电力线载波通信芯片市场概况
思瀚产业研究院 钜泉光电    2024-06-17

电力线载波通信是电力系统特有的、基本的通信方式，其利用已有的电力线作为传输媒介进行信息传输，具备无需额外布线、节省投资、抗干扰能力强等优点，在电网用电信息采集领域有着广泛的应用，是目前用电信息采集领域最主要的本地通信方式，而电力线载波通信芯片是实现电力线载波通信的核心部件。

在国内智能电网建设过程中，电力线载波通信芯片及模块主要用于用电信息采集，通过电力线传输用电数据，实现了自动抄表，并提升了用电信息采集的准确率和时效性。

电力线载波通信技术从载波调制技术上划分，主要包括单载波和正交频分复用多载波（OFDM）。从所使用频带宽度的不同可分为窄带技术与宽带技术，与宽带技术相比，窄带技术在实际应用过程中往往存在传输速率低、实时性差和可靠性不高等问题。近年来，智能电网的不断发展和物联网技术的推广应用对电力线载波通信技术提出了更高要求，宽带电力线载波通信技术开始成为电网新一轮智能化改造的主流本地通信技术。

从国内智能电网建设相关的电力线载波通信技术的发展来看：2007年至2017年的第一阶段，本地通信技术主要为窄带电力线载波和一小部分微功率无线。在该阶段，窄带电力线通信技术从传统的单载波技术（基于FSK、BPSK等）向正交频分复用（OFDM）多载波技术发展，以提升电力线通信的速率以及抗干扰性能。在同一时期，欧美推出了基于OFDM的新一代窄带电力线载波技术标准，包括PRIME标准、G3-PLC、以及IEEE P1901.1。

随着智能电网建设的持续推进，需要传输的电力信息数量逐渐增大、信息种类也呈多样化发展，第一阶段电表配置的本地通信单元在数据采集速度、延时性、成功率以及业务功能拓展等方面还存在升级提升的空间。

并且，由于前期通讯标准的不统一使得不同厂家的通信单元（模块）设备无法互联互通，不能满足两网公司的管理需求，基于宽带电力线载波通信技术开发并可互联互通的新一代通信单元被逐步提上日程。

自2018年至今的第二阶段，基于OFDM多载波调制技术的低压电力线宽带载波通信产品——高速PLC芯片由各厂商根据国家电网颁布的标准《低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范》（Q/GDW 11612-2016）开发完成。

在传输速度大幅提升的同时，搭载HPLC芯片的通信单元之间可以实现互联互通，两网公司可以在不更换智能电表直接更换通信模块。自2018年四季度起，国家电网开始了高速电力线载波用电信息采集系统技术升级，下属单位直接对获取HPLC芯片级互联互通检验报告的单位或其授权的单位招收高速载波本地通信单元（模块）。

自2018年国家电网全面推广HPLC应用以来，窄带电力线载波已经基本停用，除极少量的故障更换外在新招标中不再采用。根据《环球表计》和电力喵公众号的统计，自2018年启用HPLC以来，2018年至2020年国家电网累计招标了23,255.94万只HPLC通信模块（不含流标的数量），其中2019年和2020年的招标数量已明显超过了同期智能电表的招标总量。由此可见，原先基于电力线窄带通信技术方案的通信单元正面临着大规模替换。

智能电表是典型的感知层终端，是故障抢修、电力交易、客户服务、配网运行、电能质量监测等各项业务的基础数据来源。在泛在电力物联网应用场景下，对于工商业用户，采集客户数据并智能分析，进而为企业能效管理服务提供支撑。对于家庭用户，重点通过居民侧互联网家庭能源管理系统优化用电。

泛在电力物联网还将扩展更多新的应用需求，例如支持阶梯电价政策、用户双向互动营销模式、多元互动的增值服务等，上述功能都需要高速载波通信技术的支持，HPLC芯片在未来智能电网建设领域拥有巨大的市场潜力。除了运用于国内、外智能电网建设领域，电力载波通信凭借其无需重新布线，充分利用电网公司既有的配电线资源进行数据传输这个无法比拟的优越性，其下游应用已拓展到四表集抄、智慧社区、智慧楼宇、智慧家居、路灯控制、智能充电桩和工业自动化控制等诸多领域。

尤其智能城市电、水、气、热表的集抄，随着物联网技术研究路线日益清晰化，将引领未来表计行业的整体发展方向。整体而言，随着宽带载波通信方案的快速推广，“四表集抄”的后续推进以及泛在电力物联网对于高速通信需求的增加，电力线载波通信芯片的市场容量预计将持续扩张。

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