传输线电气参数测试方法研究与应用

为了研究电力线载波信道的衰减特性,需要建立高频传输线模型,而理论模型需要实测验证。基于传输线理论,通过理论计算,得出一具体长度的传输线在不同频率的电气参数值,并与实际模型测试值进行比较,验证了理论计算的准确性。此外,为进一步模拟实际电力线网络,提出了基于网络级联思想的信道建模方法,即将一段均匀电力线视为一个二端口网络,整条线路可以用多个二端口网络的级联表示。通过对实际线路模拟模型的测量,验证了该思想的正确性,为配电网电力线电气参数研究提供了理论基础。     

基于ARM的馈线自动化系统设计

介绍了基于10 kV电力线载波通信的馈线自动化系统的网络结构.阐述了基于ARM7处理器的馈线终端单元(FTU)硬件平台的设计方案,详细介绍了各个模块功能,其中,载波通信模块能有效应对信道的恶劣传输特性.软件设计采用了嵌入式实时操作系统LC/OS-Ⅱ,能够实现继电保护、电量采集、载波通信、无线遥控等功能.鉴于目前还没有适用于配电网载波信道的通信协议,提出了基于有限状态机的通信协议设计方案,在IEC 870-5-101协议的基础上实现了灵活、可靠的中继通信.现场运行表明,系统稳定可靠,具有较高的实用价值.     

基于ARM的配电变压器监测终端的设计

介绍了以ARM微控制器为核心的配电变压器监测终端的设计方案。该配变终端以LPC2138芯片为核心处理器,结合电能专用计量芯片ATT7022B,可对配电变压器的参数进行采集,通过PLC模块可与主站保持通信,还可以通过RS-485接口与低压载波系统集抄器相连,对低压用户电表进行统计监测。文章介绍了终端系统的硬件与软件设计,对主要芯片LPC2138,ATT7022B等的特点和功能进行了详细介绍,分析了系统的主要工作流程,详细介绍了专用芯片ATT7022B的全数字校表功能。利用此终端对配电变压器进行监测,可以实时准确地采集配电变压器的数据,即时进行故障检测与报警显示,提高了配电变压器的工作效率,减少了排除故障的时间。     

基于终端通信质量的10 kV电力线通信组网方法

提出了一种根据终端之间通信质量进行动态组网的方法,可以实现集中器与终端之间通信质量最优路径的选择.该方法首先通过集中器与终端之间建立通信得到初始组网信息,并根据终端与集中器之间的中继级数进行分层,然后对每个终端与其他终端的通信成功次数进行统计,在一个统计周期结束后,集中器征调统计结果,并进行计算分析得到每条路由的通信质量,为每个终端选择通信质量最优的各级中继站.同时为了适应电力线信道的强时变性,可以合理选择统计周期大小,并在每个统计周期内更新路由信息.该算法与理论上的组网算法相比具有简单易实现、计算量小等优点.算法的实际运行需要制定相关协议和增加一定的硬件功能.通过仿真实例验证了所提方法的正确性和有效性.     

10kV载波线路频率切换的最优化研究

为了获取较高的通信质量,文章提出一种10 kV电力线载波通信的最优化策略.该策略基于统计方法,比较当前频点的通信质量与期望阈值,根据比较结果决定是否改变通信频点.当期望阈值小于最高期望阈值且在该频点通信达到规定的一段时间时,升高期望阈值,可以使系统跳变到通信质量更高的频点上.为验证本策略的有效性,首先在实验室模拟现场实验.通过分析模拟实验结果,证明通信策略得到优化,实现自动频率切换的优化目的.现该策略已用于山西某示范电网中,并根据数据分析结果选取最高期望值为0.5.     

10kV馈线终端的抗干扰性研究

10 kV馈线终端工作环境恶劣,电磁干扰严重,其运行的可靠性和抗干扰性至关重要,在对电力系统中最典型的几种干扰源的产生机理、频谱特征和耦合途径进行分析的基础上,对馈线终端的硬件、软件进行了相应的抗干扰设计,在山西临汾供电局10 kV线路现场运行结果表明,这些抗干扰措施是有效的。     

一种改进的LMS自适应低压电力线通信信道估计方法

在分析了低压电力线信道特性的基础上,对OFDM低压电力线通信中的LMS自适应信道估计算法进行了研究。基于低压电力线的多径传输特性和慢时变特性,提出了一种改进算法,该算法利用低压电力线的多径传输特性实现了对LMS算法更新步长的调整。在OFDM低压电力线通信信道下对该算法进行仿真,结果表明该算法对低压电力线信道具有更好的估计性能。     

基于无迹卡尔曼滤波的磁编码器设计*

磁编码器在高精度测控领域有着广泛应用。分析了磁编码器在精度提升上的各类方法,在对输出信号进行幅度归一化和补偿后,针对实际霍尔元件输出信号中的随机噪声,建立了基于圆周运动模型的状态方程。针对状态方程中非线性问题,提出了基于无迹卡尔曼滤波的磁编码器设计方案,并分别在300 r/min、600 r/min和1200 r/min三种转速下将无迹卡尔曼滤波前后的角度误差数据进行对比分析,结果证明了该方案在工业应用上的可行性和有效性,在不同转速下均有明显的精度提升效果,而且能很好地消除突变的大误差值问题。     

10kV电力线载波通信的抗干扰性研究

讨论了影响10 kV配电网电力线载波通信的主要因素,分析了电力系统中几种典型干扰源产生的机理和干扰途径,对通信设备的硬件、软件增加相应的抗干扰设计,为10 kV电力线载波通信系统的后续研究提供参考。     

一种中压电力线通信阻抗匹配电路设计

中压电力线信道特性复杂,其中阻抗失配会对通信质量产生重要的影响。分析了电容型相地耦合装置中耦合电容器和耦合变量器非理想参数引起的插入损耗。建立了匹配电路的模型,采用转移功率增益描述阻抗匹配的效果。以经典无源带通滤波器的结构为基础,保留耦合装置中非理想元件,基于非线性优化算法调整匹配网络的元件值,使得在50~500 kHz范围转移功率增益的平均值达到最大。相关算例表明,该方法有效提高了整个频带的转移功率增益,达到了较好的匹配效果。所设计匹配电路结构简单,易于实现。