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【摘要】能源管理系统的通信方式主要分为无线通信和有线通信两大类。其中，无线通信包括GPRS/GSM、无线局域网(WLAN)、蓝牙、ZigBee等通信技术；有线通信则包括光纤、电缆和电话线、电力线载波等通信技术。电力线载波通信技术是采用电力线传送数据的一种通信方式。该技术将载有信息的高频信号加载到电力线上，利用电力线进行数据传输，通过专用的电力线调制/解调器将高频信号从电力线上分离出来，传送给终端设备。电力线是每个家庭最普及的、覆盖范围最广的一种物理媒介，远远超过了有线电视网络甚至电话线的覆盖面。因此，电力线载波通信技术的研究和应用得到了国内外许多大公司的青睐。
【关键字】能源管理；无线通信；有线通信；电力线载波
目前，能源管理系统的通信方式主要分为无线通信和有线通信两大类。其中，无线通信包括GPRS/GSM、无线局域网(WLAN)、蓝牙、ZigBee等通信技术；有线通信则包括光纤、电缆和电话线、电力线载波等通信技术。
虽然无线通信技术给能源管理系统带来了新的机遇，但是每种通信方式既有其特有的优势，也具有相应的局限性。GPRS/GSM通信技术虽然可以利用现有的蜂窝移动通信系统，无需复杂的布线就能实现大范围、远距离的数据通信。但是GPRS/GSM需要按流量付費，造价较高，无形中增加了系统的成本，而且占用了日益稀缺的通信地址资源[1]。因此，GPRS/GSM对于小范围的局域能源管理系统并不适用。在有线局域网(LAN)的基础上发展起来的无线局域网(WLAN)具有组网灵活性、用户可移动性等优点，但是终端设备需要相应的信号接收设备，数据传输的可靠性较差，易受环境影响。蓝牙技术具有较强大的数据通信优势，但其主要针对语音信号传输及数据交换，通信距离短、通信协议过于复杂，芯片成本也比较高。ZigBee是一种新兴的无线传感器网络技术，其功耗低、组网灵活、可扩展性好，但其传输速率低，传输距离短，易被建筑物阻挡，易受天气环境影响 [2]。除此以外，因为ZigBee无线通信易受建筑物阻挡，所以需要大量的安装在空旷地的ZigBee模块作路由器来接力无线数据传输，而这些ZigBee模块大都采用电池供电，需要定期的人工维护，增加了人力成本。
就目前而言，大多数能源管理系统所采用的通信方式仍然是有线通信。大连理工大学的邵天英设计了一种基于以太网的能源监测管理系统。华南理工大学的凌志浩等人利用LonWorks现场总线设计和实现了应用于楼宇的能源管理和监测系统。
有线通信技术虽然成熟，信号不容易受到干扰，但是大多数有线通信方式需要大量额外的布线，成本高昂。因此，很多有线通信技术也有其难以克服的缺点，例如，光纤成本高，安装和施工都不便，尤其是目前电网和通信网无法融合，电力公司根本不可能再另铺光缆；电缆和电话线则需要将所有的电表要用导线连通，建设成本非常高，而且难以维护[3]。
有线通信技术中的电力线载波通信则是利用已有的电力线为载体来传送数据信息，免去了租用线路或占用频段等问题，因此几乎不需要基础建设投资和日常维护费用，降低了成本，而且在现代生活中电力线已无处不在，所以电力线载波通信技术既没有大多数有线通信技术中布线复杂的缺点，也没有无线通信技术受恶劣环境影响较大的缺点。电力线载波通信技术分为低压(220V/380V)、中压(10kV/30kV)和高压(35kV以上)电力线载波通信，其中低压电力线载波通信技术发展最为成熟。
电力线载波通信技术是采用电力线传送数据的一种通信方式。该技术将载有信息的高频信号加载到电力线上，利用电力线进行数据传输，通过专用的电力线调制/解调器将高频信号从电力线上分离出来，传送给终端设备。电力线是每个家庭最普及的、覆盖范围最广的一种物理媒介，远远超过了有线电视网络甚至电话线的覆盖面。因此，电力线载波通信技术的研究和应用得到了国内外许多大公司的青睐。
英国联合电力公司的子公司Norweb通讯公司在1990年开始对高速电力线通信进行研究。电力线载波通信技术应用最广泛的一个领域是智能电网，国外很多公司，包括Advanced Digital Design、CURRENT Group、Landis+Gyr、STMicroelectronics、uSyscom和ZIV Medida等公司都早已经开始了智能电表等智能仪表的标准化和产品化的研究工作[4]。
在我国，电力线载波通信技术主要应用在电力行业内部，用于传输电网调度管理等信息。国内，中国电力科学研究院是我国研究电力通信技术的主要科研机构，从1997年开始研究电力线载波通信技术，2003年研发了国家电力调度通信中心电网调度自动化系统[5]。近年来，我国电力线载波通信技术开始走向了数字化方向，并在远程自动抄表、水、煤气等方面达到实用化。很多国内公司也纷纷推出了国产的电力线载波调制解调芯片，例如北京福星晓程公司生产了SC1128芯片，北京智源利和公司推出了PL2001、PL2101、PL2015等芯片，这些国产芯片在国内都得到了较好的应用[6]。
目前，物联网的应用契机给不同媒介的通信系统提供了一个合作的平台，电力线通信系统正在和其他通信媒介一起，组成一个互相补充的多通道传感器网络，让感知无处不在。
随着电力行业的深化改革和飞速发展，电力线在载波通信技术的发展也日益成熟。电力线载波通信技术与其他通信技术相比，电力线载波通信技术具有以下优势：
(1) 充分利用了现有的低压配电网络基础设施，在楼内无需任何布线，节省通信线路资源。无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物和公用设施的破坏，同时节省了人力。
(2) 接入方式非常方便，可以即插即用。
(3) 线路连接稳定，不易受天气、气候的变化影响，同时也不受建筑物的阻挡，传输可靠性较高，抗破坏能力较强。
(4) 远程自动读出水、电、气表数据，能使公用事业公司节省大量的费用，也能方便用户。
(5) 技术发展成熟，是目前电力行业最主要的通信方式之一。
能源管理系统是对局部区域的能耗信息进行实时监控、查询分析和综合管理，使用户能对局域的能源进行透明式的管理，并能据此对能源的调度做出合理的决策，从而达到合理利用能源、节约能源的目的。一般，能源管理系统要求所用的通信方式具有成本低廉、传输可靠、操作简单等特点。电力线载波通信技术利用已有的电力线作为通信媒介，建设成本低、操作简便、维护工作量小，而且不易受建筑和环境的影响，只要所有采集终端都在同一个配电变压器区域范围内，就能实现可靠的数据传输。因此，电力线载波通信技术能充分满足能源管理系统的应用需求
参 考 文 献
[1] 李奇．电能自动抄表系统应用方案研究[D]．重庆大学硕士学位论文，2005．
[2] 刘常伟，刘广文．基于ZigBee技术的无线自动抄表系统[J]．科技创新与应用，2011，21(11)：36-36．
[3] 邵天英．基于以太网的能源监测管理系统[D]．大连理工大学硕士学位论文，2005．
[4] 卡塞勒(法)．电力线通信技术与实践[M]．北京：机械工业出版社．2011．
[5] 齐淑清．电力线通信(PLC)技术与应用[M]．北京：中国电力出版社．2005．
[6] R.E. Abbott．High Speed Power Line Communication [J]．Power Engineering Society Sunner Meeting 2002 IEEE．2006，3(25)：1192-1119．
【关键字】能源管理；无线通信；有线通信；电力线载波
目前，能源管理系统的通信方式主要分为无线通信和有线通信两大类。其中，无线通信包括GPRS/GSM、无线局域网(WLAN)、蓝牙、ZigBee等通信技术；有线通信则包括光纤、电缆和电话线、电力线载波等通信技术。
虽然无线通信技术给能源管理系统带来了新的机遇，但是每种通信方式既有其特有的优势，也具有相应的局限性。GPRS/GSM通信技术虽然可以利用现有的蜂窝移动通信系统，无需复杂的布线就能实现大范围、远距离的数据通信。但是GPRS/GSM需要按流量付費，造价较高，无形中增加了系统的成本，而且占用了日益稀缺的通信地址资源[1]。因此，GPRS/GSM对于小范围的局域能源管理系统并不适用。在有线局域网(LAN)的基础上发展起来的无线局域网(WLAN)具有组网灵活性、用户可移动性等优点，但是终端设备需要相应的信号接收设备，数据传输的可靠性较差，易受环境影响。蓝牙技术具有较强大的数据通信优势，但其主要针对语音信号传输及数据交换，通信距离短、通信协议过于复杂，芯片成本也比较高。ZigBee是一种新兴的无线传感器网络技术，其功耗低、组网灵活、可扩展性好，但其传输速率低，传输距离短，易被建筑物阻挡，易受天气环境影响 [2]。除此以外，因为ZigBee无线通信易受建筑物阻挡，所以需要大量的安装在空旷地的ZigBee模块作路由器来接力无线数据传输，而这些ZigBee模块大都采用电池供电，需要定期的人工维护，增加了人力成本。
就目前而言，大多数能源管理系统所采用的通信方式仍然是有线通信。大连理工大学的邵天英设计了一种基于以太网的能源监测管理系统。华南理工大学的凌志浩等人利用LonWorks现场总线设计和实现了应用于楼宇的能源管理和监测系统。
有线通信技术虽然成熟，信号不容易受到干扰，但是大多数有线通信方式需要大量额外的布线，成本高昂。因此，很多有线通信技术也有其难以克服的缺点，例如，光纤成本高，安装和施工都不便，尤其是目前电网和通信网无法融合，电力公司根本不可能再另铺光缆；电缆和电话线则需要将所有的电表要用导线连通，建设成本非常高，而且难以维护[3]。
有线通信技术中的电力线载波通信则是利用已有的电力线为载体来传送数据信息，免去了租用线路或占用频段等问题，因此几乎不需要基础建设投资和日常维护费用，降低了成本，而且在现代生活中电力线已无处不在，所以电力线载波通信技术既没有大多数有线通信技术中布线复杂的缺点，也没有无线通信技术受恶劣环境影响较大的缺点。电力线载波通信技术分为低压(220V/380V)、中压(10kV/30kV)和高压(35kV以上)电力线载波通信，其中低压电力线载波通信技术发展最为成熟。
电力线载波通信技术是采用电力线传送数据的一种通信方式。该技术将载有信息的高频信号加载到电力线上，利用电力线进行数据传输，通过专用的电力线调制/解调器将高频信号从电力线上分离出来，传送给终端设备。电力线是每个家庭最普及的、覆盖范围最广的一种物理媒介，远远超过了有线电视网络甚至电话线的覆盖面。因此，电力线载波通信技术的研究和应用得到了国内外许多大公司的青睐。
英国联合电力公司的子公司Norweb通讯公司在1990年开始对高速电力线通信进行研究。电力线载波通信技术应用最广泛的一个领域是智能电网，国外很多公司，包括Advanced Digital Design、CURRENT Group、Landis+Gyr、STMicroelectronics、uSyscom和ZIV Medida等公司都早已经开始了智能电表等智能仪表的标准化和产品化的研究工作[4]。
在我国，电力线载波通信技术主要应用在电力行业内部，用于传输电网调度管理等信息。国内，中国电力科学研究院是我国研究电力通信技术的主要科研机构，从1997年开始研究电力线载波通信技术，2003年研发了国家电力调度通信中心电网调度自动化系统[5]。近年来，我国电力线载波通信技术开始走向了数字化方向，并在远程自动抄表、水、煤气等方面达到实用化。很多国内公司也纷纷推出了国产的电力线载波调制解调芯片，例如北京福星晓程公司生产了SC1128芯片，北京智源利和公司推出了PL2001、PL2101、PL2015等芯片，这些国产芯片在国内都得到了较好的应用[6]。
目前，物联网的应用契机给不同媒介的通信系统提供了一个合作的平台，电力线通信系统正在和其他通信媒介一起，组成一个互相补充的多通道传感器网络，让感知无处不在。
随着电力行业的深化改革和飞速发展，电力线在载波通信技术的发展也日益成熟。电力线载波通信技术与其他通信技术相比，电力线载波通信技术具有以下优势：
(1) 充分利用了现有的低压配电网络基础设施，在楼内无需任何布线，节省通信线路资源。无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物和公用设施的破坏，同时节省了人力。
(2) 接入方式非常方便，可以即插即用。
(3) 线路连接稳定，不易受天气、气候的变化影响，同时也不受建筑物的阻挡，传输可靠性较高，抗破坏能力较强。
(4) 远程自动读出水、电、气表数据，能使公用事业公司节省大量的费用，也能方便用户。
(5) 技术发展成熟，是目前电力行业最主要的通信方式之一。
能源管理系统是对局部区域的能耗信息进行实时监控、查询分析和综合管理，使用户能对局域的能源进行透明式的管理，并能据此对能源的调度做出合理的决策，从而达到合理利用能源、节约能源的目的。一般，能源管理系统要求所用的通信方式具有成本低廉、传输可靠、操作简单等特点。电力线载波通信技术利用已有的电力线作为通信媒介，建设成本低、操作简便、维护工作量小，而且不易受建筑和环境的影响，只要所有采集终端都在同一个配电变压器区域范围内，就能实现可靠的数据传输。因此，电力线载波通信技术能充分满足能源管理系统的应用需求
参 考 文 献
[1] 李奇．电能自动抄表系统应用方案研究[D]．重庆大学硕士学位论文，2005．
[2] 刘常伟，刘广文．基于ZigBee技术的无线自动抄表系统[J]．科技创新与应用，2011，21(11)：36-36．
[3] 邵天英．基于以太网的能源监测管理系统[D]．大连理工大学硕士学位论文，2005．
[4] 卡塞勒(法)．电力线通信技术与实践[M]．北京：机械工业出版社．2011．
[5] 齐淑清．电力线通信(PLC)技术与应用[M]．北京：中国电力出版社．2005．
[6] R.E. Abbott．High Speed Power Line Communication [J]．Power Engineering Society Sunner Meeting 2002 IEEE．2006，3(25)：1192-1119．