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一種基于配電網(wǎng)的跨變壓器臺區(qū)電力通信技術(shù)
摘要：跨變壓器臺區(qū)電力通信信號的頻帶位于200～600Hz之間，該信號可自動跨過配電變壓器通過電力線實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。這種配電網(wǎng)通信方式采用過零調(diào)制發(fā)送及數(shù)字差分接收技術(shù)，具有信號調(diào)制功率小、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)。介紹了跨變壓器臺區(qū)電力通信信號的定義、調(diào)制、解調(diào)方法及抗干擾措施。關(guān)鍵詞：過零調(diào)制 差分接收 相關(guān)技術(shù) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
跨變壓器臺區(qū)電力通信技術(shù)是一種以配電網(wǎng)為媒介的新型數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。該技術(shù)解決了如何利用現(xiàn)有配電網(wǎng)實現(xiàn)無中縫、無橋接設(shè)備的跨變壓器臺區(qū)在不同電壓等級之間的數(shù)據(jù)交換問題。如圖1所示，跨變壓器臺區(qū)電力通信系統(tǒng)由位于二次變電所的主站與位于用戶電能表的采集模塊組成，該系統(tǒng)完全以10kV/220V配電網(wǎng)為信息傳輸媒介，在用戶變壓器附近無需增加附屬設(shè)備。信號發(fā)送采用電壓過零調(diào)制的辦法，在電壓過零點(diǎn)附近可以用較小的調(diào)制功率實現(xiàn)信號的疊加，同時電壓附近可以用較小的調(diào)制功率實現(xiàn)信號的疊加，同時電壓過零點(diǎn)自然提供了通信過程中信號檢測的同步。信號的檢測采用差分接收技術(shù)可以從電網(wǎng)大噪聲背景中將微弱調(diào)制信號檢測出來。調(diào)制信號分為下行電壓信號與上行電流信號。下行電壓信號傳輸方向從主站到采集模塊，代表命令信息，以電壓過零點(diǎn)附近電壓的微弱畸變表示信息；上行電流信號傳輸方向從采集模塊到主站，代表用戶數(shù)據(jù)，用電壓過零點(diǎn)附近對應(yīng)電流的瞬間脈沖變化表示信息。調(diào)制信號的頻帶位于200～600Hz之間，能夠跨過配電變壓器沿電力配電網(wǎng)遠(yuǎn)距離傳輸。
圖1
1 信號的定義
跨變壓器臺區(qū)電力通信技術(shù)從主站到采集模塊的下行電壓信號用兩個相鄰電壓周期波形表示一位信息，通過位于變電所的主站調(diào)制變壓器疊加信號，使過零點(diǎn)附近電壓幅值發(fā)生非常微弱的畸變，第一個周期含有調(diào)制信號，表示“1”；反之，表示“0”，見圖4（a）。該定義有利于采集模塊處信號的檢測，在采集模塊可將相鄰兩個電壓周期數(shù)據(jù)作差后檢測電網(wǎng)中是否含有主站來的信號。
考慮到配電網(wǎng)電流諧波較大，從采集模塊到主站的上行電流信號用4個電流周期波形表示一位信息，4個相鄰周期共有8個電壓過零點(diǎn)。在對上行電流信號定義的規(guī)定這樣的原則：對8個過零區(qū)域中的4個進(jìn)行調(diào)制，其中兩個是正過零區(qū)，另外兩個是負(fù)過零區(qū)。這樣，可以得到36個碼圖。由于表示“1”和“0”的碼圖是互相對應(yīng)的關(guān)系，所以共有18組碼圖可以使用。如果規(guī)定在8個過零點(diǎn)中的1、3、6、8位置進(jìn)行調(diào)制表示數(shù)字“1”那么對應(yīng)調(diào)制的2、4、5、7就用來表示“0”。研究證明，不同電網(wǎng)通信環(huán)境需要不同碼圖。
2 調(diào)制信號的實現(xiàn)
下行電壓信號及上行電流信號的疊加都采用電壓過零調(diào)制。之所以采用這種辦法一方面是因為配電網(wǎng)的主站變壓器（變電所的主變）及用戶變壓器均有等效泄漏電感使信號的疊加成為可能；另一方面在電壓波形過零點(diǎn)附近所需調(diào)制功率最小。同時，電壓的過零點(diǎn)位置特殊性也為信號的定位提供了條件，便于主站信號的疊加和采集模塊處信號的檢測。
下行電壓信號的調(diào)制工作在主站完成，調(diào)制電路通過位于變電所的調(diào)制變壓器進(jìn)行隔離和信號的耦合，調(diào)制變壓器可以是普通的用戶變壓器，也可以是特制的高阻抗變壓器。下行電壓信號調(diào)制等效電路如圖2所示。圖2中E為主站電壓，Li表示二次變電所主變漏感，Rc、Lc為調(diào)制變壓器二次側(cè)調(diào)制電路參數(shù)，ec可以取自不同的相當(dāng)于調(diào)制信號的調(diào)制位置。當(dāng)位于調(diào)制變壓器二次側(cè)可控硅開關(guān)在過零點(diǎn)前30°導(dǎo)通時，導(dǎo)通電流i'c必然導(dǎo)致調(diào)制變壓器一次側(cè)ic電流的形成，通過主變引起一個電壓降emod=-Li(d/dt)ic，此時的調(diào)制電壓疊加于電網(wǎng)電壓波形上，從而完成一次調(diào)制過程。根據(jù)調(diào)制
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【一種基于配電網(wǎng)的跨變壓器臺區(qū)電力通信技術(shù)】相關(guān)文章：
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