成一体，实现企业内部数据的高度共享和业务协同一致势在必行，从而也对数据通信的可靠性、安全性和传输效率提出了更高的要求。
[0003]目前，国内所采用的通信方式主要有电力线载波、无线通信和光纤等。其中，无线通信可靠性差，不适合在市区及多山地区使用;光纤可靠性高，但成本过高、安装施工不便，所以目前尚不能广泛应用。H_PLC(High speed Power Line Communicat1n，高速电力线载波通信)技术，利用中压电力线(指1kV电压等级)或低压配电线(380/220V用户线)作为信息传输媒介进行数据传输的一种特殊通信方式，即利用现有的电力基础设施作为通信媒介，这个传输媒介是全球覆盖最大的网络，且用电力线做接入无需新布线，不需要任何其他的物理连接投资，从而大大减少线路投资，节约了成本，且所有供电点的电气连接确保了通信连接，所建立的通信是专网通信，信息在电力线路上传输，便于维护管理。因此，利用H-PLC技术研发智能型信息通信平台，可以有效地解决传统通信模式面临的各种问题，为营配融合信息建设提供有力支持。
[0004]但是，中压配电网的网络结构比较复杂，加上在分支线路处无法加装阻波器，因此当高频载波信号在主干配电线路上传输时，分支节点所产生的多径反射使得线路的传输特性具有频率选择性，即在一些频点或者频段上会出现深度传输衰减，严重干扰H-PLC信号的传输，导致信号传输迟滞、通信效率低和稳定性差等一系列问题，所以如何有效实现营销、配电自动化网络资源整合成为目前亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0005]本发明实施例中提供了一种基于高速电力线载波通信的通信系统和通信方法，以解决目前营销配网系统使用GPRS、ADSL等公共网络资源存在通信效率低、稳定性差和安全性低的问题，实现营销、配电自动化网络资源整合。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案:
[0007]根据本发明实施例的第一方面，提供了一种基于高速电力线载波通信的通信系统，包括系统主站服务器、H-PLC头端调制解调器、头端信号耦合器、H-PLC中继器、H-PLC节点调制解调器、节点信号耦合器和信号分配器，其中:
[0008]所述系统主站服务器，包括视频服务器和网络管理平台服务器，所述视频服务器和所述网络管理平台服务器均通过交换机与所述H-PLC头端调制解调器通信连接；
[0009]所述H-PLC头端调制解调器，设置在变电站的出线杆塔上，用于接收并处理来自通信终端的反馈信号，同时向所述通信终端发送来自所述系统主站服务器的控制信号，所述通信终端与所述H-PLC节点调制解调器通信连接；
[0010]所述头端信号耦合器，连接在所述H-PLC头端调制解调器和电力线之间，用于将所述控制信号注入所述电力线、以及将所述反馈信号从所述电力线传输至所述H-PLC头端调制解调器；
[0011 ]所述H-PLC中继器，连接在所述电力线上，用于接收所述反馈信号和所述控制信号，并放大和发送所述反馈信号和所述控制信号；
[0012]所述H-PLC节点调制解调器，设置在所述通信系统的电力线路节点处，用于接收并处理所述控制信号，同时向所述系统主站服务器发送所述反馈信号；
[0013]所述节点信号耦合器，连接在所述信号分配器和所述电力线之间，用于将所述反馈信号注入所述电力线，以及将所述控制信号从所述电力线传输至所述信号分配器；
[0014]所述信号分配器，连接在所述H-PLC节点调制解调器和所述节点信号耦合器之间，用于将所述电力线传输的载波信号分为两路不同频段的第一路载波信号和第二路载波信号。
[0015]优选地，所述第一路载波信号的频段为2?12MHz，所述第二路载波信号的频段为14?34MHz。
[0016]优选地，所述通信系统还包括带通滤波器，其中:
[0017]所述带通滤波器的输入端与所述节点信号耦合器电连接、输出端与所述H-PLC节点调制解调器电连接，用于滤除所述电力线所传输的载波信号频段之外的干扰信号。
[0018]优选地，所述头端信号耦合器包括A相头端信号耦合器和C相头端信号耦合器，其中:
[0019]所述A相头端信号耦合器，连接在所述H-PLC头端调制解调器和A相电力线之间；
[0020]所述C相头端信号耦合器，连接在所述H-PLC头端调制解调器和C相电力线之间。
[0021]优选地，所述H-PLC中继器采用设置在所述电力线上的电压互感器进行取电。
[0022]优选地，所述H-PLC节点调制解调器的串口转换模块包括RJ45接口、RS232接口、RS485接口和Wifi通讯单元。
[0023]根据本发明实施例的第二方面，提供了一种基于高速电力线载波通信的通信方法，包括:
[0024]通过系统主站服务器设置与连接在所述通信系统中的通信终端相对应的操作指令，并将与所述操作指令相对应的控制信号发送给H-PLC头端调制解调器；
[0025]所述H-PLC头端调制解调器对所述控制信号进行编码，将编码后的数据转换为模拟控制信号；
[0026]通过头端信号耦合器将所述模拟控制信号耦合到电力线上；
[0027]通过H-PLC节点调制解调器对所述模拟控制信号进行解调后、并发送给相应的所述通信终端；
[0028]所述通信终端执行所述控制信号中的所述操作指令，并将反馈信号发送给所述H-PLC节点调制解调器；
[0029]所述H-PLC节点调制解调器对所述反馈信号进行编码，将编码后的数据转换为模拟反馈信号；
[0030]通过节点信号耦合器将所述模拟反馈信号耦合到电力线上；
[0031]通过所述H-PLC头端调制解调器对所述模拟反馈信号进行解调后、并发送给所述系统主站服务器。
[0032]优选地，所述通信方法还包括:
[0033]判断相邻的两个所述H-PLC节点调制解调器之间的间距是否大于设定距离阈值；
[0034]如果相邻的两个所述H-PLC节点调制解调器之间的间距大于设定距离阈值，则通过H-PLC中继器接收对所述电力线中的载波信号进行放大、并将放大后的载波信号转发至各个所述H-PLC节点调制解调器。
[0035]优选地，所述通信方法还包括:
[0036]所述通信终端实时将运行状态信息、采集数据上报至所述系统主站服务器。
[0037]由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种基于高速电力线载波通信的通信系统和通信方法，包括系统主站服务器、H-PLC头端调制解调器、头端信号耦合器、H-PLC中继器、H-PLC节点调制解调器、节点信号耦合器和信号分配器，其中，所述H-PLC节点调制解调器连接有通信终端，所述通信终端包括配电自动化终端和低压集抄设备。通过上述设备的连接建立起通信通道，在主站侧使用基于H-PLC技术的所述系统主站服务器进行监测、控管通信终端;末端的所述H-PLC节点调制解调器与各种配电自动化设备和低压集抄设备进行通信，并将数据传回营配融合通信网络服务器或者向所述配电自动化设备和低压集抄设备发送来自服务器端的操作指令。同时，所述H-PLC中继器及信号分配器的加入，有效解决了信息在传输的过程中衰减和延迟的问题。因此，本发明实施例提供的通信系统和通信方法，解决了目前营销配网系统使用GPRS、ADSL等公共网络资源通信效率低、稳定性差和安全性低的技术问题。
【附图说明】
[0038]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本发明实施例提供的一种基于高速电力线载波通信的通信系统的结构示意图；
[0040]图2为本发明实施例提供的一种传输差分信号的耦合器的结构示意图；
[0041]图3为本发明实施例提供的一种基于高速电力线载波通信的通信方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0042]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附