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。     

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。     

基于多导体传输线的中压电力线通信信道建模

信道特性是制约中压电力线通信技术应用的重要因素。为了实现高速和可靠的电力线通信,必须对电力线信道模型有充分的理解。根据自底向上建模方法的需要,首先求解了钢芯铝绞线的交流内阻抗和三相架空电力线路的单位长度参数矩阵。基于多导体传输线理论推导了均匀架空线路的传输矩阵,针对电力线通信中常用的耦合方式,计算了端口的电压、电流和阻抗。测量了配电变压器高压端口的阻抗,得到其阻抗矩阵和传输矩阵。基于网络级联建立了信道的总体模型,现场测试数据验证了信道模型的正确性。结合测试结果,分析了中压架空线路信道的阻抗和衰减规律,提出了电力线通信系统设计的建议。     

城市中压地埋电缆宽带通信的研究

对城市中压地埋电缆相线/屏蔽层作为宽带通信信道时的传递特性及通信效果进行了研究。实测并分析了信道的幅频特性和相频特性,利用传输线理论建立了地埋电缆信道传输模型,并对所建模型的传输特性与实际测试特性进行了对比,证明了模型的准确性。基于所建模型,依照IEEE P1901标准,对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)通信系统进行了仿真研究,仿真结果表明长度为1 km的地埋电缆其误码率低于10?7;并进行了传输带宽(速率)的实际测试,测试结果表明长度为300 m的地埋电缆实际传输速率达到近70 Mbits/s。仿真研究和实际测试都表明地埋电缆能满足配网自动化的通信要求,因此在不方便敷设光纤的线路上,可以利用地埋电缆实现宽带通信,有助于形成全覆盖的通信网络。     

基于传输线理论的中压电力线信道建模和分析

从传输线的理论出发,建立了山西某535线路的一段仿真模型,基于该模型研究了10 kV电力线信道的衰减特性,并将仿真所得的衰减频点与实际线路中可以通信的频点相对比,验证了模型的正确性.分析了在分支线路上增加电缆对信道的影响以及载波通道间的串音衰减.增加电缆后由于存在了波阻抗的不连续点,行波在传输过程中发生反射和折射,产生了较大的衰耗.变电站内电气设备间和导线间的电磁耦合的存在,使得载波通道间产生串音衰减.     

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。     

中压电力线信道的仿真与建模

电力线通信具有其自身的特点,利用中压电力线进行通信具有广泛的应用前景;中压电力线信道的特性对于通信的实现有着重要的影响;根据测量结果,结合传输线的基本模型,利用Matlab软件对中压电力线信道进行了仿真模拟,为研究克服电力线信道恶劣传输特性的信号处理方法提供了参考。     

室内低压电力线的信道特性研究

本文利用传输线理论,分析了信号在电力线上的传输过程,引出了多枝节多反射的电力线信道模型,并对其进行仿真。在1~100MHz频段内,对实验室内的低压电力线信道的特性进行了实测,与仿真结果进行了对比。本文讨论了接入220V交流电力网络对所测电力线信道的影响,发现了电力线主干长度、枝节数目、枝节长度和交流电力网络等均会对电力线信道的传输特性和阻抗特性产生影响,电力线的衰减具有频率选择性。     

配电网载波通信信道的分析和建模

为实现可靠和高速的10kV电力线载波通信,有必要对配电网载波信道的传输特性进行研究。基于二端口网络和传输线理论,建立了配电网载波信道的转移矩阵模型。该模型的参数容易计算和测量,能够分析网络中任意2个节点之间的信号传播规律。基于该模型给出了线路整体工作衰减的计算方法,揭示了线路产生频率选择性衰落的原因。针对配电网中大量存在的阻抗不匹配环节,分析了配电网中部分线路的工作衰减。结果表明,该衰减值与线路其他部分有关,传统简单估算的结果误差较大。基于PSpice建立了一个10kV线路的信道模型,验证了理论方法的正确性,并据此提出了对通信系统设计的建议。     

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。     

Characterization and modeling of in-building power lines for high-speed data transmission

This paper analyzes the characteristics of power lines in Singapore residential network in order to develop a channel model suitable to simulate its behavior for high-speed data transmission. The channel model, which describes the transfer function and noise characteristics of typical in-building power line channels in a frequency band from 1 to 10 MHz, is developed and tested through software simulation and hardware implementation. The transfer function is described by an echo model and the noise spectrum is derived statistically from measurements on actual power lines. Some measurement results on power line impedance, noise and attenuation are presented. The results are based on measurements between line and neutral conductors in a 230-V power line network. From the results obtained so far, the impedance, noise and attenuation of power lines exhibit variations with frequency, time and location.     

基于多导体传输线的电力线通信信道特性分析

宽带电力线通信系统采用现有电力电缆传送高频通信信号,其目的是为住户及商业用户提供像因特网一样的高速通信服务.论文首先介绍户外电力线通信网络结构和建立相应的通信信道模型;基于麦克斯韦方程组和多导体传输线理论来分析和阐述多导体传输线特性,推导计算相关主要参数的表达式;然后针对多导体传输线参数计算复杂问题,提出一种新型变换矩...     

Modeling of transfer Characteristics for the broadband power line communication channel

This paper presents a novel approach to model the transfer function of electrical power lines for broadband power line communication. In this approach, the power line is approximated as a transmission line and the two intrinsic parameters, the characteristic impedance and the propagation constants, are derived based on the lumped-element circuit model. Using these intrinsic parameters, the transfer characteristics for a N-branch power distribution network are derived based on the scattering matrix method. Detail derivation of this line model is given in this paper. The model has been verified with practical measurements conducted on actual power networks. It is demonstrated that the model accurately determine the line characteristics under different network configuration and when different household appliances are connected.     

OFDM技术在中压电力线通信中的性能分析

中压电力线信道可以用于高速数据传输业务。文章结合实测数据,分析了中压电力线信道复杂的噪声环境和多径衰落特性。为了提高这种特殊信道条件下的传输效果,选择了编码正交频分多路复用技术(COFDM)作为调制方案。分析了编码方案和交织深度的选取对系统抗突发噪声性能的影响;提出利用子载波位置调整法和子载波功率调整法,以削弱窄带噪声对系统的干扰;通过仿真证明了此系统方案能显著降低中压电力线在传输过程中的误码率。     

基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估

提出了一种基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估方法.该方法从电网络理论出发,首先推导了线路电流共享因子,定义线路运行介数,在此基础上评估过负荷脆弱性.该方法不仅考虑了网络拓扑结构对脆弱性的影响,同时还考虑了系统运行方式对脆弱性的影响,克服了复杂网络模型中潮流仅按最短路径流动的缺陷,物理意义明确,且符合电力系统的实际情况.IEEE 39节点测试系统仿真结果验证了评估方法的正确性与合理性     

中压配电物联网架空线-电缆混合线路电力线载波信道建模

针对中压配电网架空线与电缆线路混合连接的实际情况,提出了一种基于输入阻抗矩阵的混合型配电物联网电力线载波信道建模方法。首先,分析中压配电网架空线路和电缆线路的结构参数,在多导体传输线理论基础上,推导2类线路的相模变换矩阵,列写传输线的链参数方程;其次,重点分析了各类型配电线路节点连接处的阻抗矩阵关系;然后,根据配电网实际拓扑结构,将配电网划分为不同类型网络分支,给出各类分支输入阻抗矩阵的计算方法,依次求得网络中各节点及信源节点的输入阻抗;最后,由信源节点的输入阻抗与边界条件,结合各传输线的链参数矩阵及各节点的输入阻抗矩阵,求得网络中任意节点的电压向量,实现混合型配电物联网电力线载波信道的建模。理论分析与仿真验证表明了所提建模方法的正确性与有效性。     

低压电力线通信的信道特性分析及模型研究

利用低压电力线高速、可靠地传输通信数据具有十分重要的意义，但是低压电力线路网络结构和负载特性复杂，需要对信道有深入的了解。文中分析了电力线信道的阻抗、噪声、衰减特性，据此给出了电力线信道模型，有助于深入理解低压电力线通信的特点。     

基于蜂群算法的低压电力线高频RLCG 模型参数辨识

电力线是通用的电力网络间的连接载体,同时也是传导电磁干扰和载波通信信号的主要传播介质.建立准确的电力线电参数模型是研究传导电磁干扰和载波信号传输特性的基础.采用一种考虑集肤效应和介质损耗的高频信号传输的RLCG模型对普通的三线低压电力线进行建模,并利用人工蜂群算法对模型参数进行辨识,该模型考虑了高频条件下电力线的趋肤效应以及电介损耗对信号传输特性的影响.利用网络分析仪测量实际电力线的阻抗特性作为标准数据,与传统的基于遗传算法的辨识方法的仿真结果进行对比,证明了所提出的电力线高频RLCG模型可以准确地反映电力线的高频传输特性,为低压电力线载波通信和电磁兼容分析奠定基础.