1、前言 现代信息社会，对于信息时效性要求极高，一旦信息中断，会带来不可估量的直接经济损失和社会负面影响。近年来，电信运营商、大型数据中心、政府重要部门及大型生产企业等单位，对正常的电力保障供应要求越来越高，蓝冠网址因而对于为机房设备及生产设备提供的UPS电源系统(即不间断电源系统)保障的要求越来越苛刻。因此，要求必须提供365*24小时连续不断的、可靠、安全、高效的电力供应保障。 传统UPS电源系统利用了化学蓄电池储能技术，即利用化学蓄电池作为电能的储存装置，而化学蓄电池存在着诸如占地面积大、故障率高、维护周期密集、维护成本高、使用寿命短、受充放电次数的限制，对环境的污染严重以及对工作温度及其它工作环境指标要求高等问题。由于人们现在对节能减排的要求，对环境保护的要求，蓝冠客服及对化学蓄电池性能特点的要求不断提高，在许多领域中，人们已经不能接受化学蓄电池的弊端，而逐渐将目光放在更加先进的储能技术方式上，以替代传统的化学蓄电池储能技术。 如何在取消传统化学蓄电池的使用而使UPS电源系统更加安全可靠?如何取消传统化学蓄电池的使用而使UPS电源系统更加环保、节能、低耗?如何取消传统化学蓄电池的使用而使UPS电源系统的投入费用和运行维护费用更加节省同时还能够节省大量的占地空间?这些是摆在UPS电源系统使用者和UPS电源系统制造商面前的新课题。 在这种新形势下，美国ActivePower公司采用了无需传统化学蓄电池、绿色环保的磁悬浮飞轮储能技术，使UPS电源系统的体积大大减小，可靠性、安全性大大提高。这样既能够满足客户对UPS电源系统整体解决方案的要求，也能满足客户对移动性的要求，填补了市场的空白，成为了市场的新宠。下面我们就处于国际领导地位的美国ActivePower公司的免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统为大家做一个详细的介绍： 2、免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作原理 磁悬浮飞轮储能技术是一种技术上更为先进，成熟，应用前景广阔并有很大市场发展潜力，绿色环保的电能存储技术。磁悬浮飞轮储能技术已经越来越受到人们的重视，越来越广泛地应用于国内外的许多行业中。 虽然目前化学蓄电池储能技术已经发展得非常成熟，同时也为UPS电源行业做出了巨大的贡献，但是，随着技术上的不断革新，随着UPS电源使用者对UPS电源可靠性和可用性等要求的不断提高，化学蓄电池作为UPS电源的储能装置在使用过程中逐渐暴露出了很多问题。据业界统计，UPS电源的故障70%是由化学蓄电池所引起的。我们大家知道，发电机启动是靠几节化学蓄电池提供启动电流的，而发电机启动失败，90%也是由于化学蓄电池所引起。化学蓄电池存在着诸如占地面积大、故障率高、维护周期密集等等的问题，它已经成为传统化学蓄电池式UPS电源供电系统中最不可靠的3个部分之一。 以上提到的种种问题已经越来越受到UPS电源使用者和UPS电源制造商的广泛关注和重视。因此，针对以上提到的问题，美国ActivePower公司利用了磁悬浮飞轮储能技术替代了传统的化学蓄电池储能技术为客户的关键应用系统提供最可靠、最环保的优质电力。 (1)磁悬浮飞轮储能技术工作原理 磁悬浮飞轮储能技术是以高速旋转的飞轮铁芯作为机械能量储存的介质，飞轮等器件被密闭在一个真空容器内，大大减少了风阻，同时为了减少运转时的损耗，提高飞轮的转速和飞轮储能装置的效率，在飞轮储能装置内部使用磁悬浮技术对飞轮加以控制，并利用电动机/发电机和能量转换控制系统来控制电能的输入和输出。图1为磁悬浮飞轮储能装置的结构示意图。 图1：磁悬浮飞轮储能装置的结构示意图 在市电正常的情况下，磁悬浮飞轮储能装置相当于一台电动机，其将外界输入的电能，通过电力电子装置驱动飞轮转动，由此将电能转化为飞轮转动的动能(机械能)储存起来，在正常待机时，使飞轮的转速达到7700转/每分钟。 在市电异常或停电的情况下，磁悬浮飞轮储能装置相当于一台发电机，当外界需要电能时，飞轮转动的动能转化为电能，再通过电力电子装置变成不同负载所需要的不同频率、不同电压等级的电能，输出到外部负载，以满足不同负载的需求。 一旦市电恢复正常，则立即对磁悬浮飞轮储能装置进行“充电”，使飞轮的转速达到7700转/每分钟。 (2)免蓄电池磁磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作原理 免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统是一种采用磁悬浮飞轮储能技术，在线互动式的UPS电源系统。图2为免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作原理框图。 在市电正常的情况下，直接由市电向负载供电，同时利用飞轮装置储存能量;在市电偏低或偏高的情况下，通过UPS内部稳压线路稳压后向负载供电。 在市电异常或停电的情况下，UPS将储存在飞轮里的机械能转化为电能，向外界负载供电，同时在规定时间内，转为后备发电机向外界负载供电。一旦市电恢复正常，则立即切换到市电向外界负载供电。 免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统提供电压控制、停电保护以及瞬间断电保护等等功能，提供良好的稳定的电源，能在关键负载、电网电压下降、波动或停电情况下进行相应的保护。 图2：免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作连接框图 (3)GenSTART产品介绍 在图3的免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统工作连接框图中可以看到，在UPS电源系统和柴油发电机之间有一个GenSTART产品(可选配置)，叫做增强型发电机启动模块，它相当于一个整流设备，从UPS电源系统获得一个交流的能量，为柴油发电机提供高达1725安培(24VDC)的备份用的启动电流，这样与原有负责柴油发电机启动的蓄电池组提供的启动电流形成启动电流1+1的冗余备份关系，因此提高了油机自动启动的可靠性，从而大大提高了油机供电系统以及整个供电系统的可靠性和安全性。通过在UPS电源系统和柴油发电机之间加装GenSTART产品，可以提高柴油发电机启动成功率达到50倍。 3、免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统特点和优势 (1)高可靠性、高安全性 对于UPS的使用者来讲，最重要的莫过于UPS的可靠性和安全性。免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS电源系统的高可靠性和高安全性主要体现在以下几个方面： ①飞轮储能UPS电源系统是一种在线互动式的UPS电源系统，与传统蓄电池式UPS电源系统相比，飞轮储能UPS电源系统的设计理念更为简单、实用、有效。传统蓄电池式UPS电源系统要不断的通过整流器和逆变器转换电能，因此易造共用点的故障，降低了系统的可靠性。而飞轮储能UPS电源系统是一种在线互动式的UPS电源系统，它不仅大大提高了UPS电源系统整机效率，而且通过相应技术先进的自动稳压和滤波电路能够保证为负载提供稳定而纯净的交流电，从而大大提高了整个供电系统的可靠性和安全性; ②飞轮储能UPS电源系统采用无蓄电池储能技术。目前，传统蓄电池式UPS电源系统最大的薄弱环节就是蓄电池组，据统计，在传统蓄电池式UPS电源系统返修的过程当中，UPS故障70%由蓄电池引起。而飞轮储能UPS电源系统采用创新的免蓄电池磁悬浮飞轮绿色储能技术，免去了传统蓄电池式UPS电源系统因蓄电池而带来的不可靠性和不稳定性，因此大大提高了供电系统的可靠性和安全性; ③飞轮储能UPS电源系统工作寿命长达20年，在工作寿命期间系统工作是稳定、可靠而安全的; ④飞轮储能UPS电源系统采用集整流和逆变于一体的IGBT装置，其平均故障间隔时间(MTBF)达65年，正是通过选择这种高可靠性的器件，从而大大提高了飞轮储能UPS电源系统的可靠性; ⑤飞轮储能UPS电源系统有着强大的瞬间断电保护能力。当市电输入出现断点时，由于飞轮储能UPS电源系统内的飞轮是在线运行状态，此时高速旋转的飞轮立刻转入发电机工作输出状态，向负载进行供电，因此输出并没有出现断点，完全满足了不间断供电。当市电输入频繁出现市电断点时，反复的对飞轮储能装置进行充放电，对飞轮储能装置不会产生任何的影响。而对于传统蓄电池式UPS电源系统来讲，当市电输入频繁出现断点时，蓄电池会频繁的处于充放电状态，这样大大降低了蓄电池的性能和使用寿命。所以飞轮储能UPS电源系统对瞬间断电起到了良好的保护作用，大大提高了整个供电系统的可靠性和安全性; ⑥飞轮储能UPS电源系统自动稳压功能强大。飞轮储能UPS电源系统内部的自动稳压调整电路，可以在市电输入+/-15%的变化范围内，将UPS电源系统输出稳定到+/-1%。这样，我们能够保证在交流输入不稳定的情况下，保证向负载提供稳定而可靠的电力; ⑦飞轮储能UPS电源系统滤波功能强大。系统内部采用有源动态滤波器，既能够有效的防止电网干扰，避免市电谐波对负载和UPS电源系统产生影响，也能够有效消除负载和UPS电源系统自身产生的谐波，使其不污染电网。 (2)高可用性 ①高效率、低能耗。飞轮储能UPS电源系统采用在线互动式UPS的设计方式，使系统效率达到98%，尤其在轻载(20%～30%)环境下，也能够达到96%以上的系统效率，由于其系统效率很高，所以较之传统蓄电池式UPS电源系统大大节省了UPS运转耗电量; ②功率因数高。0.99的高输入功率因数，对电网有功功率的吸收能力强，对电网影响的程度轻，有效利用电网效能，减少无功损耗，节约电能，降低电网的谐波污染及空间辐射干扰，输出功率因数达到0.9，有着很强的带载能力; ③系统采用高集成度模块化设计、可扩容，支持N+X冗余备份连接，单机支持120-1500kVA的配置，提供N+X冗余备份连接技术，通过并联方式单系统容量最大可至3MVA; ④完善的自动本地与远程监控。支持干节点、MODEM、RS-232/485接口、以太网&SNMP等监控方式;系统可选的监控软件为操作员提供了与飞轮储能UPS电源系统进行人机对话的界面，允许操作者启动和停止UPS，改变运行参数和操作模式，显示系统错误和遥测数据。可实时监控如下信息：输入输出电压，功率因素，输出电流，飞轮温度、线圈温度、轴承温度、轴承压力、飞轮速率，放电数量、真空度等。对市电、柴油发电机组，UPS，切换柜供电状况实时进行监控;并可将故障以短信方式、拨电话号码、上网发邮件等方式自动汇报给用户的运行维护人员，实现完善的故障回报功能; ⑤适应极其恶劣的工作环境。设备正常运行温度范围：–20°C～50°C之间; ⑥系统噪音低：在一米内小于70dbA;…

随着社会的不断进步，科技的不断发展，信息电力已经成为了在电力管理上的一个新目标，对于电力基础设施的建立与管理，要实现信息化电力的预想，向全社会推行这一新型的措施，本地区也积极响应，市电力公司发出了建立电力信息化的决策，蓝冠注册要求凭借电力信息化的作用去促进市区工业化发展的进程，并且对于全市的电力系统进行了统一的编制以及管理，对于这些较为分散的基础电力设备，市电力公司统一利用了最先进的ArcGIS系列的软件，把收集的所有数据通过SAP软件进行整理并且计算，在于ERP平台上的其他相关信息达到共享的目的。帮助建立整个市的电力输送配电方面的完整的生产管理系统PMS，这个系统可以包括整个市在用电方面的一切项目建设，比如配电、电缆、事故维修等等方面，它可以有效的把这些相关的信息快速的反馈到电力的网络上，以达到立即解决的作用。在这样一个有效的网络平台上，我们可以对于全部的有关电力方面的信息以及资源进行汇总，并且进行有效的分析，分析后所得的数据以及反馈的意见，蓝冠网址可以为电力企业的改革以及重大的决策提供一个非常好的依据，这样可以保证电力系统的安全性并且可以促使其健康的运作，保证笨地区的用电安全，为用户提供一个更加好的服务，同时也可以使得本地的电力企业更快速的和国际接轨，促进电力信息化的建设，并且向国际先进水平发展。 电力管线MPS项目的介绍 本市的电力公司要建立起电力数据库，用来处理输配电时一些数据的情况，并且对于数据进行统一的处理，以此来用作生产管理方面使用，在电力管线的设计图纸上是以采集为主的数据入库，对已有的数据进行采集实现数字化，同时需要注意的是要结合实际的测量，要对于电力管线，特别是地下的管线进行有效数据的测量，利用物探的技术特点来对于管线进行有效的探查，这是为了能够获取更加准确的数据，因为只有保证数据是实际准确有效的，才可以进行有效的基础数据库的建立，这些都是建立数据库的关键。而市电力公司则需要依靠这些数据库中的有效数据来进行生产管理方面的工作。 对于全市的电力管线数据进行收集整理并且一齐入库的工作，这要求必须首先要有一份非常详细的策划方案，来考虑到方方面面需要注意的问题，尤其是对于一些地下管线，这可能会为社会的功能造成一些阻碍，其次，在施工的时候要求非常细致，在数据的质量上一定要有保障，因为这关系着之后整个数据系统的建立，是否能够使得数据库发挥真正的调节完善等作用，数据的真实性是关键。要求结合实际进行设计，策划方案必须是有效的并且是符合实际的，可现实操作的。 收集数据的流程 一般来说关于电力管线的数据的收集方法有三种内业采集、外业测量、物探技术，通过这三种有效的采集手段，可以收集到电缆等设备的有效信息，可以通过AutoCAD的平台系统，将相关的数据以及因素通过制图来表现出来，并且利用一些相关的软件系统来对于有效数据的采集以及其相关属性的辨别输入，要建立起它们之间的各个实体设备的关系网，并且组建交换格式时必须要把收集到的有效数据变为Shape文件的形式，将收集到的有效的数据准确的输入数据库，利用PMS数据来实现入库的有效操作，更新PMS老设备要用新录入的数据来替换，同时需要注意的是台账的对接工作以保证其有效衔接，完成上述工作才可以使使得数据库健康有效的运行。 电力行业信息化的问题 3.1数据库建设 数据库的主要功能就是作为实际工作中的提供有效数据来源，帮助维护电力系统的整体健康运行，是一个用于有效数据交换以及收集的一个系统平台，系统的正常运行，才能保证人们实际生活中在配电方面的正常。那么系统的建设需要注意一下几点： A将多个独自项目的有效数据进行整合统一，并且录入统一数据平台，使其可以一同为数据中心服务，以此达到整个电力行业资源的共享以及统一进行数据管理工作，方便决策者们做出有效的判断。 B对于数据库中的有效资源加以利用，并为电力的发展做出贡献。 C利用数据的分析整合，使其成为决策的一个有力的依据，为管理者的工作进行辅助作用。 3.2电力企业流程整合与流程中心建设 电力企业的流程中心是一个非常重要的环节，它是组合优化每个部门在业务方面工作关系的关键，可以说是一个逻辑的集结点，帮助整个企业的健康运作。建立流程平台是为了将整个工作进行合理化的记录，以此来帮助之后的评鉴之用，对于这些工作进行绩效的考核有利于整个工作流程的提升并且可以帮助整个系统的优化建设，使得价值链更加的完整，管理更加的有效，建设流程的内容： A对于系统真个流程进行有效的整合，建立起完善的流程平台来进行管理方面的工作，并且利用有效的数据依据来进行帮助。 B流程其实和业务是两个概念，要有效的辨识，为客户设计出更简单易懂的界面，将整个建构的程序简化加速，以此来保证能够适应流程变化的速度。 3.3数据库的整合与建设 不管对于任何的企业与行业来说，一个高效统一的信息化平台是非常有用的，是整个企业运行的一个重要的依据，并且会为决策管理者提供有效的数据，那么对于电力企业来说电力信息化是非常重要的一个尝试，是能够更加有效的帮助电力行业发展的关键，而电力行业的数据库系统的组成是由三个部分，有基础数据系统平台、实际应用工作平台、决策依据管理平台。这三个有效的平台都分别包括了低下很多的子平台，像是基础数据系统平台是由网络系统、数据平台以及相当的有效机制比如数据在录入时必须要转换格式的机制，以及在信息化交流通信时的机制等组成的，而实际应用工作平台则是由很多的子系统构成的，像是财务方面的，人力资源方面的等等组成，同时还包括在生产管理方面需要运用的有效系统。而决策依据管理平台就是整个公司在运行时的管理方面的信息系统，它主要是由工作业务的整体流程系统来控制各个子系统来运行的，并且利用相关的决策系统起到辅助的作用。 结语 电力管线MPS项目数据整个技术的实现对于整个电力行业的发展来说是非常有利的，它可以帮助电力行业或者电力企业快速的达到信息化的阶段，可以有效的进行资源共享，以此帮助电力行业的发展，并且使之能够与国际的先进水平接轨，达到整个全球信息化的效果，同时，在电力企业管理方面也是帮助很大的，它可以为决策者提供一个有效的依据，并且可以做好管理生产方面的工作。 参考文献： [1] 张小桃，王爱军.电力经济与信息化管理 [M].上黄河水利出版社，2005. [2] DL/Z398-2010电力行业信息化标准体系[M].中国电力出版社，2010. [3] 倪吉祥.电力监管信息化建设[M].经济科学出版社，2006. [4] 张世翔，普通高等教育“十一五”规划材料电力企业信息化[M]. 中国电力出版社.2008. [5] 郑培瑞，电力电子分析与IsSpice[M]. 科学出版社.2007. [6] 史兴华，供电企业实时/历史数据库PI典型应用案例[M]. 中国电力出版社.2009.

在大功率电力电子器件应用中，蓝冠IGBT已取代GTR或MOsF龃成为主流。心盯的优点在予输入阻抗高、开关损耗小、饱和压降低、通断速度快、热稳定性能好、耐高压且承受大电流、驱动电路简单。目前，由妇BT单元构成的功率模块在智能化方面得到了迅速发展，智能功率模块(IPM)不仅包括基本组合单元和驱动电路，还具有保护和报警功能。IPM以其完善的功能和高可靠性创造了很好的应用条件，利用IPM的控制功能，与微处理器相结合，可方便地构成智能功率控制系统。IGBT一IPM模块适用变频器、直流调速系统、DC—DC变换器以及有源电力滤波器等，蓝冠平台官网其中富士R系列IGBT一IPM是应用较广泛的产品之一。 2 IGBll_IPM的结构 IPMⅡ模块有6单元或7单元结构，用陶瓷基板作绝缘构造，基板可直接安装在散热器上，控制输入端为2.54 m标准单排封装，可用一个通用连接器直接与印刷电路板相连。主电源输入(P，N)、制动输出(B)及输出端(u，v，w)分别就近配置，主配线方便;主端子用M5螺钉，可实现电流传输。 IPM的结构框图如图l所示，其基本结构为IGBT单元组成的三相桥臂;内含续流二极管、制动用IG明和制动用续流二极管;内置驱动电路、保护电路和报警输出电路。IPM共有6个主回路端(P，N，B，u，v，w)、16个控制端，其中vccu、vccv、vccw分别为u、v、w相上桥臂控制电源输入的+端，GNDU、GNDV、GNDW分别为对应的一端;Vinu、vinV、vinW分别为上桥臂u、v、w相控制信号输入端，vcc、GND为下桥臂公用控制电源输入;vinX、vinY、vinZ分别为下桥臂x、Y、z相控制信号输入端;vinDB为制动单元控制信号输入端;ALM为保护电路动作时的报警信号输出端。 图1 IPM结构框图 R系列IGBT—IPM产品包括：中容量600v系列50A～150A、1200v系列25A～75A;大容量600v系列200A～300A、1200v系列100A一150A。共计20多个品种。 3功能特点 3.1 IGBT驱动功能 全部IGBT的驱动功能为内置。采用软开关控制，分别使用单独门极电阻，根据驱动元件的特性，可独立地控制各自的开关山/dl。单电源驱动无需反偏电源，共需4组独立驱动电源，上桥臂侧3组独立，下桥臂侧1组公用。由于设计为低阻抗接地方式，可防止因噪声而产生的误导通。 3.2过电流保护功能 通过检测IGBT集电极电流进行过电流保护，如集电极电流超过容许值6—8 ps，则软关断IGBT，由于有6—8ps的保护动作延时，瞬间过电流及噪声不会导致误动作。同时还具有防止误动作闭锁功能，在保护动作闭锁期间，即使有控制信号输入，IGBT也不工作。 3.3短路保护功能 过电流保护动作时，短路保护将联动，能抑制因负载短路及桥臂短路的峰值电流。短路保护及过电流保护实际上均是对IGBT的集点极电流进行检测，无论哪个IGBT发生异常都可保护，由于电流检测内置，故无需另加检测元件。 3.4控制电源欠电压保护 当控制电源电压Vcc下降到容许的下限值时，如果输入信号为ON，则IGBT软关断，输出警报。欠压保护采用滞环控制方式，即当Vcc恢复至上限值时，如输入信号为OFF，则解除报警。 3.5管壳及关芯温度过热保护 从用与IGBT、续流二极管管芯装在同一陶瓷基板上的测温元件检测基板温度，同时采用与IGBT管芯在一起的测温元件检测IGBT管芯温度。当检测出的温度超越保护温度值并持续1ms后，过热保护动作，IGBT 被软关断，在2ms的闭锁期间停止工作。 306警报输出功能 在下桥臂侧各种保护动作闭锁期间，输出报警信号，如控制输入为ON状态，即使闭锁期已结束，报警输出功能也不复位，等到控制输入变为OFF时，报警复位，保护动作解除。 3.7制动用IGBT及续流二极管 在制动单元中使用的IGBT及续流二极管为内置，外界耗能电阻即可构成制动回路，小号减速时的回馈能量，抑制直流测电压的升高。 4 IGBT一IPM的应用 IGBT一IPM既可以用于单相电路也可用于三相电路，用户只需在主接线端接上电源及负载，并向模块提供控制电源及驱动信号，配线即告完成，电路即可工作。为了提高模块的整体应用性能，且便于连接微处理器.驱动信号一般由光耦外围电路产生。 4.1外围驱动电路 外围驱动电路主要是使控制输入信号通过光电耦合器传送，设计时可选择HcPI一1505、HC-PL_4506、TLP一759、TLP559等型号的光电耦合器，并使光耦与IPM控制端子间的布线最短，布线阻抗最小。 以上推荐型号的光电耦合器均为发光二极管驱动方式，dv/dt的耐量小，故采用光耦阴极接限流电阻的驱动电路形式，完整的外围驱动电路如图2所示。

按照国家电网公司2009年发布的 “建设坚强智能电网”规划，我国智能电网建设将包含发电、输电、变电、配电、用电和调度共六个环节，具有信息化、数字化、自动化、互动化的技术特征，到2020年，中国电网的资源配置能力、安全稳定水平，蓝冠网址电网与电源和用户之间的互动性得到显著提高。可见，如何有效搭建用户与电网之间沟通桥梁，提供安全可靠的用电信息采集服务，是实现电网数字化、自动化、互动化的基础，同时也是电力公司增强电网综合服务能力，满足互动营销需求，提升服务水平的必然要求，可以预见用电信息采集系统将在我国智能电网配用电部分建设中起到至关重要的作用。 用电信息采集系统依托光纤、无线和电力线载波等通信技术构筑的网络，通过采集器、集中器、智能表计、用户智能交互终端等设备，在用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，从而实现电力、信息、应用数据的高速传输和远程家电控制等功能。相对其它通信技术，宽带电力线通信技术采用低压电力线作为传输介质，具有线路资源丰富、传输速率高、网络建设成本低等技术优势，有望在未来用电信息采集系统的网络建设中发挥重要的作用。 1 智能电网用电信息采集系统应用现状 近年来，各地供电公司根据各自的应用需求，也陆续开展了智能电网用电信息采集系统的试点建设，在负荷预测分析、电费结算、需求侧管理、线损统计分析、反窃电分析及供电质量管理等业务中取得了一定的效果。然而，调研和分析结果表明：这些仅仅作为试点建设的智能电网用电信息采集系统规模小、分散孤立，总体采集覆盖率低，只占到电网公司经营区域内电力用户总数的不到5%，离上述的总体目标还相差甚远，无法满足公司系统各层面、蓝冠客服各专业准确掌控电力用户信息的需求。 究其原因，已经试点建设的智能电网用电信息采集系统之所以没有进行大规模的推广应用，除了受系统规划、标准建立、运行管理及资金投入等各方面因素制约以外，更重要的因素是电表数据采集系统的通信方式不能满足现实的需求。 目前，国内现有的电力用户抄表系统在从电表或采集终端到抄表集中器的本地通信方式上，大都采取的是485布线、窄带低频电力线载波或无线的通信方式。这些抄表系统或者是施工量太大，不方便大范围实施(如485布线);或者是受电力线负载特性的影响较大，而造成通信信道的不稳定不可靠(如窄带低频电力线载波)。而它们的共同弱点都是带宽过窄、速率过低、实时性差、不能实现双向快速通信等，因此已建系统的实用化程度低，无法满足供电公司建设用电信息一体化采集平台的需求，更不能满足用电预付费、断复电和防窃电等更高层面上的管理需求。因此，大多数供电公司没有把握进行大范围的推广应用，现在仍以现场人工抄表为主。 因此，供电公司要打造适合于各层面、各专业共享的用电信息一体化采集平台，能够满足线损的统计与计算、供电用户用电负荷曲线分析和异常用电情况查询，实现对电力用户的远程通断电控制和预付费管理等更高的管理需求，就必须升级智能电网用电信息采集系统的通信方式，以确保系统的数据通信是实时的、快速的、可靠的、稳定的。而如同其它工商业用户信息与控制网络一样，网络宽带化将是是智能电网用电信息采集系统发展的必然方向。 2 电力线宽带通信的技术特点 电力线宽带通信(Broadband Power Line Communication，简称BPLC)技术，是以太网技术发展的分支。它采用先进的OFDM通信编码技术，利用覆盖范围最为广泛的电力线作为高速数据通信的载体，可以免布线、低成本地实现用户的数据终端接入宽带通信网络，适应了现代节约型社会的建设需求。国内宽带PLC的应用起始于1999年原国家电力公司的科技项目，并在2001年由原国电通信中心组织开始采用BPLC产品，在北京居民区进行电力线上网试验，随后在北京正式开展电力线上网商业化试运营，在上海、南京、深圳等各地大中城市，也都相继出现了推广电力线上网的企业，使得全国的电力线上网用户达到了近十万户。 国家电网公司“电力用户智能电网用电信息采集系统建设领导小组”颁布的建设模式及技术方案研究报告中，将电力线宽带载波技术列为居民用户用电信息采集本地通信的主要通信方式之一，指出“宽带通信占用频带宽，数据传输速率高，数据容量大，双向传输，无需另外铺设通信线路，安装方便、可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧，实现对用户电表的数据采集和控制”，认为“相对窄带载波通信，宽带载波安全性更好，通信可靠性更高，这种模式适合用户电表集中的城市台区，能够通过网络实现预付费功能。” 国家电网公司对该技术的科学评价，将极大地推动基于电力线宽带通信技术的电力用户智能电网用电信息采集系统的大规模推广应用。 电力线宽带通信技术充分利用现有的配电网络线路，无需布线，可以较大程度上节省网络建设投资，符合我国建设节约型社会的宗旨，也是低成本实现用户终端宽带网络化重要手段之一。因为传统的以太网建设需要敷设大量的光纤和双绞线，安装大量的网络交换设备。尽管光纤和双绞线可靠性高，但施工量太大，而且安装技术要求高，造成初装成本高，目前尚不适宜于电力用户计量终端网络的建设。电力线宽带通信以电力线为载体，覆盖范围广、无需布线、建设投资小，而且终端连接方便，接入电源就等于接入网络。因此，利用供电公司380V/220V低压供电网络，完全可以建立起从局端直达每个低压用户的端到端的宽带通信网络，既可以为供电公司远程用电管理的各种应用提供统一的宽带通信平台，又可以为其它基于互联网的社区、楼宇与家庭的诸多应用提供经济实惠的宽带传输手段。 3 电力线宽带通信在抄表领域与其它通信方式的比较 3.1 抄表领域的主要通信方式 在抄表领域，本地通信信道的主要方式包括RS-485总线、窄带电力线载波、宽带电力线载波和短距离无线等。 (1)RS-485总线。RS-485是一种双向、半双工通信的工业总线标准，允许多个驱动器和接收器挂接在总线上，数据信号采用差分传输方式，具有较高共模范围(-7V至+12V)。其优势在于资源消耗小，易于实现，成本低廉，信号传输可靠性高，因此得到了广泛的应用。但每条RS-485总线上的终端数量有限，多台设备共存时需要分级转发，因此系统安装调试复杂;因终端共用总线，任何一个节点故障都会导致总线无法通信，因此故障排查工作量大;RS-485总线的实现需要敷设专用线路，施工量大，容易遭受外部电磁干扰和人为破坏。 (2)窄带载波通信方式。低压窄带载波通信技术是指载波信号频率范围≤500kHz的低压电力线载波通信，数据传输速率较低。采用这种通信方式时无需另外铺设通信线路，安装方便、可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧，实现对用户电表的数据采集和控制，适应性好。因为电力线信道具有信号衰减大、噪声源多且干扰强、受负载特性影响大特性，从而降低了低压窄带载波通信的可靠性，使其推广应用遭遇一些技术障碍，需要在应用时采用软、硬件技术结合完成组网优化。因此低压窄带载波通信方式适用于电能表安装位置分散、布线困难、用电负载特性变化较小的台区，例如城乡公变台区供电区域、别墅区等。 (3)电力线宽带通信方式。低压电力线宽带通信技术指载波信号频率范围>1MHz的低压电力线载波通信。低压电力线宽带通信占用频带宽，数据传输速率高，数据容量大，双向传输，无需另外铺设通信线路，安装方便、可以方便地将电力通信网络延伸到低压用户侧，实现对用户电表的数据采集和控制，适应性好。因其采用较高频率的载波信号，在电力线中信号衰减较快，因此在长距离通信中，可通过在适当条件下加装中继方式实现可靠传输。电力线宽带通信所使用的频段在电力线上干扰较少，通信可靠性更高、更稳定，安全性更好，这种模式适合用户电表集中的城市社区，能够通过网络实现预付费功能。 (4)无线通信方式。无线通信的频段是工业科学医疗(ISM)频段微功率，包括433MHz、868MHz(欧洲)、915MHz(美国)和2.4GHz，节点间的通信方式包括点对点、固定中继和自组网等类型。无线通信方式主要包括ZIGBEE、微蜂窝及由这些技术衍生出来的类ZIGBEE等方式。无线通信的优点在于安装简便，无需布线，适应性强。但因其标准不统一，实现方式各异，性能参差不齐。除了距离衰减外，建筑物、天气、空间电磁干扰等外部环境变化都会对无线通信造成影响，因此无线通信方式在抄表领域的应用也必须根据现场环境，采用中继、转发、组网等方式来实现数据的传输，使其推广受到阻碍，更适合于作为其他本地通信方式的补充形式。