电力工频通信系统信号处理算法的研究.pdf

东北电力大学
硕士学位论文
电力工频通信系统信号处理算法的研究
姓名:汪峰
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:李天云
20080301
摘要本文介绍了双向工频通信系统—技术的特点,对比载波、扩频等目前主要电力线通信技术,对际踉诠谧远硐低持械目尚行院褪涤眯越辛松钊氲姆治觥4幽壳基于际踉诠诘缤⒌某硐低忱纯矗涫导试诵行Ч⒉焕硐搿V要是因为入站信号调制功率过大,导致用户终端通信模块的可靠性较差。降低终端信号调制功率是解决问题的关键所在,这就要求低橙胝拘藕偶觳馐别能力必须得到实质性的提高。本文从有效提取信号特征方面对胝拘藕诺奶卣鹘辛讼晗傅姆治觯对检测方法进行了深入细致的研究。目前,ㄐ畔低橙胝拘藕诺募觳舛嘣时域上,主要是通过差分技术,对信号的强度及其相对位置进行判断,但该方法对电网噪声有一定的要求,特别是国内电网存在较多的随机干扰时,该方法具有一定的局限性。为了获取胝拘藕诺挠行卣鳎疚牟捎檬逼捣治龇法对信号进行特征提取,主要包括短时傅立叶变换,小波变换以及簐植挤椒等。在电网中实现信号的传输,其背景中必然含有大量的电网工频及其谐波成分,给通信信号的检测带来了极大的难度。本文提出利用三相抵消原理来滤除胝拘藕胖械牡缤巢ǜ扇牛馐且恢旨虻ザ钟行У姆椒ā为了更加有效的进行信号的识别,本文提出了先频谱判断后进行分析的方法,即根据有无调制点的信号通过带通滤波器后的频谱系数有较大区别这一特点,在后续分析的前端增加一个带通滤波器,如果通过该带通滤波器后的频谱不大于某个阈值,则可立刻判定该信号中不含有调制点,而无需进行后续处理。这种情况下可免去后续不必要的处理,可大大提高处理的速度。关键词:双向工频通信;入站信号:时频分析;小波变换
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日期:贸誓辍M踉滤咳论文作者签名:二过.』牟一速坚垒否天云论文原创性声明本人声明,所呈交的学位论文系在导师指导下本人独立完成的研究成果。文中依法引用他人的成果,均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人己用于其他学位申交回学校授予的学位证书;学校可在相关媒体上对作者本人的行为进行通报;本人按照学校规定的方式,对因不当取得学位给学校造成的名誉损害,进行公开道歉;本人负责因论文成果不实产生的法律纠纷。一论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属东北电力大学。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为东北电力大学。论文作者签名:请的论文或成果。本人如违反上述声明,愿意承担以下责任和后果:导师签名:
第虑言课题背景随着配电网自动化管理系统建设的展开和深入,需要对馈线、开关、用户变等各类配电一次设备实施有效监控;对各种电量电费进行及时统计;对设备、人员实现动态管理:并对整个配电网络拓扑优化和重构,这些均涉及单元间元监控节点间、节点和控制中心间氖萃ㄐ牛虼吮匦胍>弑敢桓龀杀镜汀效率高的双向通信系统弧电力线连通千家万户,甚至每一个房间、每一个用电设备,因此电力网络是已有的最广泛的有线网络。若能以现有的电力网络作为信道,对用电设备进行实时监控,其经济性、便利性等方面都具有其它通信信道无可比拟的优势。利用现有的、电力部门完全控制的电力网络作为信道,实现信息的传输和交换,不必另外铺设其它通信信道从而大大节省信道的投资与维护,也可以不占用或少占用公用信道从而保证信息传输的可靠性与安全性。因此,研究电力线通信技术具有重大的实用价值口一然而,电力线不同于光纤、同轴电缆、双绞线等专用的通信媒质,它的主要功能是电力传输,所以电力线的设计不可能兼顾数据通信的技术要求。特别是配电线路上存在大量的噪声,负载配置情况复杂且工作状态随时变化,导致电力线传输特性是时变的,给在电力线上实现信息的可靠传输带来极大的困难。因此,如何在电力配电网中实现信息的可靠传输就成为一个非常有实际意义的研究课题。目前,国内大多采用载波方法来实现电力线通信。但由于载波信号不能通过配电变压器,因而载波法在不同电压等级的电力线路上不能实现直接传输,目前主要是采用低压载波和中压载波在配电变压器处加装桥接设备,或是在配电变压器台区接入其它通信信道,所有这些都存在着辅助设备多、成本高的缺点,而且还存在传输准确率低的问题。由于通信手段滞后,严重制约了国内配电网自动化的实施。因此,必须选择一种成本低、通信可靠的电力线通信方案。
电力线通信技术的研究现状双向工频自动通信系统是近年来发展起