电力线通讯

UniversitàdegliStudidiUdineWirelessandPowerLineCommunicationsLabPower Line Communication Systems in the Smart Grid ContextAndrea M. TonelloWireless and Power Line Communications Lab University of Udine, [e-mail]/tonello© A. M. Tonello 2012. This material is for the seminar use only. It cannot be copied and/or distributed without author’s permission.Green TechnologiesEnablingEnergy Saving2012 Summer School in Information EngineeringUniversity pfPadova–Brixen‐Italy 2Summer School of Information Engineering 2012A. TonelloIntroductionFare clic per modificare lo stile del titolo3A. TonelloSummer School of Information Engineering 2012Andrea M. TonelloUniversityof Udine: 17.000 studentsWiPLiLab 15 members,part of the Department of Electrical, Mechanical and Management Engineering (150+ members)Activities: Wireless and Power Line CommunicationsCommunication theory and signal processingSystem and protocol designMeasurementsand emulationRF and baseband prototypingHome networking, smart grid, vehicular communicationsProjects:several EU FP5‐FP7 and industrial projectsUdineVeniceMilanRomeAndrea M. TonelloAggregateprofessor at Univ. of UdineVice‐chairIEEE TC‐PLCSteering committee member IEEE ISPLCFare clic per modificare lo stile del titolo4A. TonelloSummer School of Information Engineering 2012ContentsIntroductionPower line communication applications Role of PLC in the Smart Grid Challenges: Channel and transmissiontechnologyPLC channelChannel characterization and modeling, Noiseand modelingPhysicallayertechniquesSingle carrier modulation (FSK), multicarrier modulationA look at systems and standardsNetwork and MAC aspectsConclusions and evolutionReferencesSpeaker bio5Summer School of Information Engineering 2012A. TonelloPower Line CommunicationsFare clic per modificare lo stile del titolo6A. TonelloSummer School of Information Engineering 2012Application ScenariosIdea: exploit the power delivery network to convey data signals It dates back to about 1920 when it was used to transmit data and voice between substations over high voltage (HV) linesUltra narrow band solutions have evolved into narrow band and broad band systemsThe application has become ubiquitous–Broad band internet access–In‐Home networking–Smart grid applications–In‐Vehicle applicationChronologicalorderFare clic per modificare lo stile del titolo7A. TonelloSummer School of Information Engineering 2012PLC ApplicationsBroad band internet access–It enables customer premises to access the Internet through the existing LV net–Technology: broad band PLC in the bands 2‐30 MHz–Deployments: Italy, Austria, Germany, Spain, USA, …. –Market suffersof highlypenetratedxDSLservicesHome networking–High speedservicesdeliveredthroughthe home gateway–Home automationIn‐vehicle communications via DC/AC lines–Ships, planes, cars–Commandand control–Redundantbus–Multimedia servicesADSLFTTHRLLPLCPLC8Summer School of Information Engineering 2012A. TonelloRole of PLC in the Smart Grid Fare clic per modificare lo stile del titolo9A. TonelloSummer School of Information Engineering 2012Smart Gridfrom:ASmartGridiscomposedbyseveraldomains–Generation,Transmission,Distribution,CustomerIntelligentanddynamicgridwith–Distributedgenerationandstorageoptions–ActiveparticipationbycustomersTheSmartGridelementsofeachdomainareinterconnectedthroughtwo‐waycommunicationFare clic per modificare lo stile del titolo10A. TonelloSummer School of Information Engineering 2012PLC in the Smart GridhousehousebuildingMV/LVsubstationLVPLCLVPLCLVPLCMV/LVsubstationMV/LVsubstationHV/MVstationMVPLCMVPLCMVPLCINTERNETNetworkOperatorPLC providesan easy to installtwoway communicationinfrastructureMonitoringandcontrolFaultdetection,monitoringofpowerqualityandislandingeffectsEnergymanagementDecentralizedproductionandstoragecontrolChargingofelectricalvehiclesSmartmeterreadingDemandsidemanagementDemandresponseDynamicpricingAcquisitionofuserbehaviorDistribution DomainUser domainDistribution domainInternetaccessSmarthomeHomenetworkingAutomationandcontrolUser DomainThe user domain is very important for the penetration of SG servicesFare clic per modificare lo stile del titolo11A. TonelloSummer School of Information Engineering 2012Monitoring and control with 2 way communication to ease the integration in the distribution grid of–Renewable energy sources (PV and wind plants)–Decentralized storage systems (batteries and e‐cars)–Control, authentication and payment of e‐car chargeSmart meter reading (and power measurement)–Home energy management systems (HEMS)–Demand response and demand side management–User behavior profilesSome Specific Application Areas of PLCFare clic per modificare lo stile del titolo12A. TonelloSummer School of Information Engineering 2012Monitoring and control of the grid–HV/MV line status, faults–Islanding of micro