一种能跨变压器台区的电力远程抄表系统

该电流折算到10kV母线上是50×220/10000=1.10A。而作为一个中型变电所其母线（10kV/传输母线）上的电流大概是1000A左右，背景信号与上行电流信号的比值接的1000：1。显然要准确地检测出有用信号是相当难度的，这里完全没有考虑信号的衰减情况。下行电压信号过零点附近电压畸变率不到0.5%。检测过程中的一项重要任务是背景信号的去除。这里需要判别调制信号的有无，对调制信号本身的大小和形状并无过多要求。为了检测跨台区抄表系统中的调制信号，需对所采数据预处理。预处理采用数字差分技术（Digital diffe

rence technique）。

    3.1 数字差分

数字差分是用前一次的采样值与当前的采样值进行差运算。如图3所示，可以用方程（1）描述：

d(t1)=F(t1)-F(t1-T)    （1）

如果，F（t）=A1Sin(ω1t),T是电力信号周期，当无调制信号时，d(t1)=0。从这个结果可以看出，由式（1）所描述的数字差分技术应用到具有稳定周期的周期信号时，其差分结果恒等于零。这种方法，很容易实现下行信号的背景消除。同时可以减弱电网中整数次谐波信号的影响。

图3对应下行信号的bit“0”，调制信号emod叠加在第一周期的电压过零点，使其电压微弱形变，显然差分的结果d(t1)=emod。但由于各种家用电器的影响及电力负载开关的切换，再加上电网中的各种非整次谐波的干扰，数字差分所得emod往往淹沿在噪声中，影响一次抄表成功率。

跨变压器台区自动抄表系统中调制信号的波形特征已知，抄表过程中仅仅需要判别在电压过零点附过近有无信号，这是一种基于先验知识的信号检测，可以采用匹配滤波技术。

3.2 匹配滤波

对于单频率的周期信号，窄带滤波器可以使输出滤波器的信噪比大大提高。但对于非周期信号，窄带滤波器不一定是最佳的。对于确定的输入信号s(t)，可以设计一定是最佳的。对于确定的输入信号s(t)，可以设计一种匹配于待测信号的滤波器，这就是匹配滤波器。理论证明，当让加性白噪声与信号通过匹配滤波器时，滤波器输出信噪比达到最大。匹配滤波器脉冲响应函数与待测信号s(t)成径向对称，即h(t)=ks（t-t0）。这里，h(t)是滤波器系统函数，k为系统增益，t0是待测信号待续时间。令表示调制信号的功率，白噪声的功率谱密度为N0/2，那么由匹配滤波原理可推出：输出信噪比。可见，增加跨台区自动抄表系统调制信号的持续时间以提高发送信号的功率有利于接收端信号的检测。匹配滤波器在时域上等同于互相关，实现起来更容易，而且互相关运算与卷积运算只有符号的差异，可以采用FFT快速算法实时处理数据[3,4]。

采集模块与主站分别采用不同的方法得到互相关数据。对于采集模块而言，可以在用户端采样，多周期同步累加去除干扰测得主站调制的下行信号数据，该数据存储于采集模块存储器中用于匹配滤波；对于主站而言，因为不同的采集模块有很大的分散性（元器件、安装位置），不能采用同一滤波常数。采集模块所发送上行信号前面有前导位，用于主站确定采集信号的窗口位置，同时自适应地调整匹配滤波器的参数。

3.3 差错控制编码技术

配电网的主要功能是传输电路，并不是为电力通信设计，信号传输过程中会遇到各种干扰。其中，影响最大的是电网中的脉冲噪声。脉冲噪声具有瞬间、高能量、覆盖频率范围广的特点。当抄表系统被脉冲噪声干扰时，前面几种信号处理办法均无能为力，需借助纠错编码技术。所谓纠错编码，也叫差错控制编码。其基本实现方法是在发送端将被传输的信息码元附上一些监督码元，这些多余的码元与信息码位之间有某种确定的约束规则（由生成

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