基于工頻畸變技術(shù)的抄表系統(tǒng)

摘要：隨著抄表系統(tǒng)和低壓電力線通信技術(shù)的日益發(fā)展，利用低壓電力線作為媒介的抄表方式得到了廣泛關(guān)注。但由于我國低壓配電網(wǎng)的干擾強(qiáng)，該方式的應(yīng)用效果并不理想。為使抄表系統(tǒng)既節(jié)約成本，又滿足通信距離的需求，設(shè)計(jì)了以雙向工頻通信技術(shù)作為通信手段的抄表系統(tǒng)。用二進(jìn)制小波變換進(jìn)行信號檢測，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)該方法有效。根據(jù)DL／T645-1997規(guī)約，設(shè)計(jì)出有中繼功能的通信協(xié)議。
關(guān)鍵詞：抄表系統(tǒng)；工頻畸變；小波變換；通信協(xié)議

O 引言
目前國內(nèi)已經(jīng)將擴(kuò)頻、超窄帶通信、多載波調(diào)制、自適應(yīng)跳頻、正交頻分復(fù)用(OFDM)等技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)抄表系統(tǒng)。但由于我國低壓電網(wǎng)環(huán)境惡劣，以上技術(shù)的應(yīng)用效果始終不理想。工頻畸變是雙向工頻自動(dòng)通信(Two Way Automatic Communication，TWAC)的簡稱，與載波通信相比具有有效傳輸距離長，通信可靠，信號可通過變壓器等優(yōu)勢。

1 系統(tǒng)組成
自動(dòng)抄表系統(tǒng)一般由采集用戶電能表信息的采集終端、集中器、主站系統(tǒng)組成。采集器和集中器位于每個(gè)變壓器下，對采集器上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，同時(shí)作為聯(lián)系采集器與主站的橋梁(主站是位于最上層的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng))?；陔p向工頻自動(dòng)通信的自動(dòng)抄表系統(tǒng)，其畸變信號可進(jìn)行跨變壓器臺區(qū)的傳輸，位于電表附近的采集器與主站之間無需另加集中器作為連接橋梁，系統(tǒng)組成如圖1所示。


雙向工頻自動(dòng)通信系統(tǒng)由中央控制單元、子站端調(diào)制解調(diào)設(shè)備和用戶端調(diào)制解調(diào)設(shè)備組成，其原理就是利用工頻電壓基波過零調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)通信。出站信號調(diào)制，在電壓過零點(diǎn)前△T／2(過零點(diǎn)前30度)時(shí)刻，打開調(diào)制電路圖2(a)中晶閘管，產(chǎn)生的瞬時(shí)電流耦合進(jìn)工頻電壓的電流ic，引起一個(gè)電壓降emod，在 10 kV電壓E過零點(diǎn)處發(fā)生畸變，如圖2(b)所示。電壓畸變信號的編碼是利用相鄰兩個(gè)周期電壓波形來攜帶一位信息，利用調(diào)制位置的不同來表示“1”或 “O”。入站信號調(diào)制方法與出站信號類似，只是入站信號調(diào)制是將畸變信號加于電壓過零點(diǎn)時(shí)刻的電流上。