低壓電力線寬帶載波通信信道建模及誤差補(bǔ)償
發(fā)布時(shí)間:2021-01-09 04:26
低壓電力線寬帶載波通信信道特性研究是實(shí)現(xiàn)用電信息高速采集和泛在電力物聯(lián)接入的首要任務(wù)。為準(zhǔn)確反映寬帶載波信號在配電網(wǎng)低壓電力線環(huán)境中的傳輸特性,該文提出基于誤差反饋算法的低壓電力線寬帶載波信道模型,采用導(dǎo)行波理論改進(jìn)傳統(tǒng)傳輸線模型,提出平均誤差反饋算法來修正實(shí)測模型參數(shù)。測量和仿真結(jié)果驗(yàn)證修正后的信道模型能準(zhǔn)確描述低壓配電網(wǎng)下寬帶載波信道的傳輸特性,具有廣泛適應(yīng)性。
【文章來源】:中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2020,40(09)北大核心
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
導(dǎo)行波模型EJ
反射現(xiàn)象。因此,導(dǎo)線中任意一點(diǎn)x的電壓可由正負(fù)2個(gè)方向流動的電壓波在該點(diǎn)的幅值疊加得到。xxx+VVV(10)若定義x點(diǎn)的導(dǎo)線衰減系數(shù)為d(x),電壓波向量為V(x)[V(x),V(x)],由于信號在導(dǎo)線中傳輸時(shí)的衰減大小與傳輸方向無關(guān),正負(fù)兩個(gè)方向衰減系數(shù)矩陣為D(x)[d(x),d1(x)]T,則有1(x)(0)(x)(0)d(x)(0)d(x)+VVDVV(11)()(0)e(0)exxxVVV(12)以導(dǎo)線與負(fù)載交接節(jié)點(diǎn)處為坐標(biāo)原點(diǎn),向負(fù)載的方向?yàn)閰⒖嫉呢?fù)方向,理想的單回路模型如圖4所示。圖4單回路模型Fig.4Signalcircuitmodel圖4中x為信號始端到負(fù)載阻抗不連續(xù)節(jié)點(diǎn)的距離,在邊界處負(fù)載阻抗符合ZLVI,且入射電壓波和反射電壓波滿足式(13)。reflectionLCinLCVZZVZZ(13)式中ZL為終端負(fù)載阻抗。信號在導(dǎo)線上傳播時(shí),表示其衰減程度的傳遞函數(shù)可以由兩點(diǎn)的點(diǎn)電壓之比得到:
分是在未接入市電的情況下連接實(shí)驗(yàn)負(fù)載對信號的傳輸模型以及分布參數(shù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證;在此基礎(chǔ)上,第二部分進(jìn)行了室內(nèi)復(fù)雜電器網(wǎng)絡(luò)的載波信號信道測試,包含單個(gè)電器、單種類型電器以及整體室內(nèi)環(huán)境等各類情況下載波信號的衰減特性測量。最后根據(jù)測量數(shù)據(jù)與模型仿真的適應(yīng)程度評價(jià)信道模型。其中,第二部分測試過程由于市電接入,使得信道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中增加了結(jié)構(gòu)參數(shù)無法直接測量的供電側(cè)支路,因此,在實(shí)際低壓配電信道測試前,需要采用平均誤差反饋算法依據(jù)預(yù)測量數(shù)據(jù)獲取供電側(cè)支路結(jié)構(gòu)參數(shù)。整體測試流程圖如圖7所示。圖7整體測試流程圖Fig.7Flowchartofthewholemeasureprocess3.1實(shí)驗(yàn)條件下的信道模型測試為了驗(yàn)證模型在各種不同情況下的適用性,選用了典型的單節(jié)點(diǎn)多分支、多節(jié)點(diǎn)單分支模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)在不通電的情況下,按照節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和分支個(gè)數(shù)的不同進(jìn)行了多次測試,并將各段導(dǎo)線長度以及終端連接負(fù)載數(shù)據(jù)帶入模型進(jìn)行驗(yàn)證,測量原理圖和測量拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖8、9所示。圖中各分支末端負(fù)載在實(shí)驗(yàn)過程中均選用阻抗值為50的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載。1~30MHz的通信頻段內(nèi)的單節(jié)點(diǎn)多分支、多節(jié)點(diǎn)單分支的測量數(shù)據(jù)和仿矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)耦合器圖8測量原理圖Fig.8Measuredschematic
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多輸入多輸出寬帶電力線載波通信信道模型研究[J]. 曹旺斌,尹成群,謝志遠(yuǎn),梁曉林,李雪彩. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]低壓電力線傳輸衰減模型的建模與仿真[J]. 邵天宇,王立欣,白瑾珺,張剛. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2014(22)
[3]基于多導(dǎo)體傳輸線的中壓電力線通信信道建模[J]. 郭以賀,謝志遠(yuǎn),石新春. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]用于多用戶寬帶電力線通信的同步信號的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 梁棟,張保會,牛東文,付科源. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(01)
[5]電力線載波通信信道特性的影響因素分析[J]. 羅漢武,蔡偉,樂健. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2013(07)
[6]低壓電力線載波通信信道特性研究[J]. 肖勇,房瑩,張捷,黨三磊. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2012(20)
[7]基于信息節(jié)點(diǎn)的智能配電網(wǎng)中壓電力線載波通信信道建模方法[J]. 蔡偉,樂健,劉開培,黃楚鴻,鄭雪,高鵬. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(28)
[8]電力線載波通信信道建模技術(shù)綜述[J]. 蔡偉,樂健,靳超,黃楚鴻,鄭雪. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2012(10)
[9]基于改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法的電力線通信多徑傳輸模型參數(shù)辨識[J]. 張旭輝,張禮勇,梁宵. 電網(wǎng)技術(shù). 2009(01)
[10]低壓載波通信信道模型的遺傳算法多參數(shù)辨識[J]. 舒輝,張有兵,文勁宇,曹一家,程時(shí)杰. 繼電器. 2005(06)
本文編號:2965968
【文章來源】:中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2020,40(09)北大核心
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
導(dǎo)行波模型EJ
反射現(xiàn)象。因此,導(dǎo)線中任意一點(diǎn)x的電壓可由正負(fù)2個(gè)方向流動的電壓波在該點(diǎn)的幅值疊加得到。xxx+VVV(10)若定義x點(diǎn)的導(dǎo)線衰減系數(shù)為d(x),電壓波向量為V(x)[V(x),V(x)],由于信號在導(dǎo)線中傳輸時(shí)的衰減大小與傳輸方向無關(guān),正負(fù)兩個(gè)方向衰減系數(shù)矩陣為D(x)[d(x),d1(x)]T,則有1(x)(0)(x)(0)d(x)(0)d(x)+VVDVV(11)()(0)e(0)exxxVVV(12)以導(dǎo)線與負(fù)載交接節(jié)點(diǎn)處為坐標(biāo)原點(diǎn),向負(fù)載的方向?yàn)閰⒖嫉呢?fù)方向,理想的單回路模型如圖4所示。圖4單回路模型Fig.4Signalcircuitmodel圖4中x為信號始端到負(fù)載阻抗不連續(xù)節(jié)點(diǎn)的距離,在邊界處負(fù)載阻抗符合ZLVI,且入射電壓波和反射電壓波滿足式(13)。reflectionLCinLCVZZVZZ(13)式中ZL為終端負(fù)載阻抗。信號在導(dǎo)線上傳播時(shí),表示其衰減程度的傳遞函數(shù)可以由兩點(diǎn)的點(diǎn)電壓之比得到:
分是在未接入市電的情況下連接實(shí)驗(yàn)負(fù)載對信號的傳輸模型以及分布參數(shù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證;在此基礎(chǔ)上,第二部分進(jìn)行了室內(nèi)復(fù)雜電器網(wǎng)絡(luò)的載波信號信道測試,包含單個(gè)電器、單種類型電器以及整體室內(nèi)環(huán)境等各類情況下載波信號的衰減特性測量。最后根據(jù)測量數(shù)據(jù)與模型仿真的適應(yīng)程度評價(jià)信道模型。其中,第二部分測試過程由于市電接入,使得信道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中增加了結(jié)構(gòu)參數(shù)無法直接測量的供電側(cè)支路,因此,在實(shí)際低壓配電信道測試前,需要采用平均誤差反饋算法依據(jù)預(yù)測量數(shù)據(jù)獲取供電側(cè)支路結(jié)構(gòu)參數(shù)。整體測試流程圖如圖7所示。圖7整體測試流程圖Fig.7Flowchartofthewholemeasureprocess3.1實(shí)驗(yàn)條件下的信道模型測試為了驗(yàn)證模型在各種不同情況下的適用性,選用了典型的單節(jié)點(diǎn)多分支、多節(jié)點(diǎn)單分支模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)在不通電的情況下,按照節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和分支個(gè)數(shù)的不同進(jìn)行了多次測試,并將各段導(dǎo)線長度以及終端連接負(fù)載數(shù)據(jù)帶入模型進(jìn)行驗(yàn)證,測量原理圖和測量拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖8、9所示。圖中各分支末端負(fù)載在實(shí)驗(yàn)過程中均選用阻抗值為50的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載。1~30MHz的通信頻段內(nèi)的單節(jié)點(diǎn)多分支、多節(jié)點(diǎn)單分支的測量數(shù)據(jù)和仿矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)耦合器圖8測量原理圖Fig.8Measuredschematic
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多輸入多輸出寬帶電力線載波通信信道模型研究[J]. 曹旺斌,尹成群,謝志遠(yuǎn),梁曉林,李雪彩. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]低壓電力線傳輸衰減模型的建模與仿真[J]. 邵天宇,王立欣,白瑾珺,張剛. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2014(22)
[3]基于多導(dǎo)體傳輸線的中壓電力線通信信道建模[J]. 郭以賀,謝志遠(yuǎn),石新春. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]用于多用戶寬帶電力線通信的同步信號的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 梁棟,張保會,牛東文,付科源. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(01)
[5]電力線載波通信信道特性的影響因素分析[J]. 羅漢武,蔡偉,樂健. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2013(07)
[6]低壓電力線載波通信信道特性研究[J]. 肖勇,房瑩,張捷,黨三磊. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2012(20)
[7]基于信息節(jié)點(diǎn)的智能配電網(wǎng)中壓電力線載波通信信道建模方法[J]. 蔡偉,樂健,劉開培,黃楚鴻,鄭雪,高鵬. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(28)
[8]電力線載波通信信道建模技術(shù)綜述[J]. 蔡偉,樂健,靳超,黃楚鴻,鄭雪. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2012(10)
[9]基于改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法的電力線通信多徑傳輸模型參數(shù)辨識[J]. 張旭輝,張禮勇,梁宵. 電網(wǎng)技術(shù). 2009(01)
[10]低壓載波通信信道模型的遺傳算法多參數(shù)辨識[J]. 舒輝,張有兵,文勁宇,曹一家,程時(shí)杰. 繼電器. 2005(06)
本文編號:2965968
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