城市配电网配电线路PLC信道建模研究

摘要

基于多载波调制的高速率窄带电力线载波通信（NB-PLC）技术，已经克服了传统载波通信许多固有缺点，具有更高的抗干扰、自适应能力。因而进行新一代中压配电网载波通信技术的实用化研究，是建设智能配电网亟需突破的基础性工作。本文以城市配电网电力线路作为载体，对网络信道特性进行深入研究。
　　首先，介绍中压配电网常见的网络拓扑结构，并对载波信号传输过程中所用的主要配电设备：配电线路、配电变压器、中压开闭所、无功补偿装置等分别建立载波通信的等效数学模型。
　　其次，研究适用于中压配电网的PLC信道建模方法。综合考虑网络拓扑及设备的PLC等效模型，提出局部反射理论和支路追加法共两种信道建模方法。仿真及实测验证了两种方法的有效性，前者只适用于配电网供电模式为放射式、树干式的结构，而后者不受网络拓扑结构的限制，具有较强的适用性。
　　其一，基于局部反射理论建模法：利用电力线传输理论及局部反射理论，推导端接负载的传输线、不同特性参数的传输线级联情况下的电压传输规律。然后根据中压配电网拓扑结构，从配电网末端将所搭模型依次级联至载波信源处，得到末端节点与信源节点间的信道模型，进而分析各节点处载波信号的传输特性。
　　其二，基于支路追加法建模法：根据配电网拓扑结构，利用支路追加法，逐一追加网络各条支路，列写该支路的VAR独立方程和KCL电流方程，生成一组具有唯一解的网络矩阵方程。通过该矩阵方程中各未知变量的比值关系，求解信号的传输函数，分析信道的传输特性。
　　最后在信道模型及建模方法的基础上，研究配网中主馈线长度、混联线路、分支馈线长度及数目、配电变压器的数目、无功补偿装置等对中压电力线载波信号衰减的影响规律。并根据实际配网结构，通过MATLAB仿真和分析，得出一些共性结论，为窄带电力线载波通信应用于中压配电网给与了理论指导。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 配电网电力线载波通信技术研究现状

1.3 论文的主要工作

第2章 配电网网络结构及设备PLC信道模型

2.1 中压配电网网络结构

2.2 中压配电网配电设备的PLC等效模型

2.3 本章小结

第3章 基于局部反射理论的配电网PLC信道建模法

3.1 局部反射理论

3.2 中压配电网PLC信道建模法

3.3 算例仿真验证

3.4 本章小结

第4章 基于支路追加法的配电网PLC信道建模法

4.1 支路追加法

4.2 算例仿真验证

4.3 两种PLC信道建模方法的对比分析

4.4 本章小节

第5章 中压配电网PLC信道传输特性影响因素分析

5.1 主干线路的影响

5.2 分支线路长度及数目变化

5.3 负荷配电变压器的影响

5.4 补偿电容器组的影响

5.5 中压开闭所的影响

5.6 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

发明专利

致谢