一种电力线载波通信自适应阻抗匹配方案

分析了电力线载波通道阻抗不匹配的原因和危害,指出了实现阻抗匹配的重要性.提出了一种电力线载波通信自适应阻抗匹配的方案.本方案利用实时检测载波通信设备的发送电平与额定发送电平是否一致来判断是否阻抗匹配,并通过单片微处理器实现遗传算法优化策略,调整变容二极管,使得改进的L型匹配网络对载波通信设备的阻抗匹配.对系统可行性及参数调整进行了分析,并用Matlab的遗传算法工具箱进行了计算机仿真.最后编制出了相应的电容调整优化策略程序并在AduC812单片机上运行,在SF960高频保护收发信机上进行实验,证实了此方案的有效性.     

电力线载波通信中的自适应阻抗匹配系统模型

提出了一种自适应阻抗匹配系统.该系统给出了新的阻抗测量算法,并通过选择补偿电感值和变压器变比的方式使电力线阻抗维持在恒定的值上.实验表明,阻抗测量算法准确性很高,匹配方法可行,从而解决了因电力线载波通信中电力线阻抗实时变化带来的各种问题.     

网络模式下配电物联网载波通信匹配组网方法

为进一步完善电力线载波通信技术在配电网中组网的灵活性及可靠性,结合拓扑实例,提出网络模式下配电物联网载波通信系统自适应匹配组网方法.构建配电网络链路通信质量矩阵,根据矩阵元素对网络中各通信节点进行区域网的划分及中继节点的选取,完成网络各通信节点的初步组网;在网络模式下采用混沌粒子群优化算法,依次对各区域网内部节点进行节点间的自适应阻抗匹配优化,根据匹配优化结果调整相应节点的阻抗匹配单元参数,以改善信道衰减特性,增大信道传输容量;在网络匹配完成后更新网络链路通信质量矩阵,对初步组网结果进行修正,在保证通信可靠性的同时减小传输延时,进而实现坚强可靠的组网.与传统蚁群路由算法相比,所提算法考虑了配电网的实际拓扑结构与信道特性,在组网的同时完成了网络中各通信节点间的匹配协调,使得中继节点的选取和链路的分配更合理,其通信容量大,传输延时小,通信更可靠.     

载波通信分布式仿真系统的试验研究

本文阐述电力线载波技术应用的重要性和复杂性,提出以分布式低压电力线载波通信方法建立载波通信仿真试验系统,突破了现有的集中式试验的理念,真实反映了现场实际运行状态,对低压电力线载波通信特性进行全面测试。仿真系统的特点是采用分布式的测试系统,即可检测载波通信参数性能指标,又可检测电力线载波通信系统的路由拓扑以及通信产品的接收信号能力。文中建立了载波仿真环境实验室,通过载波阻抗匹配调节,真实模仿现场各种运行工况下的电力线载波通信环境,了解和掌握载波通信的路由和信号品质变化规律,为电网应用载波通信产品的质量验收提供科学依据。     

电力线载波通信中减小PAPR的预编码方法

为了提高电力线载波通信的可靠性和有效性,提出一种在发送设备端进行的信号处理方法,即相位调整预编码方法。利用了发送多个载波信号相位改变的不同,可以改变多个载波信号叠加功率和,从而减少电力线载波通信的峰均比。分析了峰均比形成的原因,提出了以最小化发送功率为目标函数,求解每个载波发送相位的优化问题。仿真结果表明,该预编码方法能够有效抑制电力线载波通信中过高的峰均比问题,在不增加复杂度的前提下,有效提高了通信的可靠性,证明了该方法的正确性和有效性。     

基于PSO的低压电力线载波通信阻抗自适应匹配

低压电力线载波通信的阻抗匹配电路通常为一个固定的无源电路。设计了基于粒子群算法（particle swarm optimization,PSO）的自适应阻抗匹配系统,并建立了目标函数,通过调节π型无源网络中的电容值来匹配负载阻抗的变化。对负载阻抗为容性、阻性和感性时的电力线载波通信网络仿真,选择载波频率点为150 kHz、260 kHz和480 kHz。结果表明,目标函数均在迭代20次后逐渐取得最优值,证明基于π型无源网络的粒子群算法能够较好的自适应匹配负载阻抗的变化。     

电力线载波通信中的自动增益控制技术

在电力线载波通信系统中,电平的稳定与否直接影响着载波通信系统的传输质量。在恶劣电力线通信环境下,只有努力提高自动增益控制(AGC)水平,才能实现信号电平的稳定。文章介绍了一项针对电力线载波通信数字接收机的自动增益控制技术。在分析研究了各种AGC算法的分类及其应用的基础上,选择其中2种AGC算法,设计出一种模拟和数字相结合的2级AGC控制方案,并通过仿真实验结果证明了该方案的可行性和有效性。     

舰船电力载波通信的阻抗匹配设计

舰船电网是具有各类负载和变电装置的移动式独立电网。首先提出在舰船照明电网中应用电力线载波通信技术(Power Line Communication),具有信道谐波干扰少、负载简单、脉冲噪声可评估,分布广的优势。而后在考虑趋肤效应的影响下分析计算出包括交流电阻、交流电感和相间电容在内的照明电缆参数,根据传输线理论得出舰船照明电网电力线信道特性阻抗、输入阻抗与频率的关系,实现电力载波调制解调器耦合电路与舰船照明电缆线的两种匹配:一是发射端的共轭匹配,使发射功率最大;二是负载端的阻抗匹配,使接收功率最大。同时给出了适用于舰船电网的电力载波耦合电器的阻抗设计参数。     

一种中压电力线通信阻抗匹配电路设计

中压电力线信道特性复杂,其中阻抗失配会对通信质量产生重要的影响。分析了电容型相地耦合装置中耦合电容器和耦合变量器非理想参数引起的插入损耗。建立了匹配电路的模型,采用转移功率增益描述阻抗匹配的效果。以经典无源带通滤波器的结构为基础,保留耦合装置中非理想元件,基于非线性优化算法调整匹配网络的元件值,使得在50~500 kHz范围转移功率增益的平均值达到最大。相关算例表明,该方法有效提高了整个频带的转移功率增益,达到了较好的匹配效果。所设计匹配电路结构简单,易于实现。     

智能计量设备电力线载波通信测试系统的设计

低压电力线载波通信技术已广泛应用于智能计量设备中,但由于恶劣通信环境严重影响系统的稳定性,有必要建立电力线信道模拟平台,实现对载波通信性能的测试。文章基于对低压电力线信道特性的分析,完成了对电力线负载、衰减和噪声模拟器的原理分析与设计实现,并在此基础上建立了智能计量设备载波通信测试系统。开展低压电力线载波通信性能测试,并对测量数据和结果进行了分析。测试系统的建立为相关设备的载波通信性能评估和选型提供了有效的手段和参考依据。     

中压载波通信中阻抗匹配器的设计与实现

针对中压载波组网通信中不同10 kV线路的阻抗及载波信号衰减的差异性,提出了一种较为实用的阻抗匹配器的实现方案,该阻抗匹配器可以适应不同线路的阻抗,并能根据线路载波信号的衰减进行功率分配。该方案对于中压载波通信设备大规模组网应用有一定的参考意义。     

基于本地电气量的无故障跳闸新判据

传统的无故障跳闸判据只检测线路上潮流的突然变化,在潮流转移后线路轻载时容易导致稳定控制装置的误动。文中分析了不同情况下线路首端测量阻抗的特性,揭示了装置安装处的测量阻抗值在线路无故障跳闸时和潮流转移时具有明显差异的机理,提出了基于本地电气量计算出的测量阻抗的无故障跳闸新判据,并用数字仿真验证其有效性。     

无线电能传输中的高频阻抗匹配特性分析

磁谐振式无线电能传输技术是基于磁谐振耦合现象利用近区磁场进行非辐射性、中距离输电的新技术。阻抗匹配技术在无线电能传输中广泛使用,用以增加传输距离,提高传输效率,使负载获最大功率。常规变压器适于在低频下作阻抗匹配,高频时磁芯容易饱和发热,降低传输效率。使用传输线原理绕制的变压器通过线间电感和电容耦合传输能量,可用于高频传输,亦可在无线电能传输系统中使用。文章分析了无线电能传输阻抗匹配原理,分析了传输线原理绕制的变压器匹配特性,使用高频变压器进行了无线电能传输的比较实验。实验结果表明高频变压器可用于无线电能传输,匹配得当时,增加传输距离的同时,可保持传输效率和最大输出电压,是提高无线电能传输性能的一种可选方法。     

基于本地电气量的无故障跳闸新判据的实验验证

基于稳定控制装置安装处的测量阻抗值在线路无故障跳闸时和潮流转移时具有明显差异的机理,形成了基于本地电气量的无故障跳闸新判据,利用HYPERSIM实时数字仿真系统和物理动模系统通过UFV-200C型稳定控制装置对该判据的正确性、可靠性和有效性进行了验证。实验结果表明:基于新判据的稳控装置能可靠区分线路对侧跳闸和潮流转移过程。     

低压电力线载波信道阻抗测试终端的设计与应用

依据自由坐标轴阻抗测试原理,设计了低压电力线载波信道阻抗测试终端,实现了载波信道阻抗模值和阻抗相位的实时测量、数据远程传输以及主站监控计算机对信道阻抗特性的远程监控。阻抗测试终端依据主站监控计算机的控制命令,能够实现在100～500kHz频率范围内的任意5个载波频率点或单一载波频率点处,同时对A、B、C三相或某一相的循环阻抗测试,且载波频率点间的最小间隔为0.1kHz。阻抗测试范围与精度可达到(5～10Ω)±10%、(10～500Ω)±5%。本文分析了公用建筑不同季节和住宅小区冬季载波通信性能较差情况下的电力线信道阻抗测量结果,为电力线阻抗监测及改善电力线载波系统通信性能提供有力手段。     

变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配研究

变压器作为电压的转换装置,在各种自动化、机械化设备中起到了关键作用。为此,为提高变压器性能,研究一种新的变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配方法。该方法首先利用增大测量回路电阻法测量变压器信号源内阻值,然后利用史密斯图法计算传输线负载电阻,最后利用模拟退化智能算法实现变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配。经测试,结果表明:与两种传统阻抗匹配方法相比,所提方法的变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配度达到最大,说明所提方法性能更为优越,有效提高了变压器的可靠性和稳定性。     

电力线正交频分复用通信专用耦合电路的设计与实现

正交频分复用(OFDM)用于低压电力线载波通信能够有效解决噪声、多径和频率选择性衰落等问题。然而，OFDM发送器要求信号在很宽的频带上线性地传输，普通的耦合电路无法满足要求。文中设计了一个能有效减小低压电力线的低阻抗影响的功率匹配和增益平衡电路，用来将信号耦合到电力线上，其传输频带为0．1MHz-30．0MHz。该设计的首要目的是实现网络信号的最大功率传输。在居民区和工业区进行了试验测量，文中说明了试验目的和试验结果。     

基于线路阻抗补偿的互联变流器控制策略

为了解决线路阻抗压降导致互联变流器(IC)传输功率存在偏差的问题,文中提出一种基于线路阻抗补偿的控制策略.首先,该方法借助交流母线处的变换器,向IC侧注入一定频率的谐波,其谐波频率与注入时刻母线电压存在一定函数关系,并在IC侧通过滤波器和锁相环得到谐波频率,结合IC侧的本地功率和电压,获取线路阻抗.然后,在线路阻抗检测的基础上,通过在IC的控制中补偿线路压降,从而在无互联通信的情况下实现功率的准确传输.最后,在MATLAB和StarSim实时仿真平台上搭建交直流混合微电网模型,验证了所提方法的有效性.     

基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案

风电的T型接入改变了系统拓扑和故障特性,导致继电保护整定与配合困难,传统距离保护应用于风电T接线路时存在适应问题。基于风电T接线路拓扑,分析了双保护方向对保护范围的影响,推导了测量阻抗表达式并提取了主要影响参数,指出风电的T型接入影响距离保护的动作性能;鉴于此,提出了基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案。该方案实现了保护方向的唯一化,且保护动作区域能够根据过渡电阻、三端电源电势幅值比、相位差和风电电源等效序阻抗的变化进行自适应调整,提高了保护的可靠性和灵敏性。同时给出了自适应整定阻抗的具体计算方法,一定程度上降低了保护对通信系统的要求。仿真结果验证了所提保护方案的正确性和有效性。