基于“边端协同”架构的台区短路故障定位技术

针对新型电力系统低压台区故障准确定位要求,开发了一种基于“边端协同”架构的低压台区短路故障定位技术。提出多层级短路故障定位的台区物联网架构体系,研究采用二阶最小二乘拟合算法的台区各层级物联终端短路故障检测方法;设计基于高速电力线宽带载波通信的故障定位通信协议,面向智能配变终端,提出基于台区拓扑结构的短路故障定位策略,并开展边缘计算及其硬件化技术实现。在此基础上,通过真型低压交流系统短路故障测试实验,验证了“边端协同”物联台区短路故障定位技术的有效性。

基于MR-MWC系统的载频与DOA联合估计

针对传统奈奎斯特采样会产生庞大的数据量以及现有的阵列压缩采样系统存在结构复杂、重构运算量大等问题,本文提出了一种基于均匀线型阵列的改进型调制宽带转换器(Modulated Wideband Converter,MWC)的阵列接收系统,无需重构即可直接对接收信号的压缩采样数据进行载频与波达方向(Direction Of Arrival,DOA)估计.所提系统在MWC测频支路中采用周期性循环移位伪随机序列作为混频函数以求得子带索引估计,采用基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)谱线插值法进行基带频率估计,且将MWC测向分支中混频函数设置为相同的伪随机序列,便可直接利用高分辨率的多重信号分类(MUltiple SIgnal Classification,MUSIC)算法对组合压缩采样数据完成DOA估计.实验仿真结果证明了所提系统能较好地从压缩采样数据中完成对目标的载频与DOA参数估计.

基于HPLC通信的配电场域网时间精准同步策略

配电场域网内各节点高精准的时间同步,是实现其业务实时性与精益化的重要技术支撑。针对基于高速电力线宽带载波通信的配电场域网,文中设计了一种时间逐级逐步精准同步策略。首先,通信主站通过远程通信网对场域网中心节点实时校时,使其成为场域网主时钟;其次,依托该场域网低时延性、广播机制和网络基准时间,对网内各节点时钟的时间和频率进行精准监测并获得其偏差;然后,通过重新标定节点时钟温补系数方式调整时钟频率,使节点时间在一个校时周期内逐步达到同步;最后,在实验室和应用现场对该场域网时间同步性能进行测试。测试结果显示,该场域网时间同步准确度在±0.23 s/d以内,比窄带电力线载波配电场域网提高了28%,且避免了在时间同步过程中出现时间空档或时间重复现象。

基于中压宽带载波技术的配电自动化通信系统

传统方法存在通信时延较长,抗干扰能力较差等问题,为此设计基于中压宽带载波技术的配电自动化通信系统。利用配电网骨干层和接入层构建配电通信平台与主站系统对接,通过均匀双导体线构建中压电力线模型,利用中压宽带载波技术对被传符号周期进行调制解调。通过子载波正交将部分末端信号转移到前端,形成循环CP控制平均时延。通过频带较窄子载波切割有效频谱,并行传输调制正交子载频,获得调制子信号。实验结果表明,所设计系统有效解决了通信时通信距离受限、通信时延较长以及抗干扰能力差等问题,说明该系统的应用性能较强。

基于EWMA的宽带载波模块功耗测试方法

针对常规宽带载波模块功耗测试方法误差较大、不能代表功耗曲线特征的问题,提出基于指数加权移动平均法(Exponentilly Weighted Moving Average,EWMA)对宽带载波模块功耗检测数据进行处理,对多次采样得到的功耗值进行评估,在此基础上对其静态功耗和动态功耗进行估计。结果表明,与传统方法相比,基于EWMA方法得到的宽带载波模块功耗值误差更小,预测精度更高。

基于电力线宽带载波通讯技术的智能家居控制系统的研究

随着网络通信技术的发展,智能家居改变了传统家电的控制模式,使人们可以随时随地通过网络控制联网家电。但目前,智能家居大多需要设置专用的网络,且必须符合家庭网络通信的特点,以避免出现控制死角、控制信号差等问题。本项目研究的基于电网宽带载波通讯技术的智能家居系统设计,可实现智能家居终端即通电即用、无需布线、无死角、信号稳定等优势,解决了目前智能家居网络覆盖面小、网络信号差、网络干扰、网络环境不安全、接线复杂等问题。

基于HPLC的物联网通信技术研究

针对宽带电力线载波通信资源分配问题,提出一种物理层资源分配算法,满足低复杂度的需求。首先,基于等功率分配方法,确定每个用户满足其最小速率要求所需的子载波集合,资源分配中的多用户问题可以拆分为单用户问题,并满足最优功率分配,然后将拉格朗日乘子法用于优化每个用户使用的子载波集的功率,以进一步提高系统吞吐量。仿真分析表明,所提算法具有更高的吞吐量,比最大吞吐量算法和Gong算法提高了13.52%和5.61%,能够满足用户的最低速率要求。

基于宽带电力线载波的工控系统通信网络设计

基于宽带电力线载波通信技术,在低压电网配用电侧搭建了一套智慧工控系统通信网络。通过“宽带电力线载波(主干)+分布式传感网络(末梢)”的方式,以主从式信息采集节点为媒介,实现了工控中心对智慧工厂工业园区网内工业设备的智能控制与在线管理。根据工业园区电力线信道特性,重点设计了主从信息采集节点接口电路和耦合电路,在路由芯片中植入了一种不依赖于网络拓扑结构的动态组网算法。通过组网测试,对设计的工控系统主干通信网的组网能力进行了验证分析,认为基于宽带电力线载波的通信网能实现工控中心对在网工业设备的秒级信息读取和作业控制。动态组网算法可实现在网工业设备5级级联拓扑结构,具备较强的稳定性。

基于中压宽带载波技术的配电自动化通信系统分析

由于技术层面的限制,配电通信系统存在时延长和抗干扰能力差等问题,而中压宽带载波技术的出现能够有效解决这一问题。通过构建由骨干层、接入层组成的配电通信平台,将其与助战系统对接,同时借助双导体线搭建中压电力线模型,使用中压宽带载波技术调节被传符号周期。利用将子载波正交的方式将部分末端信号转移到前端,形成循环前缀(Cyclic Prefix,CP)控制平均延时。借助窄频道子载波切割有效频谱,传输调节正交子载频,得到调节子信号,从而提高通信抗干扰性能,降低通信时延。

宽带电力线载波一体化嵌入式系统设计

通过对宽带电力线基础理论的分析,提出一种将经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)算法与嵌入式软件相结合的新型电力线通信方式,提高系统的效率和稳定性。同时,结合宽带电力线载波一体化嵌入式系统设计采集单元与通信单元,实现系统的实时交互,优化电力输送效果,促进电力通信领域的发展和进步。

宽带电力载波技术在智能用电系统的应用

将基于Homeplug Green Phy协议的宽带电力线载波技术应用于智能用电系统,提出了一种遵循智能用电原则的高速载波集抄方案,并将该方案运用于南方电网云南省昆明供电局呈贡农网5个远程集抄试点。试点运行结果表明:基于宽带电力线载波技术的远程集抄系统,可实现"分钟组网、秒级抄表"应用效果。采集规模最大的集抄台区——洛龙村的170块智能电能表的当前正向有功信息,平均仅耗时4 s,成功率97%以上。使台区的集抄实时性、采集成功率实现了质的飞跃,为智能用电系统的功能扩展和业务推广奠定了坚实的基础。

电力线载波技术的现状及发展

对电力线载波技术的现状及发展作了综述，介绍了数字电力线载波的几种主要技术及宽带电力线载波技术的应用。为了适应整个通信网发展数字化综合化的大趋势，电力线载波也应逐步实现通信业务的综合化、传输能力的宽带化和网络管理的智能化，并实现和远程网的无缝连接，才能充分发挥无所不在的电力线网络的通信潜能。

基于电力线宽带载波集中器设计与中继算法

针对国内目前低压电力线抄表系统中采用的窄带载波集中器及人工中继路由方式,提出了基于电力线宽带载波的集中器设计方案及自动中继路由算法。宽带载波集中器硬件是以S3C2440为核心,采用电力线宽带载波技术与采集器通信、通用分组无线服务(GPRS)技术与管理中心通信;软件是基于嵌入式Linux操作系统设计,采用多路I/O复用技术以及嵌入式数据库技术实现对用户电量的接收、转发及存储。同时依据低压电力线的特点,采用具有中继约束条件的自动中继路由算法实现用户电量的抄收。运行经验和实践表明:宽带载波集中器具有传输速率快、可靠性高、实时性强和运行费用低等优点;具有中继约束条件的自动中继路由算法能有效缩短自动中继的时间,提高抄表效率。

低压宽带电力载波通信耦合装置的研究

依据宽带耦合装置的设计要求,采用电容耦合技术设计出满足高速宽带载波通信要求的耦合电路,并对已有的载波收发电路进行改进。通过计算采用五阶切比雪夫Ⅰ型带通滤波电路对接收端的信号进行滤波,以便更准确地接收有用信号,利用Mutisim12对以上电路的滤波性能和耦合性能进行仿真分析。最后对设计出的耦合装置进行测试。结果表明,该电容耦合装置能满足高速宽带载波通信的要求。

宽带电力线载波点对点通信性能测试平台设计

在Q/GDW 1379.4-2013通信单元检验技术规范的要求下,为测试低压宽带电力线载波通信单元的工作频段、载波信号发射功率谱密度、抗衰减能力、抗噪声干扰和抗阻抗变化等基本通信性能,给电网公司建设宽带电力载波远程集抄系统提供数据参考和方案依据。根据宽带电力线载波技术的特点搭建了点对点通信性能测试平台。该平台采用三级级联双SMA电源滤波组合,可有效隔离电网谐波、脉冲信号及电力线背景噪声对宽带载波通信单元性能的影响,使测试平台能够充分模拟低压电力线通道,还原现场集抄台区的运行状况,评估载波通信单元的实际可用性。试验数据证明:所建点对点通信性能测试平台试验环境纯净,对2MHz^30MHz通带内的信号衰减达93 d B,可确保宽带载波通信产品测试结果的稳定可靠。

基于超级电容的智能电能表新型应用研究

针对当前电网中智能电能表中普遍存在的电池欠压、停电上报不及时等问题,介绍了一种基于超级电容的智能电能表及系统应用方案,在电能表内部创新性地加入了包含超级电容的储能电路和宽带载波电路,阐述了基于新型电能表的三种应用场景:进行多模通信、实现停电信息上报、预防和解决电池欠压问题的发生,通过构建超级电容充放电等效模型、研究模型参数辨识方法论证了新型电能表超级电容的工作模型。

应用于超宽带正交频分复用系统的联合估计接收机

针对超宽带正交频分复用(UWB OFDM)系统存在的子载波间干扰(ICI)问题,提出了联合估计(JE)接收机方法.该方法通过估计ICI矩阵,并进行相应处理以消除ICI.仿真结果表明,此方法可以有效消除ICI带来的"地板效应",使系统性能得到改善.

多中继协同差分宽带通信性能优化

多中继协同的差分宽带通信方法能得到完全的协同分集和频率分集增益,为了优化误比特性能,以均值信噪比最大为准则,对影响均值信噪比的多个参数进行理论分析和优化求解。理论分析表明中继个数和中继位置是关于均值信噪比的非凸函数且优化解在边界点上。为使优化更有实际意义,确定了常用的中继个数和中继位置取值,在此基础上得到了功率分配因子和最大比合并因子的最优解。仿真实验结果验证了理论分析及参数优化解的有效性,以及多参数优化误比特性能的优越性。另外,理论分析和仿真结果还给出了合理选择中继个数和中继位置的方法。

宽带单载波频域均衡系统设计与FPGA实现

单载波频域均衡(SC-FDE)是数字通信中克服多径衰落的有效技术。宽带通信系统中应用单载波频域均衡系统设计,实现137.5 MHz载波下27.5 Mbps的码元传输速率。同时在系统中添加1/2码率卷积码与(239,223)里德-所罗门(RS)码的级联信道纠错编码,提高系统的可靠性。完成单载波频域均衡系统设计,分析设计系统的关键技术,最终在现场可编程门阵列硬件平台上进行系统实现、调试和验证,完成系统实际误码率的测试。

宽带电力线载波OFDM信道估计

正交频分复用(OFDM)是电力线高速数据传输的有效调制技术。而电力线信道的时频双选择性造成OFDM系统的频率偏移,导致载波间干扰(inter-carrier interference,ICI)。为准确掌握信道特性,提出了基于离散长球序列-基扩展模型(DPSS-BEM)的宽带电力线载波OFDM信道估计方法。采用二维DPSS-BEM对电力线信道进行建模,将电力线信道视为二维正交分量的线性加权,并利用导频位置的训练信息和最小二乘法估计权值。仿真表明,该方法能有效地跟踪电力线信道变化,改善信道的归一化均方误差和误码率性能,以便有针对性地采取措施,减少载波间的相互干扰。