[01151948]面向能源互联网的新型电力线通信关键技术及应用

能源互联网综合利用信息通信等技术将常规能源网络及风电、光伏、储能等分布式能源网络互联,实现信息与能量双向流动、交换和共享,信息的互联是能源互联网的支撑和基础。相比于传统的电力线通信技术,面向能源互联网的新型电力线通信在网络节点密度、通信传输速率、通信链路质量等方面都面临更高的要求。本项目基于上述需求,针对电力线信道衰减特性变化大及时频二维选择性强、噪声与干扰复杂严重等问题展开研究。主要创新如下： 1. 自主新型帧结构 针对能源互联网通信的需求,基于我国完整自主知识产权的时域同步正交频分复用（TDS-OFDM）,提出基于频域预设子载波的频域陷波方法和基于时域循环后缀加窗的带外抑制技术以适应电力线通信应用,形成了完全自主的电力线通信新型帧结构,相较于国外采用的CP-OFDM调制技术,具有系统频谱效率高、同步速度快、多业务支持灵活等优点。 2. 高效鲁棒同步和信道估计方法 针对传统电力线通信同步方法中互相关运算复杂度高、自相关运算鲁棒性差的缺点,基于电力线信道的特点和应用需求,提出了基于带通信号的降采样互相关时频联合同步和基于多帧统计特性的信道噪声抑制方法,在提高同步估计精度、降低漏检概率的同时降低同步复杂度,使得系统物理层传输的整体性能明显优于现有国外技术。 3. 数模混合低成本终端 针对系统大规模应用对成本和功耗的苛刻要求,提出动态电源管理和自组网技术,自主开发了高集成度的系统核心SoC芯片,开发相关数模混合低成本终端并实现规模应用,大幅度降低系统部署成本和系统建设难度,摆脱对国外技术的依附,保证我国能源互联网的信息安全。 4. 面向能源互联网的多表合一技术 针对目前电、水、气、热多表合一采集中存在的覆盖不全面、双向交互困难的问题,将电力线通信网络和与微功率无线等技术进行深度融合,应用于电、水、气、热多表合一远程信息采集、电动汽车交流充电通信、智能家居联网等领域,解决了多源网络的计量、通用交流接口通信及分布式非线性随机能源节点控制等问题,促进了能源互联网中能量与信息深度耦合和双向互动。 鉴定认为：本项目研究成果打破了长期以来国外公司在电力线通信核心技术上的垄断,填补了国内电力线宽带通信芯片空白,总体性能达到国际先进水平。研究成果获得授权专利15项,获得软件著作权4项;发表SCI/EI收录论文12篇,受邀在电力线通信领域旗舰会议International Symposium on Power Line Communications and Its Applications （ISPLC）上做主题演讲;相关成果形成国家电网公司企业标准2项。 本项目的实施对我国能源领域的信息安全传输提供了可靠的技术支撑,对我国能源互联网的发展起到了显著的促进作用。本项目成果已经在北京、辽宁、湖北、甘肃、江苏、山东等地规模应用,在线终端已达1200万多台套,并正在向海外推广,直接经济效益11756.28万元,获得了可观的经济效益和显著的社会效益。