面向10kV配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)的電力線通信關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、通信技術(shù)在配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)領(lǐng)域起著非常重要的作用。基于電力線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)與控制，具有一定的優(yōu)勢(shì)，它可以充分利用配電網(wǎng)現(xiàn)成的物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸。然而，由于配電網(wǎng)線路存在嚴(yán)重的電磁干擾、信道衰減等問題，影響了電力線通信的可靠性。本文針對(duì)電力線通信的關(guān)鍵技術(shù)在理論上進(jìn)行了深入研究，并結(jié)合我國10kV配電網(wǎng)特點(diǎn)，研制了適合于我國配電網(wǎng)應(yīng)用的電力線通信系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)測(cè)。論文的主要工作及成果如下： 通

2、過對(duì)10kV配電網(wǎng)線路進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，詳細(xì)分析了10kV配電網(wǎng)電力線信道的衰減特性和噪聲特性，以及對(duì)電力線通信的影響；在此基礎(chǔ)上，提出了采用窄帶多載波正交頻分復(fù)用技術(shù)，作為10kV配電網(wǎng)電力線通信調(diào)制技術(shù)的方法。在分析了該技術(shù)原理、特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于ARM和FPGA的專用OFDM調(diào)制解調(diào)器單元。 根據(jù)電力線信道的特點(diǎn)，提出了基于判決反饋的信道估計(jì)方法，這種方法使用前一個(gè)OFDM符號(hào)計(jì)算得到的信道估計(jì)值去均衡下一個(gè)接

3、收符號(hào)，形成一個(gè)集判決，反饋，信道估計(jì)為一體的回路。該方法能夠較好地跟蹤信道的變化，計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性高、容易實(shí)現(xiàn)。它不需要加入導(dǎo)頻符號(hào)，能夠進(jìn)行連續(xù)信道估計(jì)，大大提高了系統(tǒng)傳輸效率。將該信道估計(jì)方法用于電力線通信系統(tǒng)中，取得了較好的效果。此外，針對(duì)PLC信道存在強(qiáng)突發(fā)性干擾和衰落，本文還提出了有效對(duì)抗信道頻率衰落的自適應(yīng)信道估計(jì)方法，通過采取信道估計(jì)，提高了OFDM通信解調(diào)的可靠性。 針對(duì)實(shí)際10kV配電網(wǎng)電力線信道噪聲的特點(diǎn)，

4、以及對(duì)電力線通信性能的影響，提出了一種適合10kV配電網(wǎng)電力線通信的信道編碼方法，通過將改進(jìn)的BCH碼與改進(jìn)的隨機(jī)分組交織編碼相結(jié)合，有效地降低了電力線通信的誤碼率，采用該方法可以連續(xù)糾錯(cuò)64bit突發(fā)錯(cuò)誤?；贏RM微處理器，用軟件方法實(shí)現(xiàn)了包括糾錯(cuò)編碼、交織編碼在內(nèi)的信道編碼。 在深入研究了10kV配電網(wǎng)電力線通信的若干關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制了適用于10kV配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)的電力線通信系統(tǒng)。以此為通信平臺(tái)構(gòu)建了10kV配電網(wǎng)運(yùn)

5、行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本論文所研制的“電力線通信測(cè)控系統(tǒng)”和“一體化載波通信智能開關(guān)”已經(jīng)申請(qǐng)國家發(fā)明專利。 在深入分析10kV配電網(wǎng)線路的典型干擾及其對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備影響的基礎(chǔ)上，采取了行之有效的硬件和軟件抗干擾措施，提高了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。 對(duì)所研制的10kV配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，依據(jù)《中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》DL/T790和DL/T721的要求，進(jìn)行了測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)經(jīng)過1年來的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行，證明通信可靠，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確