TI前瞻性解决方案满足未来智能电网需求

德州仪器（TI）在本月召开的中国国际表计大会上，展出了电力线通信（PLC）、数据集中器和仪表测量SoC等创新的智能电网解决方案。

自2009年，分三阶段建设坚强智能电网的发展规划发布以来，消费者对智能电网的关注热度持续上升，智能电网与消费者的关系也越来越紧密。

夏热冬冷的时候，我们的电网峰值会造成非常高的电网用电负荷，如何通过实时的通讯和消费通信管理有效分担电网负荷呢？除了对消费者用电习惯的引导，智能电网的传输效率和网络安全也都要基于特定的技术和设备。

哪些核心技术能够对节能产生决定性的影响？半导体技术扮演了非常重要的角色。无论是实时信号处理还是网络传输和用户数据收集，都需要特定的技术和网络才能达到所需效果。

据德州仪器智能电网解决方案市场营销经理James Hao介绍，针对上述各个环节，TI提供了从智能电网基础设施、智能仪表，到智能家庭和楼宇的完整的解决方案，如下图所示。

图：TI提供完整的智能电网工具及解决方案

以TI在中国国际表计大会上展出的PLC方案为例。中国市场上现在用的比较多的是FSK电力线载波通讯，TI的解决方案则支持欧洲主流的G3、PRIME和IEEE-1901.2采用的窄带OFDMA的电力线载波通讯，它可以提供相对比较高的数据传输速率和网络安全性，也可以通过多种射频技术，包括Zigbee、Wi-Fi和1GHz以下的无线射频技术，进行实时的数据信号传输和采集。

又如，下图所示的TI最近推出的功能完善的智能仪表评估板，它集成了最新的通信技术和应用处理器，可以开发多种针对智能电网的应用。据James Hao介绍，这是模块化的评估工具，用户可以根据他的实际需要替换其中不同的模块和部件，比如主处理器，可以用16位、32位的MCU、DSP、ARM处理器以及多核的DSP+ARM处理器完成特定的终端设备核心板的处理。除了核心板，还有不同的通讯模块，比如Wi-Fi模块，Zigbee或1GHz以下的通讯模块，NFC预付费模块，窄带PLC电力线载波通讯模块。在计量方面，根据客户的需要，如果需要单相、三相电力线计量模块可以选用不同的模块插在板子上完成特定的信号分析和处理。与此同时，TI会提供相关的软件库、窄带PLC通讯软件协议栈，同时还有计量、上层DMS，预付加密等相关软件协议栈也都会提供给客户。

图：TI智能仪表电路板

据TI中国区智能电网业务拓展经理Charles介绍，现在国内应用比较多的电表其计量部分和主控部分是分开的。在欧洲、印度、东南亚以及北美市场，采用SoC方案的越来越多，计量部分和控制部分合在一起来做，TI已经推出针对这个市场的SoC方案。

TI推出的SoC计量前端，是高集程度的SoC芯片，单芯片可以完成三相电表的设计。这一方案采用了MSP430超低功耗的16位MCU，可以完成7路24比特的高精度采样和之后的电能分析集成。同时，还提供了比较大的内部存储器单元，无需在片外加上Flash或者SDRAM来完成特定的功能，也不需要在单芯片上加上外设存储器就可以完成低成本的三相电表计量设计。安全方面，包括实时RTC和180比特AEC硬件加密模块都已经集成到了这个芯片上。它还有非常丰富的外设，包括串口、并口和数据转换器等。

图：TI面向多相位智能电表的全面集成型SoC

在欧洲市场，已经可以看到全集成的SoC智能电表解决方案，包括计量部分和通讯模块，把RF、PLC部分都要集成到同一颗芯片里，整个电表里面只有一颗主控芯片。作为方案提供商，TI也正在推动SoC方案在国内的应用。此外，TI现有的窄带PLC技术，也将在国内现有的电力线通信方案升级时大有所为。