论文部分内容阅读
由于覆盖面广且无需敷设新线,电力线通信(Power Line Communication,PLC)已成为智能电网建设中主要的本地通信方式。然而电力线并非专用通信介质,将其用作通信信道时还存在一定的问题,主要表现为噪声干扰强,信号衰减剧烈,阻抗变化大。其中,电力线信道的阻抗特性与频率、时间、接入位置、负载类及电网结构等多种因素有关,稳定性差,导致电力线通信系统的阻抗通常都无法匹配,降低信号的耦合效率与传输效率,严重影响电力线通信质量。因此,获取电力线信道的阻抗特性,提高电力线通信的可靠性,对于电力线通信的研究具有十分重要的意义。
本文研究了国内智能电网在9KHz~500KHz智能用电频段电力线信道的阻抗特性。对传统比值法的计算原理进行改进,在阻抗测量过程中不直接对被测电网的交流电压有效值进行测量计算,而是将其时域信号进行离散傅立叶变换后,再进行阻抗计算,克服了传统比值法无法求取阻抗相位的缺点。基于改进的比值法原理,自行设计阻抗测量电路,并针对不同的频率、时间、接入位置、负载类型及电网结构等因素,制定相应阻抗测量方案,对重庆、成都、山西、北京等实行电力用户用电信息采集系统的台区进行电力线信道的阻抗测量,获取现场数据。利用Matlab对实测数据进行处理,获取阻抗的幅频与相频特性,详细分析研究了电力线信道的阻抗特性与频率、时间、接入位置、接入负载类型及电网结构等因素之间的关系。经分析,不仅获取了与已有研究相吻合的结论,还发现了新的结论:①同一台区不同接入点的阻抗模值与相位虽不同,但在一个稳定的数值区间内变化。②同一接入点在不同时间的阻抗模值与相位也在一个稳定的数值区间内变化。在此基础上,提出基于最小二乘法的分段多项式拟合法对“同一台区不同接入点”及“同一接入点时间”的阻抗进行建模,并进行模型的验证。结果显示,实测值与模型计算值相差不大,从而验证了所建模型准确性及所采用阻抗建模方法的合理性。