智能電網：高精度監控技術可發揮作用
作為智能電網的重要技術，有時需要高精度掌握電力品質的變化（比如，三相交流電壓、電流及相位的變化），并高速傳輸控制信號。這時就要用到高精度A-D轉換器IC以及可靠性較高的通信IC。美國美信集成產品（Maxim Integrated Products）便是一家原本就在此類IC方面具有優勢并強化了智能電網用IC的企業。
在各國政策的推動下，智能電表的導入量將大幅增加，美國宣布導入1億5000萬個，EU計劃在2020年之前導入2億5000萬個，中國則在10年計劃中提出了導入2億6000萬臺的目標。如果各國按計劃大量導入智能電表的話，必定用到有利于降低成本及縮小電表尺寸的IC。為了滿足這種需求，美信推出了電力監控用A-D轉換器“MAX11046”。
電力監控IC的輸入信號分辨率方面，要求A-D轉換電路必須達到16bit的精度（圖4）。市面上雖有幾款IC可滿足這一條件，但MAX11046具備與其他產品不同的特點，即輸入通道數量多達8個（其他公司產品為6個），通過集成前端低噪聲放大器，減少了外置部件，而且采用供應電壓為＋5V的單一電源，從而去掉了負電壓電源。由此可將每通道的安裝面積縮小到8mm2，只有其他公司產品的1/3，而且可將構成24通道電路的部件成本減少到其他公司產品的2/3～1/2左右。
此外，美信還面向智能電網的電力供應及負載狀態的通信用途，推出了支持10k～490kHz頻率的電力線通信IC“MAX2991”。調制方式采用OFDM，頻率利用效率高于原來的S-FSK。傳輸3300Byte的信號時，S-FSK 1200需要56秒，S-FSK2400需要28秒，而OFDM只需4秒。可迅速掌握電網的情況，并及時進行控制。符合智能電網PLC標準“G3-PLC”的簡易版，法國電力（EDF）集團已決定在ERDF中采用該產品。還可經由變壓器進行通信。該公司稱，G3-PLC的速度比同樣采用OFDM的標準“Prime”還要快，而且誤幀率（Frame Error Rate）小、可靠性高（圖5）。該公司預定2010年秋季發布符合G3-PLC完整版的產品。（未完待續，記者：大久保 聰，河合 基伸）
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圖5：采用OFDM來實現可靠性較高的通信 對采用調制方法不同的電力線通信（PLC）技術時，電力基站之間的數據通信品質進行了比較。無論是中電力網內的基站之間，中電力網的基站與低電力網的基站之間，還是低電力網的基站之間，都是調制方式采用OFDM的新標準“G3-PLC”速度最快，而且錯誤較少。該圖根據美國美信的資料繪制而成。 |