電力載波通信PLC技術(shù)在充電樁建設(shè)中的應(yīng)用探索

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司陽(yáng)江供電局，廣東 陽(yáng)江 529500）

當(dāng)前，我國(guó)環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，其中較為嚴(yán)重的污染源就是汽車產(chǎn)生的尾氣。為了進(jìn)一步改善環(huán)境，尋求新的清潔能源，采用電動(dòng)汽車替代傳統(tǒng)的汽車已經(jīng)成為當(dāng)前的一種熱門趨勢(shì)。在電動(dòng)汽車的應(yīng)用中，電動(dòng)車的充電是一項(xiàng)較為復(fù)雜的難題，為了提高電動(dòng)車電池的使用壽命，提高充電過(guò)程的智能化和自動(dòng)化，要結(jié)合當(dāng)前發(fā)達(dá)的通信技術(shù)進(jìn)行充電樁建設(shè)，當(dāng)前比較有發(fā)展前景的充電方式就是應(yīng)用電力載波通信PLC技術(shù)到充電樁中，使得充電過(guò)程更為智能化，解決了電動(dòng)車充電的難題，促進(jìn)電動(dòng)車在我國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用。

1 PLC工作原理

在最新的國(guó)際電工委員會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)中，推薦應(yīng)用電力載波通信PLC技術(shù)于充電樁建設(shè)中，這是因?yàn)镻LC通信技術(shù)可以不用架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，也不會(huì)對(duì)當(dāng)前緊缺的電力系統(tǒng)帶來(lái)新的負(fù)擔(dān)，是一種智能、傳輸速度快的通信方式。PLC技術(shù)是通過(guò)載波方式將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳遞，下圖簡(jiǎn)要介紹了PLC的工作原理。

根據(jù)圖1PLC通信技術(shù)的工作原理介紹，我們可以知道PLC技術(shù)是通過(guò)通信電線和通信設(shè)備完成信息的傳輸，在實(shí)際的應(yīng)用中，一般是將主通信設(shè)備的信息傳輸?shù)酵ㄐ旁O(shè)備，然后從通信設(shè)備根據(jù)反饋來(lái)的信息完成相關(guān)操作。首先，主通信設(shè)備將要傳遞的數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口傳遞給微處理器，在微處理器中，可以將信號(hào)進(jìn)行編碼處理和調(diào)制處理，進(jìn)一步通過(guò)通信信號(hào)調(diào)制器完成信息調(diào)制，這樣基本上完成了數(shù)據(jù)的處理，然后可以通過(guò)通信電信傳遞給從通信系統(tǒng)，從通信系統(tǒng)就是主通信系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的逆過(guò)程，先通過(guò)調(diào)制器將數(shù)據(jù)調(diào)制，然后進(jìn)行處理，最后發(fā)送給從通信設(shè)備，這樣整個(gè)主、從通信系統(tǒng)就完成了信息傳輸，在實(shí)際的工作中，主、從通信系統(tǒng)可以互相往對(duì)方傳遞信息，這里介紹的是由主到從。電力載波通信PLC技術(shù)在充電樁建設(shè)中應(yīng)用時(shí)，有很多信息的傳輸和處理，PLC技術(shù)可以快速、智能地完成信息傳輸，因此PLC技術(shù)有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2 電力載波通信PLC技術(shù)的難點(diǎn)

在實(shí)際的應(yīng)用中，PLC技術(shù)有以下幾個(gè)難點(diǎn)：

（1）在電力載波通信PLC技術(shù)的應(yīng)用中，往往會(huì)存在一個(gè)主站通信系統(tǒng)對(duì)應(yīng)多個(gè)從站通信系統(tǒng)，這樣主通信系統(tǒng)傳遞的數(shù)據(jù)可以被所有的從通信設(shè)備收到，而有些信息只針對(duì)固定的從通信設(shè)備，因此，從通信設(shè)備要能判斷此數(shù)據(jù)是否由主站通信設(shè)備針對(duì)本設(shè)備發(fā)送。

（2）在應(yīng)用電力線傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，由于其本身就有一定的脈沖干擾，這種干擾會(huì)影響數(shù)據(jù)的傳遞效果，所以一定要處理這種固有脈沖，這是當(dāng)前PLC通信技術(shù)應(yīng)用中的一大難點(diǎn)。

（3）PLC技術(shù)可以通過(guò)電線傳遞信息，而電線上數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)損耗是非常大的，一旦主、從通信設(shè)備需要傳輸?shù)男盘?hào)過(guò)多，就會(huì)給電力線帶來(lái)過(guò)多的荷載，影響信號(hào)傳輸速度和傳輸質(zhì)量。

（4）通過(guò)電力線傳輸?shù)男盘?hào)，不同的信號(hào)在固定的系統(tǒng)中其信號(hào)損失程度不同，這樣就很難根據(jù)具體的信號(hào)進(jìn)行損耗處理，而且有些損耗處理方式對(duì)于電力線傳輸?shù)牟⒉贿m用，這就使得信號(hào)傳輸質(zhì)量很難控制，這也是限制PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要難點(diǎn)。

3 主流PLC通信標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

電力載波通信技術(shù)主要通過(guò)電力線進(jìn)行信息的傳輸，它可以脫離網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，近年來(lái)，數(shù)字編碼技術(shù)發(fā)展速度較快，也在一定程度上推動(dòng)了PLC技術(shù)的發(fā)展，使得其應(yīng)用更為廣泛。PLC技術(shù)可以通過(guò)現(xiàn)有的電力線網(wǎng)絡(luò)替代專用通信網(wǎng)絡(luò)，輕松實(shí)現(xiàn)照明控制自動(dòng)化、安防監(jiān)控、遠(yuǎn)程抄表等等，是一種重要的通信方式。根據(jù)帶寬大小，可將PLC技術(shù)分為窄帶PLC技術(shù)（9～500kHz）和寬帶PLC技術(shù)（2～34MHz）。窄帶PLC技術(shù)常用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的場(chǎng)合，如實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)控、自動(dòng)抄表系統(tǒng)和路燈控制等輕量級(jí)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。當(dāng)前廣泛使用的PLC標(biāo)準(zhǔn)主要有家庭插電聯(lián)盟的Home Plug AV,Home Plug AV Green PHY以及Prime系列標(biāo)準(zhǔn)等。表2-1為目前電力載波通信的幾種主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4 電力載波通信PLC技術(shù)在充電樁建設(shè)中的應(yīng)用

由于PLC技術(shù)可以不用單獨(dú)架設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞，也不會(huì)給當(dāng)前的電力系統(tǒng)帶來(lái)額外的壓力，那么就要妥善做好電力載波通信PLC技術(shù)在充電樁建設(shè)中的應(yīng)用，使得電動(dòng)車在進(jìn)行充電時(shí)更為智能且高效，促進(jìn)電動(dòng)車在我國(guó)的發(fā)展和使用。

4．1 充電控制的通信分層結(jié)構(gòu)

結(jié)合上文提到的PLC通信技術(shù)工作原理，是將整個(gè)信息傳遞分為10個(gè)步驟，在這個(gè)傳輸系統(tǒng)中，要有對(duì)應(yīng)的設(shè)備完成相應(yīng)的工作，要能將電動(dòng)車的電池信息準(zhǔn)確地傳遞到充電樁中，包括電池的余量、電池設(shè)備是否有故障等，然后充電樁會(huì)針對(duì)這些信息進(jìn)行處理，做出相應(yīng)反饋。

4．2 充電裝置自適應(yīng)

在電動(dòng)車充電的過(guò)程中，為了使充電過(guò)程更為智能，要結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行充電裝置自適應(yīng)處理，本文介紹的是采用SDP技術(shù)結(jié)合PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)充電自適應(yīng)，這樣可以快速獲取充電樁和電動(dòng)車的位置信息，便于二者快速的連接，使得信息的傳輸更為高效。在應(yīng)用SDP技術(shù)獲取位置信息時(shí)需要建立在標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議基礎(chǔ)上，這樣才能通過(guò)協(xié)議來(lái)確定二者是否符合連接的要求。本文介紹的PLC工作模式是基于V2GTP傳輸協(xié)議，在這個(gè)協(xié)議的基礎(chǔ)上，電動(dòng)車可以將電池的狀態(tài)信息傳遞給充電樁，充電樁會(huì)根據(jù)電池狀態(tài)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，這樣不僅可以提高充電效率，還可以延長(zhǎng)電池的使用壽命。

4．3 充電參數(shù)自適應(yīng)

應(yīng)用PLC技術(shù)在充電樁建設(shè)中，在汽車充電時(shí)，一般有以下流程：在電動(dòng)汽車和充電樁成功建立連接后，電動(dòng)汽車首先要向充電樁發(fā)出檢查電纜線是否連接正確的信息，充電樁收到信息后，會(huì)根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的電壓大小進(jìn)行判斷，如果連接正確，可以順利開始下一步工作；如果沒(méi)有正確連接，那么充電系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指示提示連接錯(cuò)誤；在電纜線連接正確后，電動(dòng)汽車會(huì)向充電樁發(fā)出充電請(qǐng)求，然后，充電樁會(huì)請(qǐng)求電動(dòng)汽車傳遞汽車信息、電池信息等數(shù)據(jù)，充電樁會(huì)根據(jù)收到的這些數(shù)據(jù)選擇合適的充電參數(shù)，并且在充電的過(guò)程中保持這些數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)傳輸，這樣可以做好充電過(guò)程評(píng)價(jià)，智能化的選擇充電時(shí)間及充電參數(shù)，有助于提升充電質(zhì)量和效率。具體的PLC通信技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)這一操作的，其主要是根據(jù)BMS電池管理系統(tǒng)結(jié)合PLC技術(shù)，可以將電池的所有信息傳遞給充電樁，這樣可以避免過(guò)度充電或者充電不滿的情況，可以延長(zhǎng)電池使用壽命。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文簡(jiǎn)要介紹了電力載波通信PLC通信技術(shù)的工作原理，并詳細(xì)分析了其工作流程和實(shí)際應(yīng)用中的難點(diǎn)，PLC技術(shù)與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比有很多的優(yōu)點(diǎn)，為了進(jìn)一步促進(jìn)PLC技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，一定要結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)解決PLC技術(shù)應(yīng)用中的難點(diǎn)，并充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，文章以PLC技術(shù)在充電樁建設(shè)中的應(yīng)用為例，闡述了PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以期PLC技術(shù)能更好地應(yīng)用到電動(dòng)車充電及其他行業(yè)中。