载波通信在线变关系中的应用

2021-12-24 07:24吴浩然刘鑫师广帅
科技信息·学术版 2021年3期
关键词:电力线载波配电网

吴浩然 刘鑫 师广帅

在城市发展过程中,其具有的配电网在不断地扩张,以此整体电网结构日益复杂。电网在运用过程中,由于频繁转换和供给,使得其自身的负荷严重,并且由于线路检修和接入,使得其自身的关系存在较大的异动。传统人工巡线的方式,在进行线变关系的处理过程中,存在工作量大,工作效率低等劣势无法满足电网线变关系的发展需要。为解决此类问题,现如今会运用大数据分析和工频畸变技术对其进行识别和处理。配电网设备、线路以及连接关系需要运用配电网拓扑进行制衡提阐述和分析,因此配电网拓扑能为电网智能化发展作基础性支撑,使得整体电网调度具有可靠性,能够在故障出现时进行自我及时处理。

一、基于FEC纠错与阻抗自适应的线变关系识别项目研究的意义

为解决配电网站的隶属关系中动态变化,探究其中具有的频次高,梳理复杂等问题,现阶段正在研究一种基于FEC纠错与阻抗自适应的线变关系识别的方法。该方法利用载波信号在低压侧负载处及其他分支分流比小、本支路变压器中压侧分流比大的特点,通过在0.4kV侧注入一定频率的载波信号,检测中压侧载波信号的相关特性以识别线变关系[1]。通过对中压侧的信号进行经验模态分解,分解得到中压侧载波特定频率的载波信号,通过对该载波信号的分析完成站线变关系的识别,构建出清晰、完整的中压配电网络,同时为线损计算、故障判别提供技术与数据支撑。

在电网运行过程中,清晰的线变关系不但可以直接提升供电公司的经济效益,提升服务水平,并对供电公司在自身结构优化,企业品牌形象都有积极的推动作用,还能降低资源损耗,提高能源利用率,管理也更加高效[2]。此外,电网运行时线变关系逐渐清晰,混乱问题得以减少后,供电服务和电压质量投诉与报修也会减少,真正有效地做到了维护供电企业的良好形象,提升企业的有效发展。

二、基于FEC纠错与阻抗自适应的线变关系识别研究方法

(一)中压载波通信中FEC纠错技术研究方法

在提升电网稳定性使得其中线变关系得以有效探查过程中,研究人员从FEC纠错与阻抗自适应的线变关系进行研究,探索其中的识别关键技术,使得此项目能够对整体电网的运行提供更大的便利服务[3]。基于此,相关人员应对FEC纠错与阻抗自适应的线变关系識别关键技术的研究。最先需要研究的就是压载波通信中FEC纠错技术。在此过程中,需要利用FEC技术的特点,实现电力载波通信的编码、纠错,保障在复杂多变的通信环境下实现准备的信号耦合及提取,从而能够明确配电网的线变归属关系。

(二)载波通信芯片内嵌的阻抗自适应算法研究方法

在电力输送过程中,高频信号在传输线上传播时,如果遇到阻抗不连续点会引起波的折射和反射,从而线路上会出现驻波,无法使信号功率传输达到最大甚至会对传输线造成损坏。为此,在实际研究时应运用阻抗匹配的方式,而在进行运用过程中,需要设置相应的匹配目标,一般情况下会将其分为三类。第一类,为使信号源的输出功率不断提升,达到最大值,应输入阻抗与源阻抗匹配。第二类,为减小整体输送能量的反射效应,在进行电路输出过程中,应以输出阻抗和负载为基础进行匹配[4]。第三类,需要从信号源着手对其最大输出功率进行研究,使其减少能量反射的同时,输入阻抗与源阻抗、输出阻抗与负载阻抗同时匹配。简而言之就是将第一类和第二类进行融合。通常意义上的阻抗匹配就是在负载和传输线中间加入一个阻抗匹配网络,使电力线负载的输入阻抗同信号源的阻抗匹配,从而达到信号的最大功率传输。自动阻抗匹配系统就是在负载阻抗发生变化时,自动调节无源匹配网络的元件参数值,使输入阻抗实时与信号源阻抗达到共轭。自动阻抗匹配系统将负载阻抗的变化作为扰动量,对负载阻抗进行实时的测量,并通过迭代计算对匹配电路的元件进行最优化的计算,通过辨识器来判断是否是最优值,将最优值反馈到系统的匹配电路中。实际应用中利用网络分析仪对电力线信道阻抗进行测量,得到电力线等效的输入阻抗。自动阻抗匹配系统构成如图1所示。

(三)非接触式超高精度小信号采集提取技术研究方法

在进行电网线变性的研究过程中,应通过由DSP+FPGA高速芯片组成的全数字控制系统,将实现非接触式超高精度小信号提取。此种信号的提取方式能够在有效保证数据准确的同时,实现免停电操作,并且达到对电网无任何不良影响的效果。

(四)基于大数据的相似性特征提取算法研究方法

不同信号调制方式下,信号的细节分量在同一分解水平下存在较大差异,而细节分量几乎包含了信号的全部细节信息,从而直接反映了信号的变化情况。本项目在研究过程中,从大数据理论着手分析,提出一种结合时域分析和改进双谱的通信信号特征提取算法。该计算方法能在不损害网络的基础场保证信号识别精度,从而达到对电网中的线性变化全面检测的效果,以此提升电网管理的自动化能力。

结束语

总而言之,在配电网不断发展和延伸过程中,其规模和设备数量不断扩大,使得自身结构存在极高的复杂性,并且其连接的变压器数量较多,运用人工维护配电网具有一定的缺点,从而造成配电网拓扑模型质量无法提升,整体关系不够完善的现象,使得起系统在实际运用过程中无法对线路中的变形进行探究。而在运用FEC技术过程中能够有效实现电力载波通信的维护,使得电网在如此复杂情况下,也能进行配电线变归属关系的明确和探究,既能提升整体的工作效率,又能为电网的维护提供智能化考量方式,促进电网发展得更加均衡。

参考文献:

[1]佘蕊,张宁池,王艳茹,等.面向配电网大规模接入的CSMA-NOMA电力线载波通信系统的研究[J].供用电,2021,38(11):20-26+32.

[2]陈霄,王黎明,季欣荣,等.基于高速载波通信高频采集数据的电能表运行误差监测模型[J].电气自动化,2021,43(05):79-81+85.

[3]李蕊,丁宁,史鹏博,等.低压配电网电力线载波通信脉冲噪声过滤系统[J].微型电脑应用,2021,37(09):77-79+87.

[4]杨丽,张知,李倩,等.基于高速电力线载波通信的智能终端设计[J].河北电力技术,2021,40(04):1-5+14.

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