面向主动配电网的电力线多模式融合通信机理及应用研究

摘要

主动配电网是在主网配网协同控制基础上，具有分布式发电、储能、电动汽车和需求侧响应等电源负荷调控手段，能够针对电力系统的实际运行状态，以经济性安全性为控制目标，自适应调节其网络、发电及负荷的配电网。主动配电网是建立在与其功能相匹配的通信网络上的，电力线通信利用现有的电力线作为数据传输通道，具有设备投入小，维护费用低等特点。
　　本文在分析主动配电网通信架构以及通信需求分析的基础上，结合载波通信速率快、以及工频通信距离远、可跨越变压器通信、抗干扰能力强等特点，针对载波通信组网时路径搜索指令传输不可靠的问题，提出将工频通信与载波通信进行结合，形成电力线多模式融合通信，利用工频通信来传输路径搜索指令，以保证载波通信的可靠组网，并进行了组网优化算法的研究。针对主动配电网中的分布式电源动作频繁、电力电子器件多导致谐波大的特点，对工频通信应用于主动配电网进行优化改进，提出通过时频分析确定调制信号时域后再进行数据解调的方法，这样就能够自适应主动配电网中工频通信收发端电压相位差频繁变化的情况，提高工频通信在主动配电网中解调的效果。最后针对面向主动配电网的电力线多模式融合通信中可识别配网拓扑结构以及终端数据实时采集的能力分别分析其在配网重构以及数据挖掘中的应用，为今后主动配电网的研究提供新思路。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文背景及研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状及存在的问题

1．3 论文的主要工作

第2章 主动配电网通信架构研究与通信需求分析

2．1 主动配电网的总体描述

2．1．1 主动配电网的基本概念

2．1．2 主动配电网的关键技术

2．2 主动配电网的通信架构

2．3 主动配电网的通信需求分析

2．3．1 主动配电网的通信技术分析

2．3．2 主动配电网的通信运行模式

2．4 本章小结

第3章 电力线多模式融合通信与在主动配电网中的应用分析

3．1 电力线载波通信基理

3．1．1 电力线载波通信的传输模型

3．1．2 电力线载波通信的传输特性

3．2 电力线工频通信的基本原理

3．2．1 电力线工频通信系统的结构

3．2．2 电力线工频通信的检测与传输特性

3．3 电力线多模式融合通信技术

3．3．1 融合TWACS与PLC的整体方案设计

3．3．2 融合TWACS与PLC的通信组网方案设计

3．3．3 电力线多模式融合通信在主动配电网中的应用分析

3．4 本章小结

第4章 适用于主动配电网的跨台区电力线数据传输系统方案

4．1 跨台区电力线数据传输系统结构

4．2 跨台区TWACS信号时域确定方法

4．2．1 用于同步检测和信号时域确定的前导信息编码调制

4．2．2 前导信息的接收与信号合成

4．2．3 同步检测

4．2．4 工频通信信号的时域确定

4．3 自适应主动配电网节点相位差的TWACS信号检测方案

4．4 本章小结

第5章 融合台区内TWACS的低压载波中继组网优化研究

5．1 低压电力线载波通信拓扑模型

5．2 PLC组网的必要性及工频通信特点

5．2．1 PLC组网的必要性

5．2．2 基于TWACS的路径搜索指令传输的可靠性保证

5．3 融合工频通信的载波路径寻优算法原理

5．3．1 算法的基本原理

5．3．2 融合工频通信的PLC组网初始化

5．3．3 初始路由表的通信质量优化

5．4 适应主动配电网信道环境的PLC“孤岛检测”解决方案

5．5 本章小结

第6章 结合电力线多模式融合通信的应用研究

6．1 基于柔性开关的主动配电网优化方法分析

6．1．1 柔性开关的应用

6．1．2 柔性开关对通信性能的需求

6．1．3 柔性开关应用于配网优化的通信方式分析

6．2 主动配电网运行状态的数据挖掘分析

6．2．1 异常状态信息扰动分类

6．2．2 电力扰动数据分析

6．2．3 主动配电网数据挖掘通信方式分析

6．3 本章小结

第7章 结论与展望

参考文献

致谢

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