配电网工频通信技术及其应用

工频通信技术是一种特殊的电力线通信技术,具有独特的通信机理和易实现性。与传统的电力线载波技术相比．最大的优势在于信号能够直接穿透配电变压器,实现跨变压器台区的通信而无需中继,具有通信距离远、抗干扰性能强的特点。文章介绍了基于电力配电网的工频通信系统的构成及其通信方式,分析了工频通信技术的工作原理,详细阐述了信号的调制原理、编码方式及信号检测技术．最后介绍了工频通信技术的主要技术特点及其应用,为工频通信技术在我国配电网中的应用提供参考。     

一种实用的工频通信上行信号检测方法

工频通信信号的检测通常采用小波变换的方法来实现,但此方法不能有效地抑制谐波干扰,从而导致国家建立的基于工频通信技术自动抄表系统的通信可靠性变差。基于此,本文提出了一种基于小波变换和FastICA算法相结合的方法来实现对上行信号的检测。通过MATLAB仿真证明,该方法不仅能够有效地抑制谐波的干扰,而且能够有效地提取上行工频通信信号。     

基于载波和工频混合组网技术的集中抄表系统

低压电力线载波信道的衰减、干扰以及随机时变性使得载波通信方式无法满足集中抄表系统全采集、全覆盖的建设要求.工频通信也是通过电力线传输信号,并使用50Hz工频信号作为载波,与3～500kHz的载波通信频率范围互不冲突.本文利用工频通信传输距离远、可靠性高、成本低廉的特点,在不增加额外设备的条件下,实现了载波与工频两种通信...     

基于电力线工频通信的抽油机电机远程监测研究

针对油井位置分散、管理困难的现状,设计了基于电力线工频通信的抽油机电机远程监测系统。除了传统的电气参数外,采用Morlet复小波方法计算电机运行冲程内连续变化的电流基波幅值及相位,为抽油机本体的运行和故障判断提供信息。在监测数据传输方面,传统的工频通信方式以本地电压过零为基准,通过时域差分实现解调,在油田电网噪声干扰强,变电所与各配电变压器低压侧由于各种因素存在工频电压过零时差的环境中,难以进行同步检测,同时存在接收时域偏差而影响通信性能。为此,基于伪随机编码进行前导信息的调制,然后通过信号合成和时频分析确定数据编码的起始时刻和信号的调制时域,这样能够在油田电网恶劣的环境中进行同步检测,并且通过克服信号收发端电压相位差的影响而大大提高数据解调的质量。根据文中方法研制的远程监测系统已经在油田电网进行规模化试验运行,在低成本条件下实现了对抽油机电机的远程监测、管理。     

一种改进小波阈值的电力线通信信号消噪方法

电力线通信信号包含大量噪声干扰,这些噪声严重干扰电力线通信,为此,提出一种改进阈值法和平移不变小波相结合的消噪方法.该方法对含噪的电力线通信信号进行小波分解,对分解后不同尺度下的小波信号进行平移不变并同时按改进阈值法进行处理,最后重构信号.以实测信号为例,提取去噪前后信号波形和误码率2个特征量,与传统消噪方法相比较,结...     

电力线通信信道噪声测量与特性分析

噪声干扰是影响电力线通信可靠性的最主要因素之一,主要包括五类噪声:有色背景噪声、窄带噪声、异步于工频的周期脉冲噪声、同步于工频的周期脉冲噪声和异步脉冲噪声.搭建了背景噪声测量电路,测量了实际电力线通信信道噪声,分析了电力线通信信道噪声的一般特性,为今后建立电力线通信信道噪声的可靠模型提供了理论支持.     

双向工频通信信号在配电网中传输特性的仿真分析

双向工频通信技术(TWACS)是一种基于电力配电网的新型数字通信技术。该文介绍了双向工频通信的基本原理,建立了工频通信的仿真模型,说明了调制信号产生的机理、推导了信号在线路中传播以及通过变压器时的传输特性,并应用小波变换对通信信号进行时频分析以服务于信号提取。     

双向工频通信信号在配电网中传输特性的仿真分析

双向工频通信技术(TWACS)是一种基于电力配电网的新型数字通信技术.该文介绍了双向工频通信的基本原理,建立了工频通信的仿真模型,说明了调制信号产生的机理、推导了信号在线路中传播以及通过变压器时的传榆特性,并应用小波变换对通信信号进行时频分析以服务于信号提取.     

电力线噪声信道下基于小波包变换的OFDM信号检测

电力线通信中面临低信噪比下信号检测的问题。文中将电力线通信最常见的调制信号—OFDM信号作为检测对象,分析了小波包变换的良好时频分析特性,根据OFDM信号与其他单载波信号具有不同的小波包分解特性,引入利用MATLAB平台对该模型进行仿真,仿真结果表明该检测方法可以在低信噪比情况下实现OFDM信号的检测,体现了小波包变换应用于电力线通信信号检测中的优越性。     

宽带PLC信号单分形和多重分形特性研究

宽带电力线通信(PLC)作为智能电网数据传输的有效途径,传统的线性模型和统计学参数难以描述电力线通信信号的非平稳、非线性特性缺点。为了更好地研究电力线通信信号特性,引入单分形和多重分形理论来分析宽带电力线通信信号的自相似特性。通过重标极差分析、变量时间图及周期图分析和小波改进理论等四种方法进行非线性特性分析,同时对不同频率和次数的分形分析方法进一步验证,结果表明宽带电力线通信信号存在自相似特性。此外,通过多重分形消除趋势波动分析法对宽带电力线通信信号进行单分形和多重分析特性测试,从实测的宽带电力线通信信号中估计了功率低指数的多重分形谱,同时提出了一种基于改进小波理论的多重分形消除趋势波动分析算法。     

基于小波分析的PLC信号处理

电力线载波通信系统中,对接收信号的处理是非常重要的。文章介绍了基于小波和小波包变换这样2种信号处理方式,它们均能有效地克服通信环境中的干扰,提高信噪比。文章通过试验和理论分析,对这2种信号处理后的效果进行了比较,得出结论:由于小波包具有更高的频率分辨率,因此更加适合于对被噪声严重污染的电力线信号的分析处理。     

配电网工频通信多路传输技术

工频通信是一种特有的电力线通信技术,但存在传输速度低的问题。为此根据三相电压波形相差120°电角度,提出三相并行调制与接收的思路。在单相多路传输方面,给出一种工频通信上行信号正交码组方法,通过哈达玛矩阵提取适用于工频通信的正交检测向量,然后从正交检测向量得到信号的调制编码方式,并给出相关示例。最后提出了一种工频通信多路传输系统结构,结合现场测试验证了该技术的可行性、有效性。     

复小波包变换抑制PD监测中周期性窄带干扰

为了有效抑制PD测量中的周期性窄带干扰,采用相同滤波器构造小波包和"保持实小波包滤波器的幅频特性,改变其相频特性"构造复小波的方法,构造了与相应实小波包具有相同幅频特性和与相应复小波具有相同相频特性的复小波包;给出了构造复小波包的具体方法,并用描述波形相似程度的NCC和VTP参数以及幅值相对误差,对原始PD仿真信号分解后直接重构的效果进行了定量评价,证明了复小波包构造的正确性和具有很好还原非平稳脉冲信号的能力。最后,用复小波包变换技术对含有不同频率、不同强度窄带干扰的PD混合仿真和实测信号进行了去噪应用,解决了窄带干扰频率在检测仪器频带内用硬件滤波对局放信号有较大损失和用小波包变换去噪效果差的难题。     

双向工频通信信号的影响因素分析

双向工频通信技术(TWACS)是一种基于电力系统配电网的新型数字通信技术。本文根据双向工频通信的基本原理,建立了双向工频通信信号产生和在配电网中传输的仿真模型,提出了影响双向工频通信信号大小的诸多因素,并进行了理论分析和仿真实验。结果表明,调制阻抗对TWACS调制信号影响最大,配电变压器型号影响TWACS信号的传输效果,负荷和无功补偿容量对TWACS信号的幅值和波形也有较大影响。     

基于工频畸变信号的分布式发电孤岛检测

分布式发电以及微电网中的孤岛检测是新能源并网的重要技术问题。工频畸变是一种特殊的电力线通信信号,把工频畸变信号应用到孤岛检测中,对信号经过配电网传输后的耦合特征和振荡特征进行分析,并基于此提出信号的硬件合成方法,计算信号偶次谐波特征值。采用自行研制的嵌入式硬件检测装置在现场对上述方法进行了测试,结果表明基于工频畸变信号的孤岛检测方法检测可靠性高、无检测盲区,具有重要的应用价值。     

基于时频方法的工频通信系统上行信号检测

工频通信是一种以配电网为介质的新型通信技术,能否准确地检测出调制信号是该技术的关键。调制信号的检测受背景电流的影响,以往时域检测法抗干扰能力差,前、后周期做差的方法在相邻2个周期都含有调制信号时则不能检出,也就无法进行工频信号的多路传输。针对该问题,在利用三相抵消背景电流后,采用小波变换和维格纳分布(WVD)对调制信号进行检测,提出了先判断频谱后分析时频的方法,可有效地识别工频通信中的单个信号。数字仿真和实例分析证明了该方法的有效性。     

融合工频通信的电力线载波路径搜索算法

对于配电网低压侧电力线通信网络而言,电力线信道具有未知性、时变性、多样性等特点,在实际应用中存在着通信可靠性较低的问题。而电力线双向工频通信系统(TWACS)具有抗干扰、抗衰减能力强的优势。目前路径搜索信令和数据传输都采用同样的技术传输。路径搜索信令通信可靠性低会严重制约路径接力算法的选择和中继接力的效果。对此,文中在阐述低压配电网电力线载波通信网络拓扑和特征的基础上,提出了一种融合TWACS的电力线载波路径搜索算法。对初始路由表进行优化、参数分析及对比分析,来说明该算法的有效性及优越性。同时,分析了路径搜索算法的抗毁性。从理论上深入归纳、分析和总结了该算法的建模理论。结果表明算法在提高有效性和可靠性等方面优势明显,能够更好地满足配电网中电力线中继传输需求。     

低压电力线通信信道特性研究综述

低压电力线通信的可靠性是影响其普遍应用的最大问题.文章阐述了国内外学者在频率选择、输入阻抗、噪声干扰及信号衰减特性等方面的研究成果.其中,噪声干扰特性对低压电力线通信可靠性影响最大.文章重点介绍了噪声干扰特性分类、特点及建模等方面的研究成果.通过分析各特性现有数学模型,建立精确模型是提高低压电力线通信可靠性的基础,也是今后电力线通信领域发展的重要方向.     

PLC信道特性分析及建模仿真

使用低压电力线作为通信信道具有很多优势,但同时又具有对高频信号衰减强、噪声干扰大、多径和时变性等特点。因此,在研究信号调制、编码、传输和解调等通信模块时,有必要对信道特性进行分析以保证系统的通信质量和提高通信速率。通过对信号传播模型、噪声模型的研究及测量结果的分析,提出了一种基于统计方法得出的低压电力线载波信道模型,并进行仿真,与测试结果进行对比分析。     

基于幅频特性的复值小波构造及其在电力系统信号分析中的应用

提出了基于幅频特性的复值小波函数构造方法及其相应的复值小波变换。该方法构造的复值小波具有频率局部化性能好、提取故障信号特征分量较准确的优点。复值小波变换能准确分辨出信号中所包含的幅值信息和相位信息,因而,适用于电力系统的故障信号的检测。利用基于幅频特性的复值小波变换,对发电机转子部分故障信号进行了分析,显示了基于幅频特性的复值小波变换的电力系统故障信号分析方法,是一种有效的方法。