低压机电一体化配电网电力线载波通信干扰频点过滤
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浅谈低压电力线载波通信中的干扰及解决措施作者:胡瑞来源:《科技视界》 2015年第26期胡瑞(沈阳理工大学自动化与电气工程学院,辽宁沈阳 110159)【摘要】电力线载波通信技术是采用电力线传送数据和话音信号的一种通信方式。
本文通过分析低压电力线载波通信中存在的噪声和干扰情况,介绍了减少或克服这些干扰的解决方法。
【关键词】低压电力线载波通信;干扰分析;抗干扰措施Interferences and Solutions in Power Line Carrier Communication with Low VoltageHU Rui(Shenyang Ligong University, Shenyang Liaoning 110159, China)【Abstract】The power line carrier communication(PLC) is a kind of communication method that transmits the data signal and audio signal through the power line. This papers introduces the solutions to reduce or overcome the interferences based on analyzing the noises and interferences in power line carrier communication with low voltage.【Key words】Power line carrier communication with low voltage; Interference analysis; Anti-interference solution作者简介:胡瑞(1978—),女,辽宁沈阳人,硕士,沈阳理工大学自动化与电气工程学院测控技术与仪器教研室,讲师。
浅析电力线载波的信号处理技术【摘要】电力线载波技术是将信号通过电力线传输的一种通信方式,具有方便、节省成本的优势。
信号处理技术在电力线载波通信中起着至关重要的作用,常见的处理方法包括滤波、调制解调、信道均衡等。
这些技术不仅提高了系统的稳定性和可靠性,还提高了通信效率。
电力线载波技术也存在一些局限性,比如受到电力线噪声干扰较大。
未来的改进方向可以在算法优化、信道建模等方面进行探索,以进一步提升技术水平。
展望未来,随着物联网的发展,电力线载波技术有望实现更广泛的应用,为智能电力系统的建设和发展提供更多可能。
电力线载波的信号处理技术在未来将发挥越来越重要的作用。
【关键词】电力线载波、信号处理技术、通信原理、应用、方法、优势、局限性、改进方向、展望、总结1. 引言1.1 背景介绍电力线载波通信技术最早可以追溯到20世纪初,但直到近年来随着数字通信技术的飞速发展和电力设备的智能化水平不断提升,电力线载波通信才得以广泛应用。
在智能电网建设、远程监控、家庭网络等方面,电力线载波通信技术都有着重要的应用价值。
随着科技的不断进步,电力线载波通信技术也在不断完善和创新,信号处理技术作为其中的重要组成部分,对提高通信质量和传输效率起着至关重要的作用。
本文将对电力线载波的信号处理技术进行浅析,旨在探讨其在通信系统中的应用和发展趋势。
1.2 研究意义电力线载波的信号处理技术在现代通信领域中扮演着重要的角色,其研究意义主要体现在以下几个方面:信号处理技术在电力线载波通信中的应用能够有效提高通信系统的性能和可靠性。
通过合理的信号处理方法,可以有效抑制噪声干扰,提高信号传输的稳定性和准确性,从而实现更高效的通信。
对电力线载波的信号处理技术进行深入研究可以促进通信技术的进步与创新。
通过不断探索和改进信号处理方法,可以为电力线载波通信系统的设计与优化提供更多的可能性,推动整个通信领域的技术发展。
研究电力线载波的信号处理技术具有重要的理论和实践意义,对于推动通信技术的发展,提高通信系统的性能与可靠性都具有积极的推动作用。
低压电力线载波通信干扰因素的解决及其发展现状资料来源: | 2007-11-26 | 已阅65次摘要:文章主要讨论了限制低压电力线载波通信的主要因素,提出了在电力线载波通信中干扰问题的两种解决方法,扩频通信技术和OFDM技术,并展望了低压电力线载波通信在未来的发展前景。
关键词:低压电力线,载波通信,扩频通信,正交频分复用(OFDM)电力线载波通信(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式,它是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。
用电力线作为网络接入方案,可利用已有的电力配电网络进行通信,不需要重新布线,且电力线网络分布广泛,接入方便,多用户能够共享宽带,因此,PLC宽带接入技术具有得天独厚的优势,它也成为解决宽带网络“最后1公里”问题最具竞争力的技术之一。
但是,低压电力线并不是专门用来传输通信数据的。
它的拓扑结构和物理特性都与传统的通信传输介质,如双绞线、同轴电缆、光纤等不同。
它在传输通信信号时信道特性相当复杂,负载多,噪声干扰强,信道衰减大,信道延时,通信环境相当恶劣。
本文主要对低压电力线通讯信道的载波传输特性进行了系统的分析,提出了对信号干扰问题的两种解决方法,分别可以采用OFDM和扩频通信两种技术来克服信道中的干扰问题,而且也简要地介绍了我国现代低压电力线载波通信的发展现状。
1 信道特性分析低压电力线是给用电设备传送50Hz电能的,利用电力线实现数据传输即采用电力线载波技术。
由于电力线本身不是为通信设计的,因此其特性在很多方面难以直接满足载波通信的要求。
低压电力线信道的通信环境恶劣,存在变化的阻抗,不可预测的噪声干扰,强烈的信号干扰,强烈的信号衰减,这些都是有信道本身的特性决定的,因此,需要对信道特性进行详细的分析。
1.1 阻抗特性分析为了使耦合到电力线上的发射信号功率最大,载波机的输出阻抗应该与电力线上接受机的输入阻抗相匹配。
由于电网上有大量的电力负载和电力设备(如无功补偿电容等)随机的接入、切出,这些器件对载波信号的衰减非常严重,其高频等效阻抗变化范围很大,有时小于0.1Ω,有时候突然增大到几十欧姆。
低压电力线载波通信技术噪声分析低压电力线载波通讯技术——家用电器噪声分析电力线载波通讯技术Powerline Communication(PLC),是电力系统特有的、基本的通信方式,它是指利用现有高压(HV)、中压(MV)和低压(LV)电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。
该技术是把载有信息的高频信号加载于电流,然后利用各种等级的电力线传输,接受信息的调制解调器再把高频信号从电流中分离出来,并传送到电力线宽带用户终端(计算机、电视或电话机和智能电表、开关、变台)。
该技术在不需要重新布线的基础上,在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载。
一般而言,要研究电力线载波通信系统的性能,必须了解其信道的阻抗、衰减、噪声等特性,并针对这些特点拟定相应的编码、调制方式,以实现最佳的通信效果。
然而,电力线不是专用通信信道,加之低压电网负载复杂,负荷的投切毫无规律性可言,这也造成了低压电网阻抗、衰减等极强的时变性,同时信道中的噪声干扰比其他通信信道更加复杂,噪声会使信号误码率增加,通信质量降低,严重时甚至导致通信完全失效;因此,有必要对电力线通信信道噪声进行测量并分析其特性。
1972年,A. A. Smith提出了低压电力线噪声的频谱测量问题和解决方法,给出了从美国城市商业办公大楼到乡村农场的6个地点电力线噪声水平的测量结果,表明低压电力线上的噪声强度在不同电网上是有区别的,并且具有时变性。
即使同一栋住宅公寓大楼,其平均噪声水平在24h内的变化也可高达6dB。
因此,很难直接定量地表示其大小,但噪声也具有一定的规律性。
比如,噪声随频率的增高而呈下降趋势,并且无论噪声多么复杂,它都是由各种特定性质的噪声源叠加而成的。
所以进行噪声的分类分析可望对噪声特性有一个较为透彻的了解。
一般来说电力线上的噪声分为人为噪声和非人为噪声,非人为噪声是自然现象引起的,如雷电在电力线上引起的噪声;人为噪声来自各种电器,电力线自身也可产生噪声。
机电一体化系统抗干扰的途径在机电一体化系统中,抗干扰是系统正常工作的重要保障。
机电一体化系统涉及到的电气、电子、机械、传感器等多个领域,每个领域都有不同的干扰来源,因此需要采取不同的抗干扰措施,保证系统正常稳定地工作。
本文将从电磁干扰、温度干扰、机械震动干扰、电源干扰四个方面介绍机电一体化系统抗干扰的途径。
电磁干扰机电一体化系统可能会遇到的电磁干扰有:电磁波辐射、电磁波感应、电磁波传播等。
电磁干扰会影响系统的正常工作,因此需要采取以下措施:1.使用抗干扰电缆、电源线和信号线。
在设计电缆、电源线和信号线时,应使用具有抗干扰能力的器件。
抗干扰电缆的导体绕绕数多,有更好的抗干扰能力。
2.建立良好的接地系统。
建立良好的接地系统可以有效地减小电磁干扰。
应减少不必要的截面变化,避免开放式线路的作用,使接地阻抗低于10欧姆。
3.采取屏蔽措施。
对于需要抗干扰的系统,应采用金属屏蔽。
屏蔽材料应选用优质的磁性材料或导电材料,避免使用电植物或塑料。
4.合理排布线路。
线路的排布应按照电磁兼容的原理进行。
在设计时,应尽量避免将高频电路与低频电路、数字电路与模拟电路混合在一起,避免将复杂电路设计在一个板子上。
温度干扰温度干扰是机电一体化系统中常见的干扰源。
温度干扰主要是指温度的变化,例如温度变化对机器精度、膨胀系数的影响等。
以下是几种温度干扰的措施:1.控制系统温度的稳定性。
在机电一体化系统中,往往会加装冷却设备,冷却器的稳定性将决定机器的承受能力。
2.采用防滑垫。
防滑垫是将机器稳定在运动过程中的一个关键部分,它可以防止温度变化对机器稳定性的影响。
3.控制精度。
在机电一体化系统中,往往会采用控制器来控制机器的行程,能够有效地控制在运动中由于温度变化引起的机器损坏。
4.温度措施。
应进行适当的配置和维护,以防止温度变化所引起的冷却材料使用寿命变短等问题。
机械震动干扰机械震动干扰主要是指机器振动对系统带来的干扰。
机械震动干扰可以影响机器的稳定性和性能。
基于窄带频谱分析的电力线载波通信干扰过滤技术
李俊;唐智灵
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2024(47)2
【摘要】电力线路载波通信受到背景噪声、脉冲噪声等方面干扰因素影响,导致通信信号质量下降,为此提出一种基于窄带频谱分析的通信干扰过滤技术。
首先构建
近似模型分析通信信号特征,利用马尔可夫链模拟信道上脉冲噪声状态。
然后基于
窄带频谱分析算法,在信号频谱周期图下,利用正交数据窗分离直接频谱,筛选估计方差以避免频谱泄漏事件的发生。
利用傅里叶变换计算特征频谱,估计信号能量的集
中特性,分析通信信号,平衡信号振幅和干扰抑制。
最后通过时频峰值实施干扰滤波,有效保证电力线载波通信信号质量。
经过实验数据分析证明,所提技术的载波干扰
幅值最小值为1.1 dB,载波通信信号误码率平均值为1.9%,方法耗时平均值为3.8 s。
【总页数】6页(P442-447)
【作者】李俊;唐智灵
【作者单位】广西警察学院信息技术学院;桂林电子科技大学信息与通信学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN929
【相关文献】
1.电力线宽带载波通信的干扰过滤技术
2.电力线宽带载波通信干扰过滤技术研究
3.低压机电一体化配电网电力线载波通信干扰频点过滤
4.基于改进变分模态分解的
电力线宽带载波通信干扰耦合协同抑制方法5.基于单片机的窄带电力线载波通信模块设计
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低压电力线载波通信面临的挑战与对策摘要:低压电力线载波通信主要是通过使用低压配电线作为通信的媒介来实现通信的一种通信方式。
低压电力线网络是现今覆盖范围最广的网络,相较于采用专用通信线路来实现的通信,使用低压电力线来作为载波通信的网络具有取材方便,建造成本较低的特点,具有十分高的开发潜力。
本文主要针对低压电力线载波通信方面的内容进行分析探讨,以供参阅。
关键词:低压;电力线载波通信;挑战;对策引言电力线载波通信(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式。
早在20世纪20年代,电力载波通信就开始应用到10kV配电网络线路通信中,并形成了相关的国际标准和国家标准。
对于低压配电网来说,利用电力线来传输用户用电数据,实现及时有效收集和统计,是国内外公认的最佳方案。
但在早期的实际应用中,由于我国电网环境恶劣,电力线信道高衰减、强干扰和波动范围大等特点,导致数据采集的成功率和实时性不能完全满足实际通信的需求。
近年来,随着许多新兴的数字技术,例如扩频通信、数字信号处理和网络中继拓扑等技术的大力发展,提高和改善低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性成为可能,电力载波通信技术的应用前景变得更为广阔。
1低压电力线载波通信的发展历程使用低压电力线来构建载波通信网络这一构想已经发展多年了。
国外在多年以前已经开展了相关的研究。
经过多年的研究与发展,在使用低压电力线进行载波通信的研究上国外研究结构已将低压电力线载波通信的原理和低压电力线载波通信信道特性分析和建模、电力载波调制技术以及相关通信芯片的研制等完成了初步探索和完善,并就低压电力线载波通信的相关标准及商业化的运用进行了构建。
相较于国外对于低压电力线载波通信相关技术所投入的时间和资金,我国在低压电力线载波通信的相关研究起步较晚,但是研究发展速度极为迅速并取得了一定的成果。
在对低压电力线载波通信的前期的研究中主要集中在利用国外已有的固化的低压电力线载波通信调制技术和芯片进行相关的扩展开发,近些年来对于低压电力线载波通信的研究则集中于对国内配电网的信道特性进行调制技术的研究和低压电力线载波通信载波芯片的研制。
低压电力线载波通信结合滤波器设计徐鑫;戴明川;徐焜耀;张俊佳【摘要】Because of the low-voltage power line as a data communication channel, its communication features are not satisfactory, and various loads, electrical equipments and environment cause a lot of noise, which affect the power line communication system performance. In order to ensure the effective transmission of the carrier communication signal and data, a coupling filter for low-voltage power line carrier communications is designed through the circuit analysis. The simulation and experimental results show that this coupling filter can effectively filter various interference signals in the low-voltage power line carrier communication channel, and thus realizes the function of effective transmission of carrier communication signals and data.%低压电力线作为载波通信信道时,其通信特性并不理想,各种负载、用电设备及外界都将引起大量的噪声,给电力线载波通信带来了严重的干扰问题,从而影响电力线通信系统的性能.为了保证载波通信信号和数据的有效传输,通过电路分析并设计一种低压电力线载波通信结合滤波器,经仿真与实验该滤波器能有效过滤低压电力线载波通信信道中的各种干扰信号,从而达到了保证载波通信信号和数据的有效传输的作用.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)019【总页数】4页(P191-194)【关键词】低压电力线;载波通信;结合器;低通滤波器;带通滤波器【作者】徐鑫;戴明川;徐焜耀;张俊佳【作者单位】重庆市电力公司电力科学研究院,重庆401123;重庆邮电大学自动化学院,重庆400065;重庆市电力公司电力科学研究院,重庆401123;重庆邮电大学自动化学院,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TN713+.5-34;TN913.6-340 引言电力线载波通信技术是利用电力系统的广泛线路资源,通过FSK、OFDM等技术实现在同一电力线不同带宽的信道上传输数据,不仅可以节约信道敷设、维护费用,而且接入灵活、应用广泛。
低压配电网电力线载波通信与新技术2006/08/03 10:49 A.M.009ZZZM@SmiLetogEther 科普·新视点刘晓胜胡永军张胜友/哈尔滨工业大学电气工程学院2006年第25卷第2期电气应用引言:近年来,电力线载波通信(Power Line Communication,PLC)技术已经成为通信系统中新的研究热点,它被看成一种未来重要的现场设备总线通信技术。
然而,作为一种具有光明前景的通信方式,电力载波通信由于具有时变性、频率选择性等固有特点,使其在具体应用中还存在很多问题亟待解决。
电力载波通信特点1、电力线载波通信技术概况电力线载波通信(PLC)是指利用专用调制解调器对信号进行调制,然后把信号加载到现有电力线中进行通信的技术。
早在20世纪20年代电力载波通信就开始应用到lOkV配电网络线路通信中,利用电力载波机和阻波器,在中高压配电网中传输语音、控制指令和系统状态等信息,并形成了相关国际和国家标准。
对于低压配电网来说,许多新兴的数字技术,例如扩频通信技术、数字信号处理技术和计算机控制技术等,大大提高和改善了低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性,使电力载波通信技术具有更加诱人的应用前景。
为此,美国联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100~450kHz;欧洲电气标准委员会(CENELEC)的EN50065- 1规定电力载波频带为3~148.5kHz。
这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著贡献。
尽管如此,低压配电网电力线载波通信中的很多问题仍没有得到很好解决。
同时,随着电力载波应用领域的推广和扩大,低压配电网电力载波通信成本问题、协议(标准)问题、安全问题等一系列问题也开始浮出水面。
低压配电网电力线载波通信的实用化还面临着许多考验。
2、电力线载波通信特点就低压配电网来说,电力线载波通信一般具有以下特点:(1)通信信道的时变性对载波信号来说,低压电力线是一根非均匀分布的传输线,各种不同性质的电力负载在低压配电网的任意位置随机地投入和断开,使信道表现出很强的时变性。
关于低压电力线通信的多径干扰问题以及OFDM技术理论分析作者:曹俊来源:《价值工程》2015年第27期摘要:电力线载波通信技术利用电力线作为传输媒介,通信安全可靠,投资成本低,在电力系统中得到了广泛应用。
本文主要分析电力线上存在的多径干扰问题,并进行建模仿真。
并介绍OFDM技术的基本原理。
Abstract: The power line carrier communication technology uses power line as the transmission medium, which is safe and reliable with low investment cost, so it has been widely applied in the power system. This paper mainly analyzes the multipath interference problem existing in power line,and simulation modeling is carried out. And the basic principle of OFDM technology is introduced in this article.关键词:电力载波通信;多径延迟;OFDMKey words: electric power carrier communication;multipath delay;OFDM中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)27-0225-030 引言电力线高速数据通信技术,简称PLC(Power Line Communication或PLT(Power Line T elecommunication),是一种利用中、低压配电网作为通信介质,实现数据、话音、图像等综合业务传输的通信技术[1]。
电力线宽带载波通信干扰过滤技术发布时间:2022-05-07T03:16:43.973Z 来源:《新型城镇化》2022年5期作者:木月清[导读] 导致研究发展速度缓慢。
直到21世纪通信芯片技术得到应用,这才使电力线宽带载波通信干扰过滤技术得到迅速发展。
云南电网有限责任公司大理供电局云南省大理白族自治州 671000摘要:电力通信网是保证电力系统安全稳定运行的关键设施,电力线宽带载波是解决电力通信网中自动化瓶颈问题的最佳途径之一,随着我国智能电网的发展,电力线宽带载波通信的应用范围正在扩大。
但在电力线宽带载波通信中,发射端与和接收端之间众多的电力设备干扰通信,降低通信质量、威胁通信安全。
因此,需要对电力线宽带载波通信进行干扰过滤,以保障电力线宽带载波通信环境的稳定性。
鉴于此,本文将在概述电力线宽带载波通信技术的基础上,对电力线宽带载波通信干扰过滤技术进行分析,然后对时频峰值滤波技术改进效果进行探讨。
关键词:电力线;宽带载波;通信干扰;过滤技术1电力线宽带载波通信技术电力线宽带载波通信技术(broadband power line carrier communication)是以宽带为途径,通过载波的方式,高速、有效地传输数字信号或电信号的技术。
随着互联网的普及,电力线宽带载波通信技术得到广泛应用,但电力线宽带在进行载波通信的过程中,信号发射端与信号接收端容易受到其他电力设备的干扰,降低载波通信质量。
我国电力线宽带载波通信干扰过滤技术发展较晚,很多国家在20世纪末就已经开始研究此项技术,但是由于条件有限,导致研究发展速度缓慢。
直到21世纪通信芯片技术得到应用,这才使电力线宽带载波通信干扰过滤技术得到迅速发展。
2电力线宽带载波通信干扰过滤技术分析2.1一般时频峰值滤波特性分析2.1.1瞬时频率估算分析基于电力线宽带载波通信在工作中存在的干扰信号特性,应当基于瞬时频率条件提供规律模型,确定相应干扰条件能够被有效且细致的分析,并针对相应干扰信号条件提供适应性的条件,这样才能够确保整体信息数据传导具备稳定性,并在此基础上有效转变信号频谱识别工作,为后续信号能量分布环境的构建,提供频率分析参数条件。
低压电力线载波通信与抗干扰解决途径作者:赵新正等来源:《现代电子技术》2014年第19期摘要:电网是最大、最普及、最可靠的供电网,利用低压电力线实现数据传输,具有利用现有资源、减少投资的现实意义。
陕西凯星公司独创了低压电力线多频段自适应直接序列展频载波通信技术,从IC芯片、厚膜电路的研发,从电力线载波数据集中器、采集器、控制器及抗干扰硬件产品入手,彻底解决了低压电力线上的干扰问题。
该技术应用在能源计量监控平台方面,是其他技术无法比拟的。
关键词:载波通信;多频段自适应;抗干扰;计量监控中图分类号: TN913.6⁃34 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2014)19⁃0108⁃06 Solutions for low⁃voltage power line carrier communication and anti⁃jammingZHAO Xin⁃zheng, YAO Fa⁃jiu, BAI Chong⁃qian, WANG Yang(Shaanxi Kaistar Company,Xi’an 710077, China)Abstract: Since the power grid is the largest, most popular and reliable network, data transmission through low⁃voltage power line is the most economical way to use the existing resource. The technology for low⁃voltage power line multi⁃frequency self⁃adaption DSSS carrier communication was created by Shaanxi Kaistar Company, in which the development of IC chip and thick film circuit were included. The jamming from low⁃voltage power line was completely solved on the basis of the data concentrator, data acquisition unit, data controller and anti⁃jamming products. The application of power line carrier communication in the energy resources measurement and monitoring platform is superior to the other technologies.Keywords: carrier communication; multi⁃band frequency self⁃adaption; anti⁃jamming;metering monitoring0 引言电力线是供电部门为用电部门(用电客户)提供供给电能的专用线路,具有普及性强、抗拉强度高、安全可靠等特点。
一种低压电力线载波通信主动抗干扰技术景皓;张智远;庞先海;孙中记;李晓峰【摘要】针对低压电力线通信由于环境复杂、用户类型繁多、用电时间随机等因素导致干扰,严重时造成通信失败的情况,研究了低压电力线路负载和干扰的性质与规律,建立了信道噪声模型,提出了一种低压电力线载波通信主动抗干扰技术.该技术将收发控制器的阻抗与低压电力通信线路阻抗进行最大限度匹配;对扩频技术进行拓宽研究,进一步提出在扩展频谱的基础上主动选择高可靠性的频段通信的方法,以克服低压电力线的强衰减、强干扰的缺陷.最后本文搭建了实验环境,并对低压电力线存在白色噪声、周期性噪声、脉冲噪声等干扰情况进行了通信实验,结果表明本文方法可行.【期刊名称】《南京航空航天大学学报》【年(卷),期】2018(050)005【总页数】8页(P701-708)【关键词】电力线载波;抗干扰;扩频通信;智能转换【作者】景皓;张智远;庞先海;孙中记;李晓峰【作者单位】国网河北省电力有限公司电力科学研究院,石家庄,050021 ;国网河北省电力有限公司,石家庄,050021;国网河北省电力有限公司电力科学研究院,石家庄,050021 ;国网河北省电力有限公司电力科学研究院,石家庄,050021 ;国网河北省电力有限公司电力科学研究院,石家庄,050021【正文语种】中文【中图分类】TN929电网是最大、最普及、最可靠的供电载体,以低压电力线路实现数据传输,具有利用现有资源、减少投资的现实意义[1—3]。
低压电力线通信[4](Low—voltage power line communication,L_PLC)是指利用低压配电网(380 V/220 V)中的电力线路作为信号传输的媒介,把调制好的信号叠加在电力电流中,通过电力线来完成传送[5]。
近年来,在数字通信领域正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)一直是成熟度很高的通信技术[6—10],其通信原理简单地说就是将通信信道分解成许多个正交的子信道,将大量高速的数据信息转换成若干个并行的速度相对低的数据信息流,再经过调制然后在各个子信道上实现传输,OFDM在电力部门自动抄表、用户用电信息数据采集以及智能家居等已广泛应用[1]。
低压电力载波通信中的抗干扰问题
杜丽萍;杨海峰;王小明
【期刊名称】《经济技术协作信息》
【年(卷),期】2006(000)019
【摘要】载波通信的成功率主要取决于接收载波信号的信噪比要求和通信芯片的接收灵敏度。
由于电网规定的谐波系数规定、电表体积和成本所限制,载波发信功率不可能过大,同时电网上的噪声极其复杂,所以在接收端载波信号经常还不到1mV,被大量的噪声淹没,所以抄表的成功率主要取决于载波通信芯片的性能,而载波通信芯片性能的优势取决于芯片本身的通信模式和该芯片是否符合实际载波信道的要求。
要实现可靠的电力载波通信,首先要对低压电力线路的载波传输特性进行系统的分析,决定低压电力线载波信道的传输特性是:载波信号衰减和电力的线路噪声干扰。
【总页数】1页(P111)
【作者】杜丽萍;杨海峰;王小明
【作者单位】哈尔滨职业技术学院;哈尔滨职业技术学院;哈尔滨电表仪器厂股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN97
【相关文献】
1.低压电力载波通信技术在城市路灯远程智能监控中的应用 [J], 王诗淇
2.低压电力载波通信技术在城市路灯远程智能监控中的应用 [J], 王诗淇
3.低压电力载波通信在电梯控制系统中的应用 [J], 吴云溪;邱光繁
4.低压电力载波通信技术在城市路灯远程智能控制中的应用 [J], 薛明
5.低压集中抄表系统中电力载波通信问题及分析 [J], 塔拉甫;席小刚
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低压机电一体化配电网电力线载波通信
干扰频点过滤
摘要:目前,在电力行业中配电系统的自动化逐渐得到发展。
同时,伴随着各
类计算机技术的成熟应用,相应配套设备的研发和优化,推动自动化技术在配电网
络领域中得到充分运用。
在配电网自动化发展过程中,需要大量机电一体化产品。
这一部分产品最显著的应用优势在于能够实现将保护、监控、自我判断等功能融
为一体,并在运行过程中尽可能地减少各个功能相互之间的影响和干扰。
同时,这
一性能也是未来配电网自动化发展的主要方向[1]。
在低压机电一体化配电网体
系中,电力线载波通信技术利用已有的低压配电网作为传输媒介,实现数据传递和
信息交换,已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。
关键词:低压机电一体化;配电网电力线载波;通信干扰
引言
低压电力载波通信(Low-voltgePowerLineComm
uni-cation,LPLC)是一种通过电力线进行信号传递的通信方式,也是使用较早的PLC技术,被广泛应用在楼宇自动化系统、办公系统等自动化
领域的网络中。
但低压配电网中负载状况比较复杂,噪声种类多,其中脉冲噪声
强度非常大,会导致传输信号的谐振与反射现象,进而造成信号衰减。
为改善通
信质量,谭周文等提出基于压缩感知与虚警概率相结合的脉冲噪声抑制方法。
利
用零子载波观测脉冲噪声投影,使用追踪降噪法估计脉冲噪声,结合门限获得噪
声支撑集合,在该集合上通过最小二乘方法对信号进行重构,得到去噪后的通信
信号。
申敏等提出基于迭代消除非线性失真的改进置零法来消除脉冲噪声。
对接
收到的时域信号进行脉冲检测与置零处理,从频域接收信号中去除重构的非线性
失真,完成脉冲噪声抑制。
1.电力线载波通信干扰频点过滤
1.1电力线载波幅度调节
为实现对低压机电一体化配电网电力线载波通信干扰频点的过滤,首先需要
通过对电力线载波幅度进行调节,从而改变通信过程中信号的强弱,以此找全所有
通信信道中的干扰频点。
在调节过程中,引入正弦波幅度调节的方式,在恒定不变
的信号通信信道中,初步完成对电力线载波干扰的过滤。
然后,根据传输过程中不
同通信信号的不同载波相位的特性来调整幅度。
在电力线载波幅度调节的传输过
程中,通过改变相位幅度来改变信号载波相位,优化载波通信环境。
在调节过程中,还需要引入PPDA技术,该技术应用于电力线传输信号的高速传输,将传输信号中
的数据进行拆分,利用多个通信通道实现数据流的并行传输,以调节数据传输速率。
在实际应用中,数据分解过程表达式为Q=1k-1m2d(1)式中:Q为完成分解后的数
据;k为电力线载波幅度分解系数;d为电力线载波数据通信传输距离;m为某一电
力线载波的幅度值。
根据式(1)完成对通信数据的分解,分解后的通信数据信号被
传输到每个子信道,至此传输完成。
因此,根据低压电网机电一体化的不同通信环
境继续实施相应的调整方案,实现对载波幅度的智能调节,其调节公式为H=(1-
φ)+(1-β)·d(2)式中:H为调节公式表达函数;φ为电力线载波幅度调节因
子;β为电力线载波数据信息属性特征数据。
在实际应用中,为合理利用电力线资源,在采用PPDA技术调整传输频率范围时,必须确保载波的信息波形处于交叉状态,以便载波中的信号频谱完全重合,从而接收到更完整的信息,保证后续通信的
精度。
1.2现有低压载波通信时钟同步业务
现有HPLC技术体制的时钟同步技术已有研究机构做了全面详尽的阐述。
现有HPLC技术所包含的精准时钟同步业务包括周期广播对时业务、精确广播
对时业务、特定表计点抄单播校时业务以及表计时钟误差监测业务四种类型。
周
期广播对时业务是由集中器CCO对台区所有STA执行的。
一般每天在台区内
进行一次全台区的表计时钟广播同步操作,将各个表计的时钟同步到集中器本地
时钟,通过HPLC广播校时命令进行全网从节点的时钟同步。
精确广播对时业务,一般认为HPLC的广播通信时延可以忽略不计,但针对临域干扰多、本地
网络层级深、通信质量恶劣的台区,HPLC本地广播通信时延可能会达到数秒,
需要采用预置对时时间的方式实现高精度的广播对时。
特定表计点抄单播校时业务是主站发起对某个表计的点对点对时业务。
针对某些时钟超差表计,其时钟误差超过广播校时的容许范围时,无法通过广播校时进行校时时,采用实时点抄的方式由主站直接进行节点时钟的校时。
表计时钟误差监测业务是通过集中器或主站采集表计时钟信息,并估算误差实现的。
集中器或主站可以周期性针对台区内的所有表计进行当前时钟信息的招测,由集中器或主站进行时钟误差的分析,针对误差大的表计进行点抄单点校时;针对时钟误差问题比较大的台区,可以在载波STA模块中增加时钟误差监测功能,当电能表的时钟与集中器的时钟误差出现超差时,主动生成事件上报报文,集中器将该事件转发到主站,最终由主站进行超差表计时钟的处置。
2.电力线宽带载波通信扩频干扰过滤
扩频通信技术是建立在载波幅度调制,以及将宽带频谱分解成窄带频谱的基础上,利用优化干扰过滤效果的手段,实现电力线宽带载波通信的干扰过滤。
扩频通信技术在干扰过滤方面有抗噪声能力强、抗微弱能力强、稳定性能好、通信质量优等优点。
扩频通信的具体技术是在信号发出端口进行调制,使信号自身所占频率远大于宽带的固定范围,再次进行调制,将扩大化的频率恢复到原来的状态,使信息稳定准确地传输。
扩频技术的理论基础是Dagjan定理,在信息传送通道不变的情况下,宽带与信号干扰因素可以互换,在增加信号频率的宽度后,信号可以在干扰因素较少的情况下,稳定信息传输。
利用此定理即便在干扰因素完全将信息传送通道覆盖的情况下,只要合理地增加信号频率宽带,也可以较为稳定地实现信息传输,就是扩频通信技术的原理。
扩频成效的定义为信号频谱扩展后的宽带与原宽带的比值,其数据的大小可以用于观测扩频前后信息传输的稳定性性能,经过对比发现扩频成效的数值越大,电力线宽带载波通信的抗干扰能力越强,由此可见,通过扩频通信技术可以增强电力线。
结束语
针对低压机电一体化配电网提出了一种全新的电力线载波通信干扰频点过滤方法,并结合实例应用证明了该方法的可行性。
经验证可知,本文方法未受到通信干扰频点数量的影响,可以有效提高低压机电一体化配电网的通信质量;在不同信
噪比条件下,本文方法的通信误码率均低于通信质量标准规定的误码率0.6%,提高
了通信过程中信号的传输稳定性。
该过滤方法具备运行时间短、实用性强等优势。
在今后的研究中将针对该过滤方法的其他应用性能进行进一步验证,同时综合考
虑更多影响电力线载波通信质量的影响因素,提出相对应的解决措施,从而进一步
提升电力线载波通信的稳定性和安全性。
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