具有格状网的电力线载波通信信道特性的分析

智能配电网除传统的树状拓扑结构外,还将出现环网、格状网等结构。建立具有这些特殊拓扑配电网的电力线信道模型,并进行信道特性影响因素的分析是在智能配电网中应用电力线载波通信技术的必要前提和重要依据。通过基于信息节点的建模方法建立格状网拓扑的信道模型,并仿真分析前后主干长度、格网主干长度、分支长度、分支负载等因素对格网拓扑下信道传输特性的影响规律,重点分析了这些影响因素对信号衰减的影响。通过实验验证了所得结果的正确性和有效性。所提出的分析方法和所得结论为设计智能配电网电力线载波通信的调制方法提供了必要的理论基础和技术手段。     

环网供电系统电力线载波通信信道特性分析

为提高供电的可靠性,现代中压配电系统中将越来越多地出现环网拓扑结构。首先依据信息节点的信道建模方法,建立了具有环网的某实际配电网络的信道传输模型。然后在此基础上,对其信道传输特性进行了分析,利用仿真计算重点分析了各种因素对电力线载波通信模型的信道传输特性的影响规律。最后通过实验验证了所得结论的正确性和有效性。所使用的研究方法与总结出的相关规律对含有环网结构的配电系统的电力线载波通信调制具有重要意义。     

电力线载波通信信道特性的影响因素分析

电力线信道模型的建立和信道特性影响因素分析是电力线上实现高速数据传输的理论基础。利用基于信息节点的建模方法建立了电力线载波通信信道传输特性的数学模型,在此基础上分析了信号源到接收源之间主干线长度、分支线路长度、支路负载阻抗和分支数量等因素对信道传输特性的影响规律,重点分析了这些影响因素对信号衰减幅值的影响。分析发现在信号衰减峰处,线路输入阻抗均基本保持为一个固定值。得出的结论为设计电力线载波通信的调制方法提供了必要的基础和依据。     

电力线载波通信信道特性的影响因素分析

电力线信道模型的建立和信道特性影响因素分析是电力线上实现高速数据传输的理论基础。利用基于信息节点的建模方法建立了电力线载波通信信道传输特性的数学模型,在此基础上分析了信号源到接收源之间主干线长度、分支线路长度、支路负载阻抗和分支数量等因素对信道传输特性的影响规律,重点分析了这些影响因素对信号衰减幅值的影响。分析发现在信号衰减峰处,线路输入阻抗均基本保持为一个固定值。得出的结论为设计电力线载波通信的调制方法提供了必要的基础和依据。     

网络参数对低压宽带电力线信道的影响

在电力线载波信道的研究中,目前有关电网结构对电力线载波性能的影响研究较少,多径效应和频率选择性衰落现象难以从现有模型得到合理解释,也对电力线节点间的通信性能和路径拓扑中继理论支持不足,制约了宽带电力线载波通信性能的提升。针对此,通过使用基于传输线理论的方法对低压电力线通信信道仿真建模,分析了不同网络拓扑结构对频率为2~30MHz的低压宽带电力线信道特性的影响。仿真得到不同电力线长度、分支长度、单节点分支数、分布式分支数和负载阻抗的低压宽带电力线信道频率响应,并通过反傅里叶变换得到对应的信道时域冲激响应。结果表明,电力线信道频率响应中的峰值点和陷波频点的位置和衰减会受到上述网络参数的影响,时域冲激响应也会因此而衰减和失真。本文的研究对于宽带电力线通信技术在能源互联网中的有效应用具有重要意义。     

低压电力线通信网络特性模型与组网算法

由于低压电力线载波通信网络具有物理拓扑复杂和电力线信道时变的特征,在实际应用中存在着通信可靠性较低的问题。为了提高低压配电网电力线载波通信系统可靠性,在总结前人提高电力线通信可靠性的研究基础上,分析电力线通信网络的拓扑结构和组网模型,并提出组网的优化目标函数;进而提出一种基于信道状态和服务需求的电力线通信组网算法。分析了网络拓扑结构,信道特性和通信误码率、传输延时之间的关系,并提出估算方法。仿真试验结果表明,所提算法可根据信道和通信链路的动态变化以及不同的服务需求而动态地建立并优化电力线通信网络路由,保证通信网络的有效性,为后续的工程应用提供参考。     

基于信息节点的智能配电网中压电力线载波通信信道建模方法

电力线载波(power-line carrier,PLC)技术是智能配电网重要的通信手段。为适应智能配电网可能出现的新的网络拓扑结构,提出一种基于信息节点的中压电力线信道建模方法。首先在网络关键位置设置信息节点,然后根据电路基本理论和均匀传输线理论推导出各信息节点间的电流电压关系式,最后利用传输矩阵方法得到信息接收点与发射点之间的电压传输特性。通过实验验证了该方法的正确性和普遍适用性。该方法可适用于树形、环网以及网格化等各种网络拓扑结构,为在智能配电网中压电力线采用载波通信技术提供了较好的分析方法。     

低压电力线载波通信传输线参数测试与分析

为给低压配电网电力线载波通信信道估算提供参考依据,有必要对电力线通信传输线的阻抗特性参数进行理论分析和实际测试研究。在简述配电网电力线载波通信传输线理论和传输线方程的基础上,总结了理想均匀传输线理论下和考虑集肤效应的电力线参数模型。使用HP4194阻抗相位增益分析仪对3 1芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆线进行实际测试,并根据测试结果使用Matlab计算出单位长度导线的电阻、电感以及两导线间的电容和电导,验证了电力线物理参数模型公式的准确性和其实际可使用性。同时,这些实测参数也为电力线通信信道特性分析和估算提供了一定的参考依据。     

基于支路追加法的配电网混联线路电力线载波通信信道建模

提出了一种基于支路追加法的中压配电网混联线路的电力线载波通信信道建模方法。根据配电网拓扑结构,利用支路追加法,逐一追加网络各条支路,列写该支路的伏安特性独立方程和基尔霍夫定律电流方程,生成一组具有唯一解的网络矩阵方程。通过该矩阵方程中各未知变量的比值关系,求解信号的传输函数,分析信道的传输特性。当配电网网络结构发生改变时,只需在原代数矩阵方程基础上,增减矩阵中的相关行与列即可得修改后的新矩阵方程。该建模方法原理清晰,运算量小,适用于树形网络、手拉手网络及环网等各种拓扑结构。仿真及实验测试验证了所提方法的正确性。     

配电网信道特性与自动抄表系统的设计

以配电网电力线为信息传输信道实现自动抄表具有广阔的应用前景，配电网电力线载波自动抄表系统的设计与配电网信道的特性密切相关，本文以实际工程测量结果为基础，讨论了配电网信道的传输衰减特性，噪声特性以及输入阻抗特性，给出了配电网电力线载波通信自动抄表系统中的通信系统设计应考虑的关键技术因素。     

低压电力线载波通信路由算法研究

低压配电网拓扑结构复杂未知,电力线载波通信信道干扰与时变造成通信不可靠,影响通信范围。本文对低压配电网拓扑结构进行分析,探讨了自动路由的必要性。在传统的蚁群算法基础上,提出了基于蚁群算法、遗传算法和粒子群算法相结合的混合路由算法。仿真研究表明,该方法能提高收敛速度和保证全局最优。     

基于宏微观特征分层聚类的配电网拓扑相似性分析方法

提出一种基于宏观与微观拓扑特征分层聚类的配电网拓扑相似性分析方法。首先,构建涵盖宏微观拓扑特征的指标集作为拓扑相似性分析的依据,包括宏观层面的网络社团特性和节点度相关性指标以及微观层面的线路功率传输性能和负荷分布密度指标;针对传统拓扑相似性分析方法难以对变量数不同的微观拓扑特征进行细粒度分析的问题,提出基于核密度估计的微观拓扑特征描述方法和基于Kullback-Leibler散度的微观特征相似性量度方法;再以基于标准离差率改进的谱聚类算法对宏微观拓扑特征集进行分层聚类,实现配电网拓扑相似性分析。算例分析表明,所提出的配电网拓扑相似性分析方法在表征配电网结构特性的能力及相似性分析效果方面相对于传统方法更优。     

考虑传输能力的含分布式电源配电网扩展规划方法

为灵活性资源提供快速、及时调度的网架传输通道,在规划阶段充分考虑网架结构与分布式电源(DG)规划对配电网传输能力的影响,提出考虑网架通道传输能力的配电网扩展规划及DG选址定容双层优化方法.首先建立了线路负荷裕度指标和潮流均衡度指标用以评价配电网传输能力;其次分析了网架通道传输能力的影响因素,在此基础上构建了配电网扩展规划及DG选址定容双层优化模型,保证了规划方案具有良好的经济性和网架通道传输能力,利用嵌套的混合粒子群优化算法进行优化求解;最后将所提规划方法与只考虑经济性规划方法进行了算例验证.仿真结果表明,所提方法不仅没有增加经济费用,而且所得规划方案网架潮流更均衡,线路负荷裕度更高,传输能力更优.     

母线分流效应对中压电力线载波通信网络架构的影响

基于中压配电母线典型拓扑结构,分析推导母线分流效应对电力线载波通信(PLC)信道特性的影响,在此基础上提出一种自适应频点选择算法及2种中压配电网PLC网络架构。基于输入电抗的频点选择算法,可在保证信道质量的前提下提高选频速度,结合中压配电网实际结构,建议以近母线侧节点作为频点测试发起者。PLC子网主节点设置于配电线路出口处的网络架构与设置于线路中部的网络架构相比较,后者可减弱母线分流效应带来的不利影响,提高PLC网络的经济性与可靠性。仿真结果与现场测试验证了理论分析及所提第2种网络架构的合理性。     

基于局部反射理论的中压配电网电力线通信信道建模法

链路衰减是衡量载波通路传输质量的一项重要指标,为实现对信道衰减特性的预测,提出一种基于局部反射理论的中压配电网电力线通信(PLC)信道建模方法。利用电力线传输理论及局部反射理论,推导端接负载的传输线、不同特性参数的传输线级联情况下的电压传输规律。在此基础上,分别搭建中压配电网无分支线路、带分支线路及带负荷配电变压器线路的PLC信道数学模型。然后根据中压配电网拓扑结构,从配电网末端将所搭模型依次级联至载波信源处,得到末端节点与信源节点间的PLC信道模型,进而分析各节点处载波信号的传输特性。该方法原理简单,计算速度快,可移植性强。仿真及RLC电路实测结果表明了所提建模方法的正确性。     

中压配电网电力线载波通信组网优化方法*

为进一步完善中压配电网电力线载波通信(PLC)组网的灵活性和可靠性,在结合中压配电网的实际拓扑结构和信道环境的基础上,提出了一种基于遗传算法的PLC组网方法。该方法综合考虑了节点间实际距离、节点间链路衰耗、连接节点衰耗、节点自身价值及链路价值等因素,利用遗传算法计算网络的最大价值函数,确定网络的最佳链路集。在最佳链路集基础上,求取各通信节点的节点度,将节点度数值较大者作为网络的中继节点,进而完成配电网PLC的优化组网。与蚁群路由算法相比,文中算法考虑了配电网的实际拓扑结构与信道特性,中继节点和链路分配更为合理,使PLC网络具有更高的网络价值和网络传输效率。     

含DG的智能配电网快速自愈技术研究

由于我国城镇配电网在建设之初并没有考虑到智能电网导致目前难以配置通信通道,且分布式电源接入配电网使传统的三段式过流保护难以适应拓扑的变化而失去判据.为解决这一问题,首先分析了正序分量控制策略下逆变型分布式电源的等值数学模型,然后结合对称分量法以相间短路为例分析了分布式电源对故障电流的影响.最后提出了一种适用于含分布式电源的配电线路的无通道保护快速自愈方案,按区域划分断路器分别进行整定,并结合涡流斥力真空高速开关使故障线路快速切除.该方案不依靠通信通道,节省了建设维护通信通道的成本,配电线路可在0.3 s内实现自愈,符合中压配电网继电保护整定原则的要求.通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的正确性.     

低压电力线载波通信特性建模研究

低压电力线网络通信是利用低压配电网作为数据交流的传输媒介通信方式,其通信可靠性是当今相关领域研究热点之一.低压配电网络拓扑结构复杂和通信信道噪声大衰减强等特点,降低了低压电力线网络通信可靠性.从低压电力线网络拓扑结构入手,分析了低压电力线网络通信过程中的路径优化问题,并对通信信道、网络时滞特性建模.