油田电网双向工频通信抗干扰技术研究

摘要

电力线双向工频通信技术(TWACS)能够实现跨变压器台区的长距离传输,非常适合作为油田监测系统的信息传输模式。目前,电力系统中双向工频通信的解调都是基于时域差分算法,但对于抽油机等电气设备所产生的噪声干扰严重的油田电网,它无法适用。因此,本文在分析工频通信原理和油田电网传输特性的基础上,在解调中利用复值小波变换对工频畸变信号进行处理,有效地降低了噪声干扰的影响；同时利用数字信号处理方式来准确计算电压过零时刻,减小了工频通信收发时间误差。这些改进,大大提高了工频通信电路的接收性能。通过大量实验,已经证明该电路能够广泛适应油田生产现场,达到了设计的指标。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 选题背景和意义

1.2 国内外的研究现状及存在问题

1.3 论文的主要工作

第二章 双向工频通信调制原理及抽油机远程监测系统的设计

2.1 基本组成

2.2 信号的调制原理

2.2.1 下行信号的调制

2.2.2 上行信号的调制

2.3 信号的编码

2.3.1 下行信号的编码

2.3.2 上行信号的编码

2.4 基于双向工频通信的抽油机远程监测系统

第三章 工频通信上行信号解调的抗干扰研究

3.1 传统上行通信模式在油田配电网中存在的问题及改进方案

3.1.1 传统上行通信模式存在的问题

3.1.2 上行通信模式的改进方案

3.2 传统上行信号解调的抗干扰性能分析

3.2.1 理想情况的抗干扰性能分析

3.2.2 实际情况的抗干扰性能分析

3.3 复值小波变换

3.3.1 小波变换的优势

3.3.2 复值小波变换公式

3.4 基于复值小波变换的上行信号数据解调

3.4.1 上行畸变信号的频谱分析

3.4.2 上行畸变信号的数据解调

3.5 基于复值小波变换的上行信号同步检测

3.6 本章小结

第四章 工频通信下行信号解调的抗干扰研究

4.1 传统下行信号检测方法的性能分析

4.1.1 基于硬件实现的时间检测法

4.1.2 时间检测法的性能分析

4.2 过零时刻漂移对互相关检测的影响

4.3.1 理想情况的互相关检测

4.3.2 过零抖动偏差的互相关检测

4.3 基于全波傅氏变换的过零点检测算法

4.3.1 全波傅氏变换算法

4.3.2 基于全波傅氏变换算法的过零点检测算法

4.3.3 对过零抖动偏差和电网频率偏差的改进

4.4 纠错编码

4.4.1 线性分组码

4.4.2 检错纠错

4.4.3 差错率计算

4.5 本章小结

第五章 双向工频通信系统的试验与现场实现

5.1 系统的基本结构

5.1.1 基于工控机平台的上行解调单元

5.1.2 工控机的软件设计

5.1.3 下行解调单元

5.2 实验室试验结果

5.2.1 试验平台整体介绍

5.2.2 改进前后系统性能比较

5.3 油田现场试验结果

5.3.1 油田现场环境

5.3.2 油田现场试验数据

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况