低压电力线载波通信载波信号衰减特性研究.docx

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1、低压电力线载波通信载波信号衰减特性争论刘志华;檀盼盼;纪会文;张成文【摘 要】低压电网载波通信信号在电力线上传输时存在衰减.通过实践争论和分析觉察,我国低压电网的载波信号衰减具有肯定的变化规律;在频率为 80 500 kHz 载波信号中,频率为 250 kHz 左右的载波信号衰减最大,沟通电电压过零时刻与非过零时刻载波信号衰减差异不大.结合噪声特性,载波通信应承受较高的载波频率,在电压过零点四周分时通信.【期刊名称】华北电力技术【年(卷),期】2023(000)001【总页数】4 页(P29-32)【关键词】载波通信;衰减特性;电压过零点【作 者】刘志华;檀盼盼;纪会文;张成文【作者单位】廊坊

2、供电公司营销部,河北廊坊 065000;大连供电公司营销部,辽宁大连 116001【正文语种】中 文【中图分类】TM73低压电力线载波通信载波信号衰减特性争论刘志华，檀盼盼，纪会文，张成文(1.廊坊供电公司营销部，河北廊坊 065000; 2.大连供电公司营销部，辽宁大连116001)摘要:低压电网载波通信信号在电力线上传输时存在衰减。通过实践争论和分析觉察，我国低压电网的载波信号衰减具有肯定的变化规律;在频率为 80500 kHz 载波信号中，频率为 250 kHz 左右的载波信号衰减最大，沟通电电压过零时刻与非过零时刻载波信号衰减差异不大。结合噪声特性，载波通信应承受较高的载波频率，在电压

3、过零点四周分时通信。关键词:载波通信;衰减特性;电压过零点中图分类号: TM73文献标识码: BDOI:10.16308/ki.issn1003-9171.2023.01.007Research on Attenuation Characteristics of Communication Signal Through Low Voltage CarrierLiu Zhihua，Tan Panpan，Ji Huiwen，Zhang Chengwen(1.Langfang Power Supply Company，Langfang 065000，China; 2.Dalian Power Sup

4、ply Company，Dalian 116001，China)Abstract: Communication signal would attenuate when transferring through.Based on the practice research and analysis it was found that the signal attenuation in low voltage power carrier followed some rules.Thesignal which the frequency was about 250 kHz got the maxim

5、umattenuation when signal frequency varied from 80 kHz to 500 kHz，and the attenuation of signals was almost the same whether the AC voltage crossed the zero point or not bined with the noise characteristics， carrier communication should apply higher carrier frequency to communicate when the voltage

6、near zero points.Key words: carrier communication，attenuation characteristics，zero point of voltage0 引言国家电网规模化建设的用电信息采集系统已经取得了良好的应用成效。采集系统中， 本地信道中，利用低压电力线作为通信信道的本地通信模式占到 90%以上，并日益表达出其优势。但由于低压电力线是特地用来传输电能的，而不是专为传输信号而设计的，因此，利用电力线作为信道来传输信号就要先争论它的信道特性，以便承受适当的技术和措施实现安全牢靠的通信。对于全部的通信信道，噪声、阻抗和信号衰减是打算其性能的根本参

7、数。国内外的相关文献显示，对电力线上的噪声和阻抗的争论较多，而信号衰减的争论甚少，需要对低压电力线上不同频率的载波信号进展衰减争论，以便完善对低压电力线载波通信信道的通信特性的争论。1 载波信号衰减争论内容及影响因素1.1 争论内容载波信号衰减是指发送端发出的载波信号，经过电力线传输，到达接收点后，其信号幅值的变化量，一般用发送端信号幅值与接收端信号幅值的比值取对数，以 dB 表示。低压电力线一般由铜或其他良导体加工而成，其本身的阻抗很小，对不同频率的信号，其阻抗略有变化且相对稳定。因此，低压电力线本身的阻抗并不是产生衰减的主要缘由。而低压电力线上并联着的很多负载对信号衰减影响很大，尤其是那些

8、用于调整电网功率团数的大电容，对几百 kHz 的载波通信信号来说，相当于短路。另外，当负载很小时，发送耦合电路的内阻也不行无视，它会分去相当一局部的功率。所以信号衰减由两局部组成:一是耦合衰减;二是线路衰减。理论上，可以将耦合器的内阻做得相当小，这样衰减就主要取决于线路的衰减。而线路衰减不仅取决于距离，更取决于线路布线。所以对于低压电力线衰减特性分析需要包括以下几点: (1)低压电力线衰减特性的频域特性，即某一时刻低压电力线载波允许通信频带内 各频率的两点之间衰减幅度特性;(2) 低压电力线衰减特性的时域特性，即某一低压电力线载波允许通信频率随时间变化的两点之间衰减幅度特性;(3) 低压电力线

9、衰减特性的特性分类，马上采集的低压电力线衰减按各自特性进展分类，如周期性趋势衰减或突变衰减等;(4) 低压电力线衰减特性的走线分类，马上采集的低压电力线衰减按测试点布线类型进展分类，如架空线衰减或地缆衰减等;(5) 低压电力线衰减特性的缘由分析，马上采集的低压电力线衰减按测试点距离和分支数量进展分类，获得衰减特性随距离和分支数量的关系。1.2 影响因素依据电力线载波信号的传输特点和根本通信原理，影响载波信号衰减的主要因素为线路长度、线路分支、载波频率和通信介质。本文主要争论载波信号衰减的频域和时域特性。2 衰减信号数据采集模型及分析承受青岛鼎信通讯股份设计的载波信号衰减数据采集装置，该装置由载

10、波 信号发送装置 S1 和同步接收装置 R1 组成，共同协调工作，采集模型如图 1 所示。图 1载波信号衰减数据采集模型在一个电网周波的 20 ms 内，依据采样率 100 MSa/s，由 S1 连续发送不同频率的载波信号，并采集该频率的发送信号幅值 V1;由同步软件系统掌握 R1 接收载波信号并采集接收该信号的信号幅值V。再使用公式计算衰减2 数据在该频率重量下的变化状况。在 80 kHz500 kHz 频段内，持续发送 20 ms 的低压电力线载波信号，并以工频同步沟通市电电压过零时刻为同步基准点，采集到衰减变化后的载波信号，得到不同频率的载波信号衰减趋势，如图2 所示。图 2低压电力线衰

11、减分析结果比照图依据每 5 kHz 为间隔的各频点，发送和采集衰减后的载波信号，形成三维衰减频谱如图 3 所示。其中 X 轴为 020 ms 的时间轴;Y 轴为 80500 kHz 的载波频率轴;Z 轴为衰减的数值，以 dB 为单位。图 3三维衰减频谱图在图 3 所示的载波信号频谱图上，依据具体的时刻，如 0 ms、5 ms 进展切片， 可以得到不同频率的信号衰减变化二维图，如图 4 所示。可以看出，在 80500 kHz，不同载波频率的信号衰减变化很大。在图 3 所示的载波信号频谱图上，依据具体的频率进展切片，可以得到 020 ms 的信号衰减变化二维图，如图 5 所示。图 4不同时刻的载波

12、信号衰减切片图图 5不同频率的载波信号衰减切片图可以看出，在 020 ms 内，同一频率的载波信号的衰减变化很小。3 现场数据采集分别在不同的台区，以及同一台区的架空线、地埋线、分支的不同点采集衰减信号， 获得衰减频谱。在廊坊供电公司辖区选择具体架空线的台区，在台区的两个电杆之间处，距离约50 m，分别安装数据采集设备，采集信号衰减频谱如图 6 所示。图 6架空线台区采集信号衰减频谱图在北京供电公司辖区内，选择具有地埋线的台区，在地埋线的入线和出线端，安装数据采集设备，采集信号衰减频谱如图 7 所示。图 7地埋线台区采集信号衰减频谱图在青岛供电公司辖区内，选择台区，在 T 接的上游点和 T 接

13、的下游点，分别安装数据采集设备，采集信号衰减频谱如图 8 所示。图 8 T 接台区信号衰减频谱图在青岛供电公司辖区内，选择台区，设备距离 50 m，有一段 30 m 地揽，2 个 T 接分支，在 T 接的上游点和 T 接的下游点，分别安装数据采集设备，采集信号衰减频谱如图 9 所示。图 92T 接台区信号衰减频谱图4 结论经过大量现场数据验证，觉察如下特点:(1) 低压电力线是非均匀不平衡的传输线，存在反射、驻波等现象，使得信号衰减幅度不仅仅是传输距离越远，信号衰减越厉害的关系。(2) 衰减最大一般消灭在 250 kHz 左右，但在其他频点由于负载产生的共振现象和传输线效应影响，也会使衰减消灭

14、突然地快速增加。(3) 衰减也存在 100 Hz/50 Hz 周期性趋势的变化，沟通电电压过零时刻与非过零时刻存在差异，但在一段时间内，同两个测试点之间的衰减变化比较恒定。参考文献1卢志忠，孙红敏，李玉清.低压电力线载波通信信道传输特性分析J.黑龙江电力，2023(6).2高锋，董亚波.低压电力线载波通信中信号传输特性分析J.电力系统自动化，2023(7).3吕锋，吕国远.低压电力线通信信道模型J.电力系统通信，2023(12) :30-32.4John N，William M.Potential communication services using power line carries

15、and broadband integrated services digital networkJ.IEEE Transaction on Power Delivery，1999，(4) :1197-1201.5邱玉春，徐平平.低压电力线载波信道特性分析J.电力系统通信， 1999(6).6刘海涛，张保会，谭伦农.低压电网通信信道的理论分析J.西安交通大学学报，2023，37(10) :1048-1051.收稿日期:2023-05-27作者简介:刘志华(1976)，男，大学本科，主要从事电能计量和用电信息采集系统建设治理方面的争论。(本文编辑卢晓华)(上接第 28 页)3胡斗猛.电压凹陷检测

16、及其在风电并网低电压穿越中应用的争论D.合肥: 安徽大学，2023.4Abbey C，Joos G.Effect to flow voltage ride through (LVRT ) characteristic on voltage stabilityJ.IEEE Transacitons on Industry Applicaitons，2023，41(3) :1-7.5Xie Bing，Fox B，Flynn D.Study of fault ride-through for DFIG wind turbinesC.IEEE Intenraitonla Conference on E

17、lectric Uitlity Deregulaiton Restructuring and Power Technolclgies，Hong Kong，China，2023.6Morren J，Sjoerd W H.Ride through of wind turbines with doubly-fed induction generator during a voltage dipJ.IEEE Transacitons on Energy Conversion，2023，20(2) :435-441.7赵.双馈型风力发电机掌握策略及低电压穿越技术争论D.北京:北京交通大学，2023.8徐

18、殿国，王伟，陈宁.基于撬棒保护的双馈电机风电场低电压穿越动态特性分析J.中国电机工程学报，2023，30(22) :29-26.9Niiranen J.Voltage dip ride through of doubly-fed generator equipped with active CrowbarC.The Nordic Wind Power Conference， Gothen-burg，Sweden，2023.10朱晓东，石磊，陈宁，等.考虑 Crowbar 阻值和退出时间的双馈风电机组低电压穿越J.电力系统自动化，2023，34(18) :84-89.11Perdana A，Ca

19、rlson O，Persson J.Dynamic response of grid-connected wind turbine with doubly fed induction generator during disturbancesC.Nordic Workshop on Power and Industrial Electronics， Trondheim，Norway，2023.12Hudson R M，Stadler F，Seehuber M.Latest developments in power electronic converters for megawatt clas

20、s wind turbines employing doubly fed generatorsC.International Conference on Power Conversion， Intelligent Motion，Nuremberg，Germany，2023.13肖盛，张建华，郭世繁，等.并网双馈风电机组低电压穿越力量争论J. 电网与清洁能源，2023，26(2) :69-73.14徐殿国，王伟，陈宁.基于撬棒保护的双馈电机风电场低电压穿越动态特性分析J.中国电机工程学报，2023，30(22) :29-26.15胡书举，赵栋利，赵斌，等.双馈风电机组低电压穿越特性的试验争论 J. 高电压技术，2023，36(3) :789-795.收稿日期:2023-08-28作者简介:王倩(1989)，女，争论方向为能源发电与智能电网，主要从事风机并网方面的争论工作。(本文编辑卢晓华)