一种基于配电网的跨变压器台区电力通信技术

c必然导致调制变压器一次侧ic电流的形成，通过主变引起一个电压降emod=-Li(d/dt)ic，此时的调制电压叠加于电网电压波形上，从而完成一次调制过程。根据调制变压器和主站变压器的内部参数，可以通过调整Rc、Lc的值来得到需要的调制信号的强度及位置。
　　
　　图2
　　
　　上行电流信号的发送调制与下行电压信号的调制原理基本相同，但是利用电流形变来携带信息，由用户端调制设备来完成。
　　
　　3信号的解调
　　
　　跨变压器台区电力通信中信号的检测是一种大背景下小信号的检测。以主站上行电流信号的检测为例，若采集模块在电压过零附近调制一个50A的峰值电流信号脉冲（对应电压零点瞬间功率很小），该电流折算到10kV母线上是50×2200/10000=1.10A。而作为一个中型变电所其母线（10kV传输支线）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近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跨变率不到1%。检测过程中的一项重要任务是背景信号的去除。这里需要差别有无调制信号，对调制信号本身的大小和形状差不过多要求。跨变压器台区电力通信系统可以采用时域方法解调信号。
　　
　　信号的检测采用数字差分技术，用前一次的采集值与当前的采样值进行做差运算。如图3所示，可以用下面的方程描述出来：
　　
　　d(t1)=F(t1)-F(t1-T)(1)
　　
　　经过推导可得：
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　（2）式为跨变压器台区通信系数数字差分检测不同算法提供了理论依据。实践证明，数字差分技术对电网的整次谐波有很强的抑制能力。
　　
　　下行电压信号的检测：
　　
　　图4（a）表示的下行电压信号的bit"0"，两个周期表示一位，调制信号叠加在第二个周期电压过零点附近。若调制信号叠回在第一个周期，则表示下行电压信号的bit“1”。为了检测信号的方便，将图4（a）波形全波整流得到图4（b）波形。图4（b）中高有两个比较电平V1和V2，通过单片机的定时器分别测得比较电平对应时间量t11,t12,t13,t14,t21,t22,t23,t24,令Δt=(t21-t11+t22-t12)+(t13-t23+t14-t24)，不考虑噪声及电网频率的变化，当电网中没有工频通信调制信号时，Δt的值为零，反之，存在调制信号，同时可以根据Δt的正负来判断所接收到的信号是“0”还是“1”。这种方法，算法简单，硬件实话容易，对于电网干扰较小的居民应用是可行的。但电网频率的波动、家用电器的干扰、检测系统时间基准的变化等很容易影响接收数据判断的正确性，则需要采用后面所述的抗干扰措施。
　　
　　上行电流信号的检测：为了削弱背景电流的影响，在主站接收端对三相电流进行移相叠加，去除大背景信号的影响，然后利用相邻波形进行特征检测。根据采集模块利用电压波形过零区域调制的特性，主站接收端只需在电压过零附近设置检测窗口，然后利用相应的正交验测矩阵判断当前电流调制波形所携带的信息。
　　
　　4信号检测过程中的抗干扰技术
　　
　　配电网并不是理想的通信媒介，从前面的原理可以看出，采用差分技术解调能够去聊电网整次谐波的干扰，但电网的非整次谐波有可能干扰跨变压器台区通信的信号检测。相关原理、神经网络信号辨识及纠错码技术均可

《一种基于配电网的跨变压器台区电力通信技术(第2页)》