西安交通大学学报JOURNALOFXfANJIAOTONGUNIVERSITY配电网高速载波通信耦合技术刘华玲，张保会，刘海涛（西安交通人学电气工程学院，710049，西安）摘要：为适应电力线通信向宽带高速化发展的趋势，在配电网高速载波通信中，提出了高效耦合器的设计原则和方法•通过对配电网的高频阻抗特性简化模型的分析和数据统计，指出10kV配电网结构稳定，网络阻抗可以定量计算,380V网络是旳变的，网络阻抗变化剧烈，只能统计分析•进而提出了耦合器设计原则是在满足带宽要求的前提下，减小配电网络阻抗和耦合器阻抗不匹配产生的衰耗.最后，通过两个设计实例，说明了依照此原则设计的配电网耦合器性能满足通信的要求.矢键词：配电网通信;耦合器;高频阻抗中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：0253987X(2003)02012304CoupleTechnologyofHigh2SpeedCarrierCommunicationforDistributionNetworksLiuHualing,ZhangHaohui9LiuHaitao(SchoolofElectricalEngineering,XianJiaolongUniversity,Xi\m710049,China)Abstract:Anewmethodisproposedtoimprovethecoupledevicestransferefficiencyinpowerlinehighspeedcarriercommunica2【ion.Asiniplifiedmodelofdistributionnetworkhighfrequencyimpedanceisproposedandtheconclusionisdrawn"analyzingthemodelthalthestructureofdistributionnetworksisstableandilsnetworkinpedancecanbecornpuledquantitativelyin10kVpoweiline・Whilein380Vnetworks,thenetworkinpcdanccvarieswithtimeanditsvaluecanbegotonlybystatisticalanalysis.Onthisbasis,thecoupledevice'sdesignprincipleistodecreasethemismatchlossofthenetworkinpcdanccandcoupledeviceimpedance・ThedesignmethodofthecoupledeviceisvalidatedtobeeffectivebytheMatlabsimulalionandexperimenalanalysis・Keywords:powerlinecommunication;coupledevice;highfrequencyimpedanee耦合设备是电力线通信中的重要元件，方便、高效可靠的耦合设备是实现电力线通信的基础.随着电力线通信向宽带高速率的发展，利用配电网高速载波通信实现电力线上网、家庭智能化，已经成为研究的热点.国外许多著名的公司如Echelon、Intellor均开发了电力线通信产品，我国的电科院和国电冲心也开始了电力线上网相关技术的试验研究.目前，市场上出售的耦合器仍然沿用输电线载波通信中耦合器线路特性阻抗与单一输电线特征阻抗相匹配的设计方法.由于配电网的网络结构、信道特性同输电线有很大不同，耦合器的性能不佳是可想而知的.研究适用于传输速率为每秒儿百kb至Mb的配电网载波通信耦合器已经提上了日程.1配电网高速载波通信对耦合器的要求11配电网通信结构对耦合元件的要求传统的高压线路载波技术以实现反距离的两点通信为H的，为组织高频通道，往往在T接分支线两侧接入阻波器，隔离了分支线对高频信号分流於影响.配电网载波通信的理想模式是利用配电线路固有的拓扑结构实现开放的网络化通信，通信信号在10kV及380V配电网络任一分支线上均可传输，线路上装设的任何一个通信节点都可以作为信号源和接收器.rti于分支线不能隔离,信号在整个网络中随意传送，同吋处于通信频带的各种噪声也开受阻挡地进入通信通道，配电网的通信环境比输电线恶劣得多.12耦合器带宽的要求由于载波通信信号的工作频率不同，对耦合器的带宽要求也就不同.目前，我国的配电网载波通信速率很低,使用的频带为5〜30kHz'.配电网高速数字载波通信要求具有较高的传输速率，至少为lookb/s.rti于配电网通信噪声电平高，具有多径配迟，使用传统的5〜30kHz的频带已不能满足传输速率的要求.IEC推荐在10kV中丿玉配电网通信中釆用OFDM调制方式，在380V低压配笫37卷笫2期2003年2月Vol.37N<2电网中采托扩频通信2.考虑到电力线通信对其他通信的潜在辐射干扰，10kV配电网最大可用频带为50〜500kH7•.低压380V配电网采用扩频通信，在满足-定发射功率要求下使用频带可不必申请，考虑到高册衰耗，使用频带一般为1〜30MHz.为保护信号通过耦合器时不产生畸变，耦合器的通带宽度应大于高频信号的工作带宽.1.3耦合器工作衰耗的要求耦合器的固有衰耗一般很小，因此耦合器...