載波通信在線變關(guān)系中的應(yīng)用

吳浩然 劉鑫 師廣帥

在城市發(fā)展過(guò)程中，其具有的配電網(wǎng)在不斷地?cái)U(kuò)張，以此整體電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜。電網(wǎng)在運(yùn)用過(guò)程中，由于頻繁轉(zhuǎn)換和供給，使得其自身的負(fù)荷嚴(yán)重，并且由于線路檢修和接入，使得其自身的關(guān)系存在較大的異動(dòng)。傳統(tǒng)人工巡線的方式，在進(jìn)行線變關(guān)系的處理過(guò)程中，存在工作量大，工作效率低等劣勢(shì)無(wú)法滿足電網(wǎng)線變關(guān)系的發(fā)展需要。為解決此類問(wèn)題，現(xiàn)如今會(huì)運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析和工頻畸變技術(shù)對(duì)其進(jìn)行識(shí)別和處理。配電網(wǎng)設(shè)備、線路以及連接關(guān)系需要運(yùn)用配電網(wǎng)拓?fù)溥M(jìn)行制衡提闡述和分析，因此配電網(wǎng)拓?fù)淠転殡娋W(wǎng)智能化發(fā)展作基礎(chǔ)性支撐，使得整體電網(wǎng)調(diào)度具有可靠性，能夠在故障出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行自我及時(shí)處理。

一、基于FEC糾錯(cuò)與阻抗自適應(yīng)的線變關(guān)系識(shí)別項(xiàng)目研究的意義

為解決配電網(wǎng)站的隸屬關(guān)系中動(dòng)態(tài)變化，探究其中具有的頻次高，梳理復(fù)雜等問(wèn)題，現(xiàn)階段正在研究一種基于FEC糾錯(cuò)與阻抗自適應(yīng)的線變關(guān)系識(shí)別的方法。該方法利用載波信號(hào)在低壓側(cè)負(fù)載處及其他分支分流比小、本支路變壓器中壓側(cè)分流比大的特點(diǎn)，通過(guò)在0.4kV側(cè)注入一定頻率的載波信號(hào)，檢測(cè)中壓側(cè)載波信號(hào)的相關(guān)特性以識(shí)別線變關(guān)系[1]。通過(guò)對(duì)中壓側(cè)的信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，分解得到中壓側(cè)載波特定頻率的載波信號(hào)，通過(guò)對(duì)該載波信號(hào)的分析完成站線變關(guān)系的識(shí)別，構(gòu)建出清晰、完整的中壓配電網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)為線損計(jì)算、故障判別提供技術(shù)與數(shù)據(jù)支撐。

在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，清晰的線變關(guān)系不但可以直接提升供電公司的經(jīng)濟(jì)效益，提升服務(wù)水平，并對(duì)供電公司在自身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，企業(yè)品牌形象都有積極的推動(dòng)作用，還能降低資源損耗，提高能源利用率，管理也更加高效[2]。此外，電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)線變關(guān)系逐漸清晰，混亂問(wèn)題得以減少后，供電服務(wù)和電壓質(zhì)量投訴與報(bào)修也會(huì)減少，真正有效地做到了維護(hù)供電企業(yè)的良好形象，提升企業(yè)的有效發(fā)展。

二、基于FEC糾錯(cuò)與阻抗自適應(yīng)的線變關(guān)系識(shí)別研究方法

（一）中壓載波通信中FEC糾錯(cuò)技術(shù)研究方法

在提升電網(wǎng)穩(wěn)定性使得其中線變關(guān)系得以有效探查過(guò)程中，研究人員從FEC糾錯(cuò)與阻抗自適應(yīng)的線變關(guān)系進(jìn)行研究，探索其中的識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)，使得此項(xiàng)目能夠?qū)φw電網(wǎng)的運(yùn)行提供更大的便利服務(wù)[3]。基于此，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)FEC糾錯(cuò)與阻抗自適應(yīng)的線變關(guān)系識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)的研究。最先需要研究的就是壓載波通信中FEC糾錯(cuò)技術(shù)。在此過(guò)程中，需要利用FEC技術(shù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電力載波通信的編碼、糾錯(cuò)，保障在復(fù)雜多變的通信環(huán)境下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備的信號(hào)耦合及提取，從而能夠明確配電網(wǎng)的線變歸屬關(guān)系。

（二）載波通信芯片內(nèi)嵌的阻抗自適應(yīng)算法研究方法

在電力輸送過(guò)程中，高頻信號(hào)在傳輸線上傳播時(shí)，如果遇到阻抗不連續(xù)點(diǎn)會(huì)引起波的折射和反射，從而線路上會(huì)出現(xiàn)駐波，無(wú)法使信號(hào)功率傳輸達(dá)到最大甚至?xí)?duì)傳輸線造成損壞。為此，在實(shí)際研究時(shí)應(yīng)運(yùn)用阻抗匹配的方式，而在進(jìn)行運(yùn)用過(guò)程中，需要設(shè)置相應(yīng)的匹配目標(biāo)，一般情況下會(huì)將其分為三類。第一類，為使信號(hào)源的輸出功率不斷提升，達(dá)到最大值，應(yīng)輸入阻抗與源阻抗匹配。第二類，為減小整體輸送能量的反射效應(yīng)，在進(jìn)行電路輸出過(guò)程中，應(yīng)以輸出阻抗和負(fù)載為基礎(chǔ)進(jìn)行匹配[4]。第三類，需要從信號(hào)源著手對(duì)其最大輸出功率進(jìn)行研究，使其減少能量反射的同時(shí)，輸入阻抗與源阻抗、輸出阻抗與負(fù)載阻抗同時(shí)匹配。簡(jiǎn)而言之就是將第一類和第二類進(jìn)行融合。通常意義上的阻抗匹配就是在負(fù)載和傳輸線中間加入一個(gè)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，使電力線負(fù)載的輸入阻抗同信號(hào)源的阻抗匹配，從而達(dá)到信號(hào)的最大功率傳輸。自動(dòng)阻抗匹配系統(tǒng)就是在負(fù)載阻抗發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)源匹配網(wǎng)絡(luò)的元件參數(shù)值，使輸入阻抗實(shí)時(shí)與信號(hào)源阻抗達(dá)到共軛。自動(dòng)阻抗匹配系統(tǒng)將負(fù)載阻抗的變化作為擾動(dòng)量，對(duì)負(fù)載阻抗進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量，并通過(guò)迭代計(jì)算對(duì)匹配電路的元件進(jìn)行最優(yōu)化的計(jì)算，通過(guò)辨識(shí)器來(lái)判斷是否是最優(yōu)值，將最優(yōu)值反饋到系統(tǒng)的匹配電路中。實(shí)際應(yīng)用中利用網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)電力線信道阻抗進(jìn)行測(cè)量，得到電力線等效的輸入阻抗。自動(dòng)阻抗匹配系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

（三）非接觸式超高精度小信號(hào)采集提取技術(shù)研究方法

在進(jìn)行電網(wǎng)線變性的研究過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)由DSP+FPGA高速芯片組成的全數(shù)字控制系統(tǒng)，將實(shí)現(xiàn)非接觸式超高精度小信號(hào)提取。此種信號(hào)的提取方式能夠在有效保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)免停電操作，并且達(dá)到對(duì)電網(wǎng)無(wú)任何不良影響的效果。

（四）基于大數(shù)據(jù)的相似性特征提取算法研究方法

不同信號(hào)調(diào)制方式下，信號(hào)的細(xì)節(jié)分量在同一分解水平下存在較大差異，而細(xì)節(jié)分量幾乎包含了信號(hào)的全部細(xì)節(jié)信息，從而直接反映了信號(hào)的變化情況。本項(xiàng)目在研究過(guò)程中，從大數(shù)據(jù)理論著手分析，提出一種結(jié)合時(shí)域分析和改進(jìn)雙譜的通信信號(hào)特征提取算法。該計(jì)算方法能在不損害網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)場(chǎng)保證信號(hào)識(shí)別精度，從而達(dá)到對(duì)電網(wǎng)中的線性變化全面檢測(cè)的效果，以此提升電網(wǎng)管理的自動(dòng)化能力。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在配電網(wǎng)不斷發(fā)展和延伸過(guò)程中，其規(guī)模和設(shè)備數(shù)量不斷擴(kuò)大，使得自身結(jié)構(gòu)存在極高的復(fù)雜性，并且其連接的變壓器數(shù)量較多，運(yùn)用人工維護(hù)配電網(wǎng)具有一定的缺點(diǎn)，從而造成配電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ唾|(zhì)量無(wú)法提升，整體關(guān)系不夠完善的現(xiàn)象，使得起系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中無(wú)法對(duì)線路中的變形進(jìn)行探究。而在運(yùn)用FEC技術(shù)過(guò)程中能夠有效實(shí)現(xiàn)電力載波通信的維護(hù)，使得電網(wǎng)在如此復(fù)雜情況下，也能進(jìn)行配電線變歸屬關(guān)系的明確和探究，既能提升整體的工作效率，又能為電網(wǎng)的維護(hù)提供智能化考量方式，促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展得更加均衡。

參考文獻(xiàn)：

[1]佘蕊，張寧池，王艷茹，等.面向配電網(wǎng)大規(guī)模接入的CSMA-NOMA電力線載波通信系統(tǒng)的研究[J].供用電，2021，38（11）：20-26+32.

[2]陳霄，王黎明，季欣榮，等.基于高速載波通信高頻采集數(shù)據(jù)的電能表運(yùn)行誤差監(jiān)測(cè)模型[J].電氣自動(dòng)化，2021，43（05）：79-81+85.

[3]李蕊，丁寧，史鵬博，等.低壓配電網(wǎng)電力線載波通信脈沖噪聲過(guò)濾系統(tǒng)[J].微型電腦應(yīng)用，2021，37（09）：77-79+87.

[4]楊麗，張知，李倩，等.基于高速電力線載波通信的智能終端設(shè)計(jì)[J].河北電力技術(shù)，2021，40（04）：1-5+14.