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智能電網(wǎng)電力線寬帶載波通信測試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

2018-06-29 10:07:18 電力信息與通信技術(shù)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
為解決電力線寬帶載波信號定量測試難的問題,結(jié)合寬帶載波通信技術(shù)特點(diǎn)和智能電網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用場景,提出了全套空中輻射信號屏蔽、電力線傳導(dǎo)信號隔離、路由中繼拓?fù)淇刂啤⒙窂綋p耗矢量校正和軟件逐點(diǎn)補(bǔ)償?shù)臏y試設(shè)計方案。

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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(qū)節(jié)點(diǎn)的干擾。 屏蔽箱方案設(shè)計和使用的電源濾波器隔離度在寬帶載波頻率范圍內(nèi)可達(dá)70 dB。 所有箱體共用同一電源,利用寬帶載波設(shè)備實(shí)測兩個屏蔽箱之間電力線完全不能通信,可達(dá)到電力線完全隔離的要求。 濾波后載波傳導(dǎo)信號大幅衰減,接近底噪,濾波效果良好。 電力線載波傳導(dǎo)信號曲線如圖 7 所示。

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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(shè)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(tǒng)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(dá) 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(dǎo)和輻射測試環(huán)境,可模擬完全隔離的臺區(qū)和無限遠(yuǎn)的開闊場地,通過隔離和屏蔽實(shí)現(xiàn)通信路徑的可調(diào)可控,確保測試數(shù)據(jù)精確、一致性好、可重復(fù)。 電力線載波信號空間輻射信號曲線如圖 9 所示。

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電力線載波信號屏蔽后空間輻射信號曲線如圖10 所示。

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3.3開關(guān)矩陣

將本文方案應(yīng)用于實(shí)際寬帶載波測試系統(tǒng)中,真實(shí) CCO 通過開關(guān)矩陣連接子節(jié)點(diǎn)的路徑損耗如圖 11 所示,在寬帶載波實(shí)際使用的頻率范圍內(nèi)的損耗值在 12.0~12.2 dB 之間,波動范圍小于 0.2 dB,符合實(shí)際使用需求和設(shè)計預(yù)期。 通過軟件逐點(diǎn)補(bǔ)償?shù)姆绞娇梢赃_(dá)到精確測量的目的,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高精度測試和測量。

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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(wǎng)測試,調(diào)節(jié)信號矩陣衰減器衰減值,通過透明收發(fā)單元和查詢主節(jié)點(diǎn)可得到實(shí)際通信單元的路由拓?fù)鋱D。 實(shí)際測試時應(yīng)用某公司的寬帶載波通信單元驗(yàn)證結(jié)果如下: 通過軟件查詢路由信息表,繪制各節(jié)點(diǎn)路徑關(guān)系圖,在所有衰減器值調(diào)為 0 的情況下可得到所有子節(jié)點(diǎn)在同一層級的星型拓?fù)鋱D,與方案設(shè)計預(yù)期完全一致。 寬帶載波通信單元星型拓?fù)淙鐖D 12 所示

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根據(jù)性能測試中得到的衰減值設(shè)置各級鏈路上的衰減器,查詢 CCO 主節(jié)點(diǎn)路由表繪制拓?fù)鋱D,可得到理想的 15 級路由拓?fù)鋱D,與設(shè)計方案預(yù)期完全一致。 寬帶載波通信單元線形路由拓?fù)淙鐖D 13所示。

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在間隔節(jié)點(diǎn)設(shè)置 90 dB 衰減,形成樹形拓?fù)洌薷呐R近節(jié)點(diǎn)的衰減值可設(shè)置成為多網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑵M足樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)測試拓?fù)洵h(huán)境。 寬帶載波通信單元樹型拓?fù)淙鐖D 14 所示。

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4結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了寬帶載波通信測試系統(tǒng)的硬件設(shè)計方法和關(guān)鍵技術(shù),對設(shè)計難點(diǎn)進(jìn)行分析和研究,并通過實(shí)際應(yīng)用測試驗(yàn)證了方案的可行性,滿足寬帶載波檢測技術(shù)的規(guī)范要求。 目前該系統(tǒng)已在多個網(wǎng)省電力公司電科院得到了實(shí)際應(yīng)用,具有良好的應(yīng)用和推廣價值。

作者:

王學(xué)良 1,李蕊 2,羨慧竹 2,劉慶揚(yáng) 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(wǎng)北京電力公司 電力科學(xué)研究院, 北京 100162)

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責(zé)任編輯:電朵云

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