10kv中压输电线通信信道特性分析与信道建模分析-(5268)

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1、华北电力大学硕士学位论文之一是用以传送配网自动化系统各种信息的通信问题。在各种通信方式中，光纤、电力线载波、无线通信方式都比较适合配电网的特点。但无线通信可靠性差，不适合在市区及多山地区使用。光纤可靠性高，但需要重新铺设线路，安装施工不便。而lOkV配电线路从变电所出发可以延伸到线路上的任一测、控点。从配电网的拓扑分布特点和综合成本的角度考虑，电力线通信是实现配网自动化的最为理想通信方式。由于电力线的主要作用是实现电能的传输和分配，其采用总线型结构通过配电变压器对低压用户进行供电。中压输电线在制造工艺和架设方法上并未考虑其对传输载波信号的影响，因此和那些专用得通信线路相比电力线信道具有高噪声

2、和高衰减等不利于信号传播的特性。要利用电力线通信就要克服这些困难。中压输电线通信信道和一些专用的通信线路相比，其信道环境极为恶劣。主要表现在：(1)配电线的传输距离较长，一般为几百米到几千米。过长的距离导致高频信号衰减严重。虽然和低压线路相比较其拓扑结构较简单，但中压配电网中的某些分支线路较低压线路长很多，这就导致了在一些中压线路进行高频信号传输时产生由于信号折射和反射而产生的多径效应不容忽略，以及由此产生的频率选择性衰减更加严重。(2)在广阔的范围上遇到干扰信号。无线广播信号、闪电、无功率补偿电容器组以及配电变压器低压侧的噪声都会对信号产生影响。而接入电力线的某些重型设备的开断，电路短路或

3、电源切换等产生的剧烈脉冲更会对信号波形产生严重影响。(3)配电线网络上的阻抗随负载的变化会有大幅度的变化，在不同的用电时段之间变化较大，具有较强的时变性。以前由于技术和设备的原因，中压输电线通信只能保持在较低的速率。但近年来随着低压电力线高速数据通信技术的日益发展成熟，各种高速电力线通信技术有从低压应用向中压应用过渡的趋势。这种变化也使中压输电线通信从低速数据传输向高速数据传输发展。1．2本课题得主要工作及论文的组织结构本课题的完成的工作主要包括以下几个方面：分析中压输电线的网络拓扑结构并给出数据测量方法，通过和高压与低压线路的比较得出其在数据通信方面优缺点；通过数据分析比较两类中压输电线(

4、架空线与地埋线)信道特性，得到两者的异同并给出一个适合中压输电线高速通信的频率范围；中压输电线信道阻抗、噪声与衰减特性分析，建立中压输电线信道的噪声模型和信道衰减模型。3华北电力大学硕士学位论文本论文的组织结构如下：第二章介绍了中压输电线的网络结构和架设形式，比较了中压输电线通信与高压和低压电力线通信的区别，分析了其优点和实现的主要困难。然后分别给出了中压输电线信道阻抗特性、噪声特性和衰减特性数据的测量方法。第三章根据中压输电线的两种架设方式(架空与地埋)的不同，分别对两种线路的阻抗特性、噪声特性与衰减特性做了比较；分析了两者的差异和共同点及其差异的产生原因，比较了他们的优缺点；最后通过分析

5、得到了一个适合中压输电线通信的频段。第四章利用信号处理的方法对中压输电线信道的阻抗特性、噪声特性和衰减特性做了详细的数据分析。分析了信道的输入阻抗随频率、时间等变化的规律；对中压信道噪声进行了分类并对每类噪声做了详细的分析；分析了中压信道衰减特性的变化规律及其影响因素。第五章分别对中压输电线信道的噪声特性和衰减特性进行了建模研究。根据上一章噪声的分类对三种噪声进行了分类建模，这里利用了噪声信号的时域波形包络并采用的数字信号处理中的频谱分析和AR滤波器等方法对噪声进行建模；利用三种建模方法对中压信道的衰减特性进行建模研究，分析了他们的优缺点。4华北电力大学硕士学位论文第二章中压输电线网络结构及

6、数据测量要对中压输电线通信信道特性进行分析首先要采集其信道的阻抗、噪声和衰减等数据，要采集数据这就了解中压输电线的网络拓扑结构并根据中压输电线的结构特点设计数据采集方案，并依此选择所需要的仪器设备。本章前半部分着重讲述中压线路的网络拓扑结构和架设方式，后半部分列出数据测量所用的仪器设备并给出数据测量方案。2．1中压输电线网络结构概述要想利用中压输电线进行数据通信，首先要分析中压输电线的信道特性。典型的电力线网络分为三个部分：高压输电网络(220kv)，中压输电网络(10kV／35kV)以及低压配电网络(220V／380V)。他们分别负责电厂到变电站，变电站到配电变压器和配电变压器到一般用户的

7、电能传输。2．1．1中压输电线的拓扑结构及其特点图2．1是一个典型电力线网络的拓扑结构图。其中中压输电线部分是用框图框起来部分，也是本课题的主要研究对象。图2．1电力线网络的拓扑结构图5华北电力大学硕士学位论文从图2-1中可以观察出中压输电线路的网络拓扑是总线式结构的，连接配电变压器的分支线路依次连接到主线路上。同时可以看到高压线路的拓扑结构也是总线结构而低压线路则是树型的拓扑。虽然中压线路和高压线路有着相同