低压电力线宽带载波通信信道建模及误差补偿
发布时间：2021-01-09 04:26
低压电力线宽带载波通信信道特性研究是实现用电信息高速采集和泛在电力物联接入的首要任务。为准确反映宽带载波信号在配电网低压电力线环境中的传输特性,该文提出基于误差反馈算法的低压电力线宽带载波信道模型,采用导行波理论改进传统传输线模型,提出平均误差反馈算法来修正实测模型参数。测量和仿真结果验证修正后的信道模型能准确描述低压配电网下宽带载波信道的传输特性,具有广泛适应性。
【文章来源】：中国电机工程学报. 2020,40(09)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
导行波模型EJ
反射现象。因此，导线中任意一点x的电压可由正负2个方向流动的电压波在该点的幅值叠加得到。xxx+VVV(10)若定义x点的导线衰减系数为d(x)，电压波向量为V(x)[V(x),V(x)]，由于信号在导线中传输时的衰减大小与传输方向无关，正负两个方向衰减系数矩阵为D(x)[d(x),d1(x)]T，则有1(x)(0)(x)(0)d(x)(0)d(x)+VVDVV(11)()(0)e(0)exxxVVV(12)以导线与负载交接节点处为坐标原点，向负载的方向为参考的负方向，理想的单回路模型如图4所示。图4单回路模型Fig.4Signalcircuitmodel图4中x为信号始端到负载阻抗不连续节点的距离，在边界处负载阻抗符合ZLVI，且入射电压波和反射电压波满足式(13)。reflectionLCinLCVZZVZZ(13)式中ZL为终端负载阻抗。信号在导线上传播时，表示其衰减程度的传递函数可以由两点的点电压之比得到：
分是在未接入市电的情况下连接实验负载对信号的传输模型以及分布参数的准确性进行验证；在此基础上，第二部分进行了室内复杂电器网络的载波信号信道测试，包含单个电器、单种类型电器以及整体室内环境等各类情况下载波信号的衰减特性测量。最后根据测量数据与模型仿真的适应程度评价信道模型。其中，第二部分测试过程由于市电接入，使得信道网络结构中增加了结构参数无法直接测量的供电侧支路，因此，在实际低压配电信道测试前，需要采用平均误差反馈算法依据预测量数据获取供电侧支路结构参数。整体测试流程图如图7所示。图7整体测试流程图Fig.7Flowchartofthewholemeasureprocess3.1实验条件下的信道模型测试为了验证模型在各种不同情况下的适用性，选用了典型的单节点多分支、多节点单分支模型拓扑结构，实验在不通电的情况下，按照节点个数和分支个数的不同进行了多次测试，并将各段导线长度以及终端连接负载数据带入模型进行验证，测量原理图和测量拓扑结构图如图8、9所示。图中各分支末端负载在实验过程中均选用阻抗值为50的标准负载。1~30MHz的通信频段内的单节点多分支、多节点单分支的测量数据和仿矢量网络分析仪(VNA)耦合器图8测量原理图Fig.8Measuredschematic
【参考文献】：
期刊论文
[1]多输入多输出宽带电力线载波通信信道模型研究[J]. 曹旺斌,尹成群,谢志远,梁晓林,李雪彩. 中国电机工程学报. 2017(04)
[2]低压电力线传输衰减模型的建模与仿真[J]. 邵天宇,王立欣,白瑾珺,张刚. 电力系统保护与控制. 2014(22)
[3]基于多导体传输线的中压电力线通信信道建模[J]. 郭以贺,谢志远,石新春. 中国电机工程学报. 2014(07)
[4]用于多用户宽带电力线通信的同步信号的设计与实现[J]. 梁栋,张保会,牛东文,付科源. 中国电机工程学报. 2014(01)
[5]电力线载波通信信道特性的影响因素分析[J]. 罗汉武,蔡伟,乐健. 电力系统保护与控制. 2013(07)
[6]低压电力线载波通信信道特性研究[J]. 肖勇,房莹,张捷,党三磊. 电力系统保护与控制. 2012(20)
[7]基于信息节点的智能配电网中压电力线载波通信信道建模方法[J]. 蔡伟,乐健,刘开培,黄楚鸿,郑雪,高鹏. 中国电机工程学报. 2012(28)
[8]电力线载波通信信道建模技术综述[J]. 蔡伟,乐健,靳超,黄楚鸿,郑雪. 电力系统保护与控制. 2012(10)
[9]基于改进粒子群优化算法的电力线通信多径传输模型参数辨识[J]. 张旭辉,张礼勇,梁宵. 电网技术. 2009(01)
[10]低压载波通信信道模型的遗传算法多参数辨识[J]. 舒辉,张有兵,文劲宇,曹一家,程时杰. 继电器. 2005(06)
本文编号：2965968
【文章来源】：中国电机工程学报. 2020,40(09)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
导行波模型EJ
反射现象。因此，导线中任意一点x的电压可由正负2个方向流动的电压波在该点的幅值叠加得到。xxx+VVV(10)若定义x点的导线衰减系数为d(x)，电压波向量为V(x)[V(x),V(x)]，由于信号在导线中传输时的衰减大小与传输方向无关，正负两个方向衰减系数矩阵为D(x)[d(x),d1(x)]T，则有1(x)(0)(x)(0)d(x)(0)d(x)+VVDVV(11)()(0)e(0)exxxVVV(12)以导线与负载交接节点处为坐标原点，向负载的方向为参考的负方向，理想的单回路模型如图4所示。图4单回路模型Fig.4Signalcircuitmodel图4中x为信号始端到负载阻抗不连续节点的距离，在边界处负载阻抗符合ZLVI，且入射电压波和反射电压波满足式(13)。reflectionLCinLCVZZVZZ(13)式中ZL为终端负载阻抗。信号在导线上传播时，表示其衰减程度的传递函数可以由两点的点电压之比得到：
分是在未接入市电的情况下连接实验负载对信号的传输模型以及分布参数的准确性进行验证；在此基础上，第二部分进行了室内复杂电器网络的载波信号信道测试，包含单个电器、单种类型电器以及整体室内环境等各类情况下载波信号的衰减特性测量。最后根据测量数据与模型仿真的适应程度评价信道模型。其中，第二部分测试过程由于市电接入，使得信道网络结构中增加了结构参数无法直接测量的供电侧支路，因此，在实际低压配电信道测试前，需要采用平均误差反馈算法依据预测量数据获取供电侧支路结构参数。整体测试流程图如图7所示。图7整体测试流程图Fig.7Flowchartofthewholemeasureprocess3.1实验条件下的信道模型测试为了验证模型在各种不同情况下的适用性，选用了典型的单节点多分支、多节点单分支模型拓扑结构，实验在不通电的情况下，按照节点个数和分支个数的不同进行了多次测试，并将各段导线长度以及终端连接负载数据带入模型进行验证，测量原理图和测量拓扑结构图如图8、9所示。图中各分支末端负载在实验过程中均选用阻抗值为50的标准负载。1~30MHz的通信频段内的单节点多分支、多节点单分支的测量数据和仿矢量网络分析仪(VNA)耦合器图8测量原理图Fig.8Measuredschematic
【参考文献】：
期刊论文
[1]多输入多输出宽带电力线载波通信信道模型研究[J]. 曹旺斌,尹成群,谢志远,梁晓林,李雪彩. 中国电机工程学报. 2017(04)
[2]低压电力线传输衰减模型的建模与仿真[J]. 邵天宇,王立欣,白瑾珺,张刚. 电力系统保护与控制. 2014(22)
[3]基于多导体传输线的中压电力线通信信道建模[J]. 郭以贺,谢志远,石新春. 中国电机工程学报. 2014(07)
[4]用于多用户宽带电力线通信的同步信号的设计与实现[J]. 梁栋,张保会,牛东文,付科源. 中国电机工程学报. 2014(01)
[5]电力线载波通信信道特性的影响因素分析[J]. 罗汉武,蔡伟,乐健. 电力系统保护与控制. 2013(07)
[6]低压电力线载波通信信道特性研究[J]. 肖勇,房莹,张捷,党三磊. 电力系统保护与控制. 2012(20)
[7]基于信息节点的智能配电网中压电力线载波通信信道建模方法[J]. 蔡伟,乐健,刘开培,黄楚鸿,郑雪,高鹏. 中国电机工程学报. 2012(28)
[8]电力线载波通信信道建模技术综述[J]. 蔡伟,乐健,靳超,黄楚鸿,郑雪. 电力系统保护与控制. 2012(10)
[9]基于改进粒子群优化算法的电力线通信多径传输模型参数辨识[J]. 张旭辉,张礼勇,梁宵. 电网技术. 2009(01)
[10]低压载波通信信道模型的遗传算法多参数辨识[J]. 舒辉,张有兵,文劲宇,曹一家,程时杰. 继电器. 2005(06)
本文编号：2965968
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