智能電網電力線寬帶載波通信測試系統關鍵技術研究
3.2隔離屏蔽
寬帶載波測試要求各屏蔽箱之間電力線隔離,避免各模擬臺區節點的干擾。 屏蔽箱方案設計和使用的電源濾波器隔離度在寬帶載波頻率范圍內可達70 dB。 所有箱體共用同一電源,利用寬帶載波設備實測兩個屏蔽箱之間電力線完全不能通信,可達到電力線完全隔離的要求。 濾波后載波傳導信號大幅衰減,接近底噪,濾波效果良好。 電力線載波傳導信號曲線如圖 7 所示。
寬帶載波信號由于頻率為 2~12 MHz,因此空間輻射不能忽略,特別是寬帶載波設備相隔太近時,在沒有物理連接的情況下可以通過空間輻射相互通信,所以在測試系統中需要完全隔離不同屏蔽箱體間的空間輻射信號。 本方案采用的低頻屏蔽箱箱體屏蔽效能可達 70 dB,能夠完全屏蔽各屏蔽箱之間的空間輻射,隔離不同載波通信單元之間的通信干擾,提供純凈的傳導和輻射測試環境,可模擬完全隔離的臺區和無限遠的開闊場地,通過隔離和屏蔽實現通信路徑的可調可控,確保測試數據精確、一致性好、可重復。 電力線載波信號空間輻射信號曲線如圖 9 所示。
電力線載波信號屏蔽后空間輻射信號曲線如圖10 所示。
3.3開關矩陣
將本文方案應用于實際寬帶載波測試系統中,真實 CCO 通過開關矩陣連接子節點的路徑損耗如圖 11 所示,在寬帶載波實際使用的頻率范圍內的損耗值在 12.0~12.2 dB 之間,波動范圍小于 0.2 dB,符合實際使用需求和設計預期。 通過軟件逐點補償的方式可以達到精確測量的目的,實現系統的高精度測試和測量。
3.4信號矩陣
信號矩陣用于互操作性測試中的路由中繼測試和通信組網測試,調節信號矩陣衰減器衰減值,通過透明收發單元和查詢主節點可得到實際通信單元的路由拓撲圖。 實際測試時應用某公司的寬帶載波通信單元驗證結果如下: 通過軟件查詢路由信息表,繪制各節點路徑關系圖,在所有衰減器值調為 0 的情況下可得到所有子節點在同一層級的星型拓撲圖,與方案設計預期完全一致。 寬帶載波通信單元星型拓撲如圖 12 所示
根據性能測試中得到的衰減值設置各級鏈路上的衰減器,查詢 CCO 主節點路由表繪制拓撲圖,可得到理想的 15 級路由拓撲圖,與設計方案預期完全一致。 寬帶載波通信單元線形路由拓撲如圖 13所示。
在間隔節點設置 90 dB 衰減,形成樹形拓撲,修改臨近節點的衰減值可設置成為多網絡拓撲,滿足樹型網絡拓撲結構和多網絡協調測試拓撲環境。 寬帶載波通信單元樹型拓撲如圖 14 所示。
4結語
本文詳細介紹了寬帶載波通信測試系統的硬件設計方法和關鍵技術,對設計難點進行分析和研究,并通過實際應用測試驗證了方案的可行性,滿足寬帶載波檢測技術的規范要求。 目前該系統已在多個網省電力公司電科院得到了實際應用,具有良好的應用和推廣價值。
作者:
王學良 1,李蕊 2,羨慧竹 2,劉慶揚 1,付美明 1
(1. 深圳市國電科技通信有限公司, 廣東 深圳 518031; 2. 國網北京電力公司 電力科學研究院, 北京 100162)
參考文獻:
[1] 陳建軍, 馬慧英. 電力線高頻通道干擾測試分析[J]. 電力系統通信, 2010, 31(3): 69-71.
CHEN Jian-jun, MA Hui-ying. Analysis on high frequency channel inference of power line carrier[J]. Telecommunications for Electric Power System, 2010, 31(3): 69-71.
[2] 鄧桂平, 沈怡, 郭玥. 低壓電力線載波點對點通信性能測試系統設計與研究[C]// 電磁測量技術及儀器學術年會, 2011.
[3] 劉芳, 劉思久, 張禮勇. 低壓電力線載波通信的信道模型與模擬系統[J]. 哈爾濱理工大學學報, 2006, 11(4): 68-74.
LIU Fang, LIU Si-jiu, ZHANG Li-yong. Channel model and simulation system of low-voltage PLCC[J]. Journal of Harbin University of Science and Technology, 2006, 11(4): 68-74.
[4] Q/GDW 1379. 4— 2013. 電力用戶用電信息采集系統檢驗技術規范 第4部分: 通信單元檢測技術規范[S]. 2013.
[5] 林大朋, 王學良, 徐書明, 等. 基于電力線和無線通信檢測評估矩陣測試設備與系統: 中國, 201320797239. 7[P]. 2014-07-16.
[6] DL/T 395— 2010. 低壓電力線通信寬帶接入系統技術要求[S].2010.
[7] 林 大 朋, 臧 志 斌, 王 學 良, 等. 信 號 路 徑 控 制 器: 中 國,201510222388. 4[P]. 2015-09-23.
[8] Q/GDW 11612. 1— 2016. 低壓電力線寬帶載波通信互聯互通技術規范[S]. 2016.
[9] 史兵, 林大朋, 楊樹, 等. 電力線寬帶通信信號衰減器: 中國,201220688573. 4[P]. 2013-07-17.
[10] 王 學 良, 林 大 朋, 徐 書 明, 等. 信 號 切 換 矩 陣: 中 國,201510222379. 5[P]. 2019-09-23.
[11] 鄒航, 何威, 陳瑜, 等. 寬帶電力線載波點對點通信性能測試平臺設計[J]. 電測與儀表, 2016, 53(21): 100-105.
ZOU Hang, HE Wei, CHEN Yu, et al. Design of point to point communication performance testing platform for broadband power line carrier[J]. Electrical Measurement & Instrumentation,2016, 53(21): 100-105.
[12] 尤漢龍, 尤文珺, 黃剛, 等. 高頻通道干擾引起載波電路故障案例分析[J]. 電力信息與通信技術, 2014, 12(1): 56-60.
YOU Han-long, YOU Wen-jun, HUANG Gang, et al. Case study on carrier circuit malfunction from high frequency channel interference[J]. Electric Power Information and Communication Technology, 2014, 12(1): 56-60.
[13] 陳金雷, 孫瑜. 供電網絡中的相位識別裝置及方法: 中國,201510762650. 4[P]. 2016-03-02.
[14] 李春揚, 黑勇, 喬樹山. OFDM電力線通信載波通信系統的定時同步和模式識別[J]. 電力系統自動化, 2012, 36(8): 58-60.LI Chun-yang, HEI Yong, QIAO Shu-shan. Timing synonization and mode identification for OFDM based powerline communication systems[J]. Automation of Electric Power Systems, 2012, 36(8): 58-60.
[15] 王學良, 徐書明, 王德俊, 等. 基于互連矩陣的PLC 和無線組網性能評估系統[J]. 電力信息與通信技術, 2014, 12(3): 75-80.
WANG Xue-liang, XU Shu-ming, WANG De-jun, et al. Matrixbased power line carrier and wireless networking performance evaluation system[J]. Electric Power Information and Communication Technology, 2014, 12(3): 75-80.
責任編輯:電朵云
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