Исследование эффективности узкополосной технологии передачи данных по электросетям

ИССЛЕДОВАНИЕ  ЭФФЕКТИВНОСТИ УЗКОПОЛОСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО ЭЛЕКТРОСЕТЯМ 

Кобылинский Ярослав Валериевич 

     Реструктуризация  электроэнергетических сетей, ужесточение  контроля энергопотребления, необходимость  точного учета расхода электроэнергии со стороны производителей и потребителей послужили мощным толчком для развития принципиально новых технологий взаимодействия с потребителями. К ним относятся автоматизированные системы учета и контроля/управления энергоресурсами.

     Рост  конкуренции на энергорынке способствовал эволюции автоматизированных систем типа AMR (Automatic Meter Reading – автоматического считывания показаний счетчиков). В ходе развития AMR появились усовершенствованные системы AMI (Advanced Metering Infrastructure), а позже возникли комплексные автоматизированные распределенные системы управления/контроля AMM (Automated Meter Management). Их принципиальное отличие – наличие обратной связи с потребителем, что помимо возможности простого удаленного считывания показаний разного рода счетчиков расхода, характерного для традиционных систем класса AMR/AMI, предоставляет, например, энергогенерирующим компаниям, и другие дополнительные возможности дистанционного управления (включения/отключения, ограничения мощности, изменения тарифа, ведения индивидуального профиля потребителей услуг и др.).

     Для создания комплексных автоматизированных систем класса AMM/AMI/AMR можно использовать как проводные, так и беспроводные технологии передачи данных и уже существующие развитые сетевые инфраструктуры.

     Сегодня все более широкое распространение во многих приложениях находит технология передачи данных по электрическим сетям (Power Line Communication – PLC). Преимущества данной технологии связаны с широким распространение низковольтных электрических сетей, отсутствием необходимости проведения дорогостоящих работ по строительству траншей и пробивке стен для прокладки кабелей. Фактически сеть может быть развернута на любом участке, на котором имеются линии электроснабжения.

     PLC технологию разделяют на широкополосную (с шириной спектра 2-30 МГц) со скоростью передачи данных от 2 до 200 Мбит/с и выше и узкополосную (3-500 кГц) со скоростью до 128 кбит/с и более.

     Именно  узкополосная технология PLC находит широкое применение в автоматизированных системах типа AMR/AMI/AMM.

     В узкополосной технологии  PLC используют модуляции типа FSK (Frequency*Shift Keying – частотная манипуляция), S-FSK (Spread Frequency Shift Keying – частотная манипуляция с расширением спектра), BPSK (Binary Phase Shift Keying – двухпозиционная фазовая манипуляция), DCSK (Differential Code Shift Keying – дифференциальная кодовая манипуляция). Использование в узкополосной PLC технологии модуляции вида FSK, S-FSK и DCSK обеспечивает приемлемую достоверность информации, однако недостаток этих видов модуляции – пока еще сравнительно невысокая скорость передачи данных.

     Увеличение  сложности и расширение функциональности автоматизированных систем типа AMR/AMI/AMM требует соответственно и увеличения скорости передачи. Поэтому повышенный интерес и пристальное внимание вызывает PLC-технология с использованием модуляции OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – мультиплексирования с ортогональным частотным разделением), использование которой позволяет существенно увеличить пропускную способность канала связи.

     Поэтому исследование эффективности узкополосной технологии передачи данных по электросетям при различных видах модуляции является задачей актуальной.

     См. большую статью и формулировку актуальности.

Научный руководитель к.т.н. доц. Макаренко В.В.