电力线通信

为了提高电力线通信系统中OFDM定时同步的准确度,文章基于低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范下的物理层通信协议,提出了一种基于Mitchell算法的电力线载波通信符号定时算法。与理论本地互相关同步算法相比,文章的算法不需要进行乘法运算,易于硬件实现。与简化的单比特量化算法相比,该算法同步检测结果更加准确,峰值旁瓣更小,在低信噪比条件下符号定时更加准确。

针对配电网拓扑结构动态识别、“站-线-变-户”关系校核的配电网精益化管理需求，提出一种基于电力线通信技术的识别方法及系统。主要介绍了可穿透配电变压器传输的工频畸变电流“指纹”技术、电力线载波测距技术等关键技术，线变识别系统构成及装置开发测试，系统主要功能及性能指标；识别装置与智能配电终端的融合设计，系统研制及现场应用测试情况。

近年来，电力通信取得了长足进步，但目前仍存在一些盲区，例如在电缆隧道、地下站等无线电信号深度衰落场合，以及在换流站、变电站等恶劣电磁环境中，传统无线通信效果很差。同时，在电缆隧道、变电配电站室、检修现场等需要准确定位人员和设备设施带电部位的场合，缺乏有效的定位手段。可见光通信（VLC）是一种在LED光源照明的同时实现无线通信的技术手段，利用光源发出的高频闪烁可见光来传输信息。进一步，本项目研究发现，可见光通信与电力线通信（PLC）可以有机地融合在一起。相比于传统通信方式，VLC-PLC融合通信具有深度覆盖、安全可靠、抗电磁干扰、支持准确定位、不须再布通信线路等优点。本项目晒准电力领域通信和定位的痛点，研发了可见光-电力线融合通信、精确定位等技术，对通信育区和定位难题，给出了全新的解决方案，切实保障了电网生产安全和人员人身安全。

10kV电力线载波通信具有广泛的实用性，利用其巨大的网络资源，实现高质量的数据传输已成为一个世界性的热点问题。本报告，首先对电力线载波通信技术发展史进行了介绍；其次，通过介绍10kV电力线上的阻抗、噪声、衰减特性引导出10kV电力线通信技术的关键问题；针对关键问题，介绍当前10kV电力线上的解决方案，提出了多频并发技术、自适应调制技术、智能组网技术和冲突避让技术；最后介绍10kV电力线载波在电力物联网中的应用案例。

脉冲噪声广泛存在于电力线通信(power line communication，PLC)系统中，会严重影响系统的通信性能。电力线脉冲噪声的建模通常使用α稳定分布模型，为达到最佳的脉冲噪声抑制效果，需要知道脉冲噪声的类型和相关参数。为此，文章提出一种基于混合神经网络的符合α稳定分布的脉冲噪声参数估计方法。不同于传统的方法，本方法可以分别独立地估计α稳定分布的重要参数α(即特征指数)和γ(即尺度参数)。仿真结果表明，与传统方法相比，提出的方法具有更准确的参数估计性能，归一化均方误差值仅为10–4左右。

本项目针对大连市全域配网自动化建设过程中大规模终端高效、可靠接入需求，结合配网运行、调度管理、用电信息采集等配网全业务需求，开展了末端装置、接入控制、频带分配和网管优化等方面创新研究，在国内首创电力线载波末端光信号回路通断转换装置，彻底解决了大规模子模块传输过程的信号抖动难题；创新提出事件驱动和概率函数相结合的电力线载波通道接入控制方法，有效降低了电力线通信网络时延难题；开发了电力线载波专用轻量级网管系统，实现对大规模电力线载波网络的有效管理和控制；提出基于子载波频带误码率判定的频带分配策略，优化了电力线通信频带自动分配及使用效率。本项目的频带利用率、中压单馈线接入规模、S0E分辨率和抗衰耗等关键指标均优于国内外现有水平，项目在实施过程中获得发明专利授权8项、实用新型专利授权2项，发布技术标准2项，发表学术论文5篇。本项目攻克了大规模电力线载波通信终端接入的关键共性技术，积累了大规模载波终端接入系统的运行经验。研究成果在理论研究和工程应用方面均处于国际领先水平，在大连A+和A类地区的两年应用以来，有效提升了配网自动化运行水平，也为我国电力载波技术的发展和推广应用具有重要的借鉴意义。

在中压电力线通信中，针对复杂电器元件的种类、数量不断变化等因素导致线路阻抗不匹配而影响通信质量的问题，提出了一种中压电力线载波通信自适应阻抗匹配方法。首先，建立了中压阻抗匹配系统模型，在该模型的基础上提出了一种π型自适应阻抗匹配电路。然后，根据该电路设计了符合阻抗共轭匹配原理的目标函数，通过PID搜索算法(PID-based search algorithm, PSA)寻找最优元件参数，实现目标函数最优。最后，在此模型基础上仿真分析了PSA算法、粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)和遗传算法(genetic algorithm, GA)的优劣性。结果表明，PSA算法在收敛速度和寻优精度方面优于PSO和GA算法，能够有效实现阻抗匹配进而改善载波通信质量，为中压电力线通信进一步研究提供了可行性方案。