一种电力电网系统的数据处理及调度通讯方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力电网系统的数据处理及调度通讯方法，其以 PLC 收发机为主，辅以另外一个可以独立可靠收发数字信息；在站点相互通信交换信息过程中，较长时间段内进行 PLC 物理信道的估计，估计内容包括信道性能变化的时变剧烈程度和平均通信能力；进而根据相应切换机制判断是否在收发对间进行 PLC与无线通信之间的切换。其数据处理方法包括统计一帧数据中出现频率最高的字符 c 并计算其出现的次数 m 的步骤；生成 n 个 bit 的位域 Bn 的步骤，重新生成压缩帧的步骤。本发明专利技术使得整个通信系统在绝大多数时间范围内可以获得最大可能需要的数字带宽，又在比较恶劣的环境下，保证电力电网最基本控制和遥感遥测的数字带宽需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电网通信以及数据处理
，具体涉及一种电力电网系统的数据处理及调度通讯方法。
技术介绍
电力电网指的是供电网的电力化，其最终目的是实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。这个目标的实现，除了需要各种先进的遥测、遥感技术和控制技术，整个系统需要建立在集成的双向可靠的、独立于公网的通信网络基础上。目前，实现电力电网的数字通信要求，主要从两方面入手，一种是从零开始建立与公网隔离的电力通信专网，一种是以现有的某种成熟的通信技术为过渡的通信方法。从最完美的结果看，从无到有建立永久性完善的电力通信专网，以从光纤技术着手为技术性的最佳选择。但从成本说，困难很大，短期内难以实现，所以一般将其视为长远规划和目标。而各国一般都以现有技术着手，建立过渡性的电力通信专网。例如，美国的电力电网，以独立的固定无线通信技术为主体。我国的电力电网技术起步稍迟于工业先进国家。这对建立电力通信专网造成一定困难。为了尽早实现电力电网，需要采用现有通信技术，建立独立于公网的电力通信专网。模仿西方以固定无线通信网为电力电网通信服务，从技术角度说没有问题，但一个很大的困难是，由政府资源法规给各工业和民用领域分配的无线频率资源，没有专门拨给电力电网应用的部分。改变国家资源法规的规定是很难的。中国的无线资源法规虽然不能拨给电力电网数字通信以专门的频段，但是有个被称为“433MHz”的频段是可以随意使用的。所谓 433MHz，在所有国家都是个可以被所有应用自由使用的频段。433 是个泛指的频率资源范围，是位于 433MHz 附近的一定宽度的频段，可供任何应用无需申报自由使用。在中国，这个频段具体是指 470 ～ 510MHz 频段。一个典型的示例产品如 A7139 射频收发芯片，被设计在这个频段中某个中心频率占用带宽为250KHz。这样一类产品的通信能力最大只能达到0.5Mbps。如果考虑应对复杂物理信道环境采用的编码、压缩技术，随着通信距离的加大，在100～200米通信距离上，数字带宽只能在50Kbps左右。无法作为电力电网数字通信的主体产品。所以，过渡性的电力电网通信网络，需要另外寻求着眼点。低压电力载波技术（PLC）是上世纪 80 年代初因超大规模集成电路技术起飞而掀起的数字通信技术革命以来，一个新近发展起来并受到各种应用领域注目的技术。它有几个特点可以便捷地建立和人类各种工业及社会活动相吻合的通信网络。即 PLC 技术构成的通信网络，其物理信道是民用电力网，而在今天的社会中，民用电力网可以说是无所不在的。因此，用PLC构成的数字通信网络，在建立物理信道上的成本几乎可以不计。这样，PLC通信技术首先在两个应用领域得到发展 ：室内宽带数字通信和电力电网通信专网。由于上述电力电网发展的历史原因，PLC 用于电力通信专网受到国内电力工业的广泛重视。而 PLC用于室内（特别是居家生活方面的种种应用）宽带数字应用，现在已经相当成熟。从这方面看，似乎可将成熟的PLC室内数字宽带技术，很便捷地移植到电力电网通信应用上。但是，PLC 的这两种应用，因为其各自特点，在若干关键的地方有一定差别。在 PLC 的居家室内应用中，通信距离局限于家庭建筑的距离范围，一般在三十米之内。调制于电力线上的数字载波信号所占用的频段，因为种种实际原因，需要在 2MHz 以上。随着频率的增加，沿电力导线传输的信号，以越来越高的效率发射到四周空间，这对信息的传输明显是个不利的特性。因为信号能量以无线电磁波形式的损失的特点，不仅频率越高的信号分量损失越大，而且传输距离越远信号损失也越大。电力电网的数字通信距离，比居家室内的宽带数字通信距离远，通常达到上百米甚至更远。这对 PLC 技术为电力电网通信服务又是一个不利因素。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对不足，提出一种电力电网系统的数据处理及调度通讯方法。技术方案：本专利技术所述的一种电力电网系统的调度通讯方法，包括如下步骤：（1）对 PLC 信道和 433 频段的无线信道进行信道估计，根据初始时刻两个信道数字通信带宽的测量数据确定电网通信站点的初始化通信机制：433 频段无线通信或 PLC 载波通信，其中确定电网通信站点初始化通信机制的具体标准如下：若 A0 ＞ M2，则令电网通信站点初始执行 PLC 载波通信；若 A0 ＜ M1，则令电网通信站点初始执行 433 频段无线通信；若 A0 ≥ M1 且 B0＞ M1，则令电网通信站点初始执行 433 频段无线通信；若 A0 ≥ M1 且 B0≤ M1，则令电网通信站点初始执行 PLC 载波通信；其中：A0 和 B0 分别为初始时刻 PLC 信道和 433 频段无线信道的数字通信带宽，M1 为电力电网关于自动化及管理应用的通信带宽设定门限，M2为电力电网关于自动抄表及高级计量应用的通信带宽设定门限；（2）根据 PLC 信道数字通信带宽的测量数据，确定上一周期 PLC信道的时变程度：平稳或剧烈，其中确定上一周期PLC 信道时变程度的量测过程如下 ：首先，根据以下公式计算上一周期 PLC 信道的平均数字通信带宽：其中：Ai为上一周期内第i个测量时刻PLC信道的数字通信带宽，N为每个周期的测量次数且测量间隔为 T，i 为自然数且1≤i≤N；然后，根据以下公式计算上一周期内关于 PLC 信道数字通信带宽的近似标准差 σ：最后，判断近似标准差σ是否小于标准差阈值：若是，则判定上一周期PLC信道时变平稳；若否，则判定上一周期 PLC 信道时变剧烈；（3）根据上一周期 PLC 信道的时变程度、电网通信站点的通信形式以及两个信道数字通信带宽的测量数据，确定当前周期电网通信站点的通信机制并执行切换，其中确定当前周期电网通信站点的通信机制并执行切换的具体标准如下：首先，计算出上一周期 PLC 信道的平均数字通信带宽和 433 频段无线信道的平均数字通信带宽；若上一周期电网通信站点执行 PLC 载波通信且 PLC 信道时变平稳，同时≤M2且＞M1或者＜M1且≤M1，则使当前周期电网通信站点的通信机制切换为 433 频段无线通信；若上一周期电网通信站点执行 433 频段无线通信且 PLC 信道时变平稳，同时＞M3或者≤M3 且＜M1， 则使当前周期电网通信站点的通信机制切换为 PLC 载波通信；若上一周期电网通信站点执行PLC载波通信且PLC信道时变剧烈，同时≤M2，则使当前周期电网通信站点的通信机制切换为 433 频段无线通信 ；若上一周期电网通信站点执行 433 频段无线通信且 PLC 信道时变剧烈，同时＞M2或者≤M2 且小于M1， 则使当前周期电网通信站点的通信机制切换为 PLC 载波通信 ；其中：M1 为电力电网关于自动化及管理应用的通信带宽设定门限，M2 为电力电网关于自动抄表及高级计量应用的通信带宽设定门限，M3为电力电网关于视频监控应用的通信带宽设定门限。进一步的，根据以下公式计算上一周期PLC信道的平均数字通信带宽和 433 频段无线信道的平均数字通信带宽：其中：Ai和Bi分别为上一周期内第i个测量时刻PLC信道和433频段无线信道的数字通信带宽，N 为每个周期的测量次数且测量间隔为 T，i 为自然数且 1≤i ≤N。本专利技术还公开了一种电力电网系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电网系统的调度通讯方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）对 PLC 信道和 433 频段的无线信道进行信道估计，根据初始时刻两个信道数字通信带宽的测量数据确定电网通信站点的初始化通信机制：433 频段无线通信或 PLC 载波通信，其中确定电网通信站点初始化通信机制的具体标准如下：若 A0 ＞ M2，则令电网通信站点初始执行 PLC 载波通信；若 A0 ＜ M1，则令电网通信站点初始执行 433 频段无线通信；若 A0 ≥ M1 且 B0＞ M1，则令电网通信站点初始执行 433 频段无线通信；若 A0 ≥ M1 且 B0≤ M1，则令电网通信站点初始执行 PLC 载波通信；其中：A0 和 B0 分别为初始时刻 PLC 信道和 433 频段无线信道的数字通信带宽，M1 为电力电网关于自动化及管理应用的通信带宽设定门限，M2为电力电网关于自动抄表及高级计量应用的通信带宽设定门限；（2）根据 PLC 信道数字通信带宽的测量数据，确定上一周期 PLC信道的时变程度：平稳或剧烈，其中确定上一周期PLC 信道时变程度的量测过程如下 ：首先，根据以下公式计算上一周期 PLC 信道的平均数字通信带宽：其中：Ai为上一周期内第i个测量时刻PLC信道的数字通信带宽，N为每个周期的测量次数且测量间隔为 T，i 为自然数且1≤i≤N；然后，根据以下公式计算上一周期内关于 PLC 信道数字通信带宽的近似标准差 σ：最后，判断近似标准差σ是否小于标准差阈值：若是，则判定上一周期PLC信道时变平稳；若否，则判定上一周期 PLC 信道时变剧烈；（3）根据上一周期 PLC 信道的时变程度、电网通信站点的通信形式以及两个信道数字通信带宽的测量数据，确定当前周期电网通信站点的通信机制并执行切换，其中确定当前周期电网通信站点的通信机制并执行切换的具体标准如下：首先，计算出上一周期 PLC 信道的平均数字通信带宽和 433 频段无线信道的平均数字通信带宽；若上一周期电网通信站点执行 PLC 载波通信且 PLC 信道时变平稳，同时≤M2且＞M1或者＜M1且≤M1，则使当前周期电网通信站点的通信机制切换为 433 频段无线通信；若上一周期电网通信站点执行 433 频段无线通信且 PLC 信道时变平稳，同时＞M3或者≤M3 且＜M1， 则使当前周期电网通信站点的通信机制切换为 PLC 载波通信；若上一周期电网通信站点执行PLC载波通信且PLC信道时变剧烈，同时≤M2，则使当前周期电网通信站点的通信机制切换为 433 频段无线通信 ；若上一周期电网通信站点执行 433 频段无线通信且 PLC 信道时变剧烈，同时＞M2或者≤M2 且小于M1， 则使当前周期电网通信站点的通信机制切换为 PLC 载波通信 ；其中：M1 为电力电网关于自动化及管理应用的通信带宽设定门限，M2 为电力电网关于自动抄表及高级计量应用的通信带宽设定门限，M3为电力电网关于视频监控应用的通信带宽设定门限。...

【技术特征摘要】
1.一种电力电网系统的调度通讯方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）对 PLC 信道和 433 频段的无线信道进行信道估计，根据初始时刻两个信道数字通信带宽的测量数据确定电网通信站点的初始化通信机制：433 频段无线通信或 PLC 载波通信，其中确定电网通信站点初始化通信机制的具体标准如下：若 A0 ＞ M2，则令电网通信站点初始执行 PLC 载波通信；若 A0 ＜ M1，则令电网通信站点初始执行 433 频段无线通信；若 A0 ≥ M1 且 B0＞ M1，则令电网通信站点初始执行 433 频段无线通信；若 A0 ≥ M1 且 B0≤ M1，则令电网通信站点初始执行 PLC 载波通信；其中：A0 和 B0 分别为初始时刻 PLC 信道和 433 频段无线信道的数字通信带宽，M1 为电力电网关于自动化及管理应用的通信带宽设定门限，M2为电力电网关于自动抄表及高级计量应用的通信带宽设定门限；（2）根据 PLC 信道数字通信带宽的测量数据，确定上一周期 PLC信道的时变程度：平稳或剧烈，其中确定上一周期PLC 信道时变程度的量测过程如下 ：首先，根据以下公式计算上一周期 PLC 信道的平均数字通信带宽：其中：Ai为上一周期内第i个测量时刻PLC信道的数字通信带宽，N为每个周期的测量次数且测量间隔为 T，i 为自然数且1≤i≤N；然后，根据以下公式计算上一周期内关于 PLC 信道数字通信带宽的近似标准差 σ：最后，判断近似标准差σ是否小于标准差阈值：若是，则判定上一周期PLC信道时变平稳；若否，则判定上一周期 PLC 信道时变剧烈；（3）根据上一周期 PLC 信道的时变程度、电网通信站点的通信形式以及两个信道数字通信带宽的测量数据，确定当前周期电网通信站点的通信机制并执行切换，其中确定当前周期电网通信站点的通信机制并执行切换的具体标准如下：首先，计算出上一周期 PLC 信道的平均数字通信带宽和 433 频段无线信道的平均数字通信带宽；若上一周期电网通信站点执行 PLC 载波通信且 PLC 信道时变平稳，同时≤M2且＞M1或者＜M1且≤M1，则使当前周期电网通信站点的通信机制切换为 433 频段无线通信；若上一周期电网通信站点执行 433 频段无线通信且 PLC 信道时变平稳，同时＞M3或者≤M3 且＜M1， 则使当前周期电网通信站点的通信机制切换为 PLC 载波通信；若上一周期电网通信站点执行PLC载波通信且PLC信道时变剧烈，同时≤M2，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤亮，
申请(专利权)人：汤亮，
类型：发明
国别省市：安徽;34