宽带电力线载波技术及其在配电自动化中的应用研究

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随着电力通信高速宽带化发展,电力系统光纤主干网已延伸至变电站,能提供足够的带宽满足信息化和自动化的需求。然而,从变电站到用电需求侧,缺乏经济、高效、统一的通信手段。窄带载波通信只能在低频段(40kHz-500kHz)以低速率传输远动数据,电话线、ADSL、CMDA和GPRS等方法,速率低、成本高、无法大规模应用。因此,“最后一公里”通信传输瓶颈问题限制电力通信的发展。宽带电力载波(Broadband Power Line Communication,BPL)采用OFDM调制,频带为1-30MHz,传输速率25Mbit/s,具有高速率、高宽带、高覆盖率、抗噪强等优点。从变电站开始,利用配电网作为媒介,构建宽带电力通信平台,沿线接入配变监测、视频监控等信息与控制系统,可同时传输数据、视频、控制信号,从而解决了配电自动化的传输瓶颈难题。   本文着眼于电力宽带通信在配用电侧的巨大优势,研究面向配电自动化的宽带电力载波关键技术。首先,详细分析了电力线信道特性,对信道特性、噪声特性进行建模,为OFDM已调信号在恶劣信道环境下高速传输提供了参考;其次,针对传统OFDM抗干扰能力差的缺点,提出一种基于正交小波的正交频分复用调制方法,降低系统干扰,提高OFDM综合抗干扰能力;再次,为实现OFDM调制后信号的最佳耦合,设计了减小阻抗影响的“复合耦合”电路;最后,在研究BPL关键技术的基础上,设计了基于中压宽带通信网络的配电监测系统。目的是实现数据高速、实时的传输,为电力系统信息传输提供新的通道。
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