电力信息物理系统中低压电力线载波通信可靠组网方法研究

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1、电力信息物理系统中低压电力线载波通信可靠组网方法研究ResearchonReliableNetworkingMethodofLowVoltagePowerLineCarrierCommunicationinPowerGridCyberPhysicalSystem学科专业：电气工程作者姓名：王林林指导教师：杨挺教授天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十一月摘要随着智能电网信息物理系统研究的不断开展，低压电力线载波通信可靠性问题日益引起人们的关注。以共享电力线作为通信介质的载波通信技术，其信道环境的共享性、开放性决定了载波通过程信易受用电网络环境影响，因此研

2、究电力线载波通信可靠组网方法具有重要意义。首先，本文选取以电量数据感知为基础的用电信息采集系统为例，对低压用电网络噪声环境进行分析。随后，以电路中二端口网络为基础对线路参数、阻抗匹配、多径效应等对信号传输过程产生的影响进行分析，介绍了目前普遍采用的载波信道多径传输模型。然后，对低压用电网络拓扑结构进行总结，简要介绍了目前常用的几种载波路由求解方法。针对分簇路由算法中的不足，本文从影响低压载波通信误码率的机理出发，建立以设备信噪比为权重的赋权网络可靠性分析模型，并结合图论中极小连通支配集概念，提出了一种基于极小连通支配集的电力线载波路由算法，以达到提升电网CPS

3、通信可靠性的目的。仿真实验结果表明，与分簇组网方法相比，本文方法可实现不同规模的载波网络组网，在相同信道条件下网络平均误码率明显降低，起到了提升电网CPS通信可靠性的目的。关键词：电网CPS，低压电力线载波通信，可靠性，用电信息采集，极小连通支配集IABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentoftheresearchontheinformationphysicalsystemofthesmartgrid,theproblemofthereliabilityofthelowvoltagepowerlinecarriercommuni

4、cationhasattractedmoreandmoreattention.Powerlinecarriercommunicationtechnologyusespowerlineascommunicationmedium.Duetothesharedandopencharacteristicsofthepowerline,thecarriercommunicationprocesswillbeaffectedbythepowernetworkenvironment.Therefore,itisofgreatsignificancetostudytherel

5、iablenetworkmethodofpowerlinecarriercommunication.Firstly,thispaperselectsthepowerinformationcollectionsystem,whichisforthepurposeofpowerdataperceptionasanexample,toanalyzethestructureoflow-voltagepowernetworkandnoiseenvironment.Then,basedonthetwoportnetworkofthecircuit,theinfluence

6、ofthelineparameters,impedancematching,multipatheffectonthesignaltransmissionprocessareanalyzed,andthewidelyusedcarrierchannelmultipathtransmissionmodelisintroduced.Then,thetopologyoflow-voltagepowernetworkissummarized,andseveralcommonlyusedmethodsofcarrierroutingareintroduced.Inview

7、oftheshortageofclusteringroutingalgorithm,thispaperstartsfromthemechanismoflowbitratecarriercommunication,andestablishestheweightednetworkreliabilityanalysismodelbasedontheequipmentsignal-to-noiseratioastheweight.Basedontheconceptofminimalconnecteddominatingsetingraphtheory,apowerli

8、necarrierroutingalg