針對(duì)電力線載波通信過程中,出現(xiàn)阻抗失配,而影響整個(gè)線路的傳輸效率和通信質(zhì)量問題,本文設(shè)計(jì)了自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng),能夠動(dòng)態(tài)的解決電力線通信過程中阻抗失配的問題。課題在分析電力線中阻抗特性之后,設(shè)計(jì)了一套高精度改進(jìn)型阻抗測(cè)量模塊。該模塊通過采集電力線回路中電流信號(hào)和負(fù)載端電壓信號(hào),經(jīng)過一系列硬件運(yùn)算電路,測(cè)出負(fù)載端阻抗值。設(shè)計(jì)中采用24位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行信號(hào)采集,經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn),采集的電壓誤差控制在1%以內(nèi),電流誤差在3%以內(nèi),阻抗值誤差控制在5%以內(nèi)。針對(duì)L型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于操作的特點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了一種L型網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)阻抗匹配結(jié)構(gòu),可以通過改進(jìn)型阻抗測(cè)量模塊測(cè)得的阻抗值,依據(jù)L型阻抗匹配分析法來動(dòng)態(tài)選擇接入到電路中的匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。匹配網(wǎng)絡(luò)中的電容電感均采用可變電容電感,在經(jīng)過理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試后,可變電容可通過繼電器控制電路接入電容數(shù)量的方式實(shí)現(xiàn),可變電感采用固定電感與可變電容并聯(lián)等效為電感的方法實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過整個(gè)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)后發(fā)現(xiàn),加上課題設(shè)計(jì)的自適應(yīng)匹配網(wǎng)絡(luò)后,負(fù)載輸出功率提高將近15%,因此本文設(shè)計(jì)的阻抗匹配系統(tǒng)在一定程度上解決了電力線載波通信過程中阻抗失配問題。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN913.6
【部分圖文】：

京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒光伏發(fā)電是指將多個(gè)光伏組件通過串并聯(lián)連接在電力線上，并通過匯流箱進(jìn)行電量匯一種發(fā)電方式。隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求與日俱增，然而由于化石能源具有再生性，能源危機(jī)問題逐漸凸顯，因此開發(fā)可再生能源如太陽能是未來的發(fā)展方向。光電是一種利用太陽能發(fā)電的方案，由于其具有用之不竭和無污染的特性，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，光伏發(fā)電站的維護(hù)也受到越來越多的關(guān)注。光伏發(fā)電站由光伏陣列、蓄電池組（儲(chǔ)存太陽能光伏組件受到光照時(shí)產(chǎn)生的電能）、匯（將多個(gè)光伏組件串聯(lián)起來組成光伏陣列，再并聯(lián)接入到匯流箱）、逆變器（將直流電轉(zhuǎn)交流電）、直流配電柜（應(yīng)用于大型光伏電站，用來連接匯流箱與逆變器，并能監(jiān)測(cè)光伏的電壓、電流等狀態(tài)）等構(gòu)成，其具體分布結(jié)構(gòu)如下圖 1.1 所示。太陽能光伏發(fā)電是將太光伏組件產(chǎn)生的電能經(jīng)過匯流箱控制器，由控制器決定產(chǎn)生的電能傳輸給蓄電池還是經(jīng)變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電并網(wǎng)。由于光伏陣列和蓄電池均是直流電源，所以光伏監(jiān)測(cè)的環(huán)境為直流環(huán)境，因此可以將它看作一種特殊的直流電力線載波通信系統(tǒng)[12]。

圖 2.17 Smith 實(shí)部圓圖 圖 2.18 Smith 實(shí)部圓圖mith 圓圖的阻抗圓就是將以上實(shí)部、虛部圓圖進(jìn)行疊加的結(jié)果，如下圖 2.19一化后阻抗已知，假設(shè)為0 0r jx，則分別找出對(duì)應(yīng)實(shí)部0r 和虛部0x 的曲線，可根據(jù)復(fù)坐標(biāo)系讀出相應(yīng)的反射系數(shù)L 。阻抗圓主要用來處理串聯(lián)元件，當(dāng)載會(huì)沿著等阻抗圓順時(shí)針方向移動(dòng)至相應(yīng)數(shù)值，串聯(lián)電容時(shí)，負(fù)載沿著等阻。對(duì)于并聯(lián)元件電路來說，需要使用導(dǎo)納圓表示，通過導(dǎo)納公式 Y 1/Z看出數(shù)，將阻抗圓以原點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)180 便可得到導(dǎo)納圓。

圖 2.17 Smith 實(shí)部圓圖 圖 2.18 Smith 實(shí)部圓圖mith 圓圖的阻抗圓就是將以上實(shí)部、虛部圓圖進(jìn)行疊加的結(jié)果，如下圖 2.19一化后阻抗已知，假設(shè)為0 0r jx，則分別找出對(duì)應(yīng)實(shí)部0r 和虛部0x 的曲線，可根據(jù)復(fù)坐標(biāo)系讀出相應(yīng)的反射系數(shù)L 。阻抗圓主要用來處理串聯(lián)元件，當(dāng)載會(huì)沿著等阻抗圓順時(shí)針方向移動(dòng)至相應(yīng)數(shù)值，串聯(lián)電容時(shí)，負(fù)載沿著等阻。對(duì)于并聯(lián)元件電路來說，需要使用導(dǎo)納圓表示，通過導(dǎo)納公式 Y 1/Z看出數(shù)，將阻抗圓以原點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)180 便可得到導(dǎo)納圓。
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