基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统，涉及相位识别领域，包括三相载波模块、单相载波模块、电能表和集中器，三相载波模块安装在集中器内，单相载波模块设置在电能表内部，集中器连接至三相交流市电，电能表连接至三相交流市电的A相线，三相交流市电还连接有变压器，三相载波模块和单相载波模块均包括过零检测单元、电力线载波通信单元和微控制器单元，过零检测单元、电力线载波通信单元均连接微控制器单元。本实用新型专利技术有益效果：本实用新型专利技术无需增加硬件成本，能有效解决台区间的串扰及高频信号相间耦合导致所属台区和接入相位的误判的情况，采用OFDM技术的调制解调方案可提高载波信号在电力线上传输的距离及抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统
本技术涉及相位识别
，尤其是基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统。
技术介绍
由于目前的台区识别方案，都是需要人为的参与完成台区识别和划分的任务，属于非智能或半智能化的识别方式。这些方式，对于高度智能化、自动化的智能电网建设的需求还远远不足。在低压电力载波抄表系统中，需要了解台区的档案信息(即台区包含的用户电表及接入相位信息)，以便顺利的实现台区的组网和抄表。目前的台区档案信息是在主站录入信息，由主站下发给对应的台区的集中器。台区档案信息的同步是由上向下的被动同步方式。这种方式，由于需要人为的录入信息，避免不了会出现档案信息录入错误的情况发生，并且效率低下。因此，建设全自动化的台区识别系统，能够自动识别用户所属台区及接入相位的信息是很有必要的。目前，用户所属台区识别的方法主要包括：采用频移键控(FrequencyShiftKeying,FSK)电力载波信号法，它是通过发送端发送FSK低频载波，根据接收端是否能够收到该载波信号，来判断是否属于该台区。该方法在台区串扰的情况下会出现误判。采用脉冲电流技术的台区识别方法，是通过在用户端发送一脉冲电流信号，如果在某一台区的接收端能够检测该脉冲电流信号，则判定该用户属于本台区。由于脉冲电流不能通过变压器传输及传输距离远的特点，因此该方法可以解决台区间及相间串扰的问题，但是需要增加额外硬件成本且不宜实施。另外，也有采用工频信号作为载波实现台区识别的，该方法与电力载波信号法相似，由于工频信号具有低耦合、且跨变压器信号衰减大的特点，通过设置阈值的信号检测方法，可以解决台区串扰而导致误判的问题，但是该方法同样需要增加硬件成本。
技术实现思路
本技术目的是克服了现有技术中的不足，提供了基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统。为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现：基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统，包括三相载波模块、单相载波模块、电能表和集中器，所述三相载波模块安装在集中器内，所述单相载波模块设置在电能表内部，所述集中器连接至三相交流市电，所述电能表连接至三相交流市电的A相线，所述三相交流市电还连接有变压器，所述三相载波模块和单相载波模块均包括过零检测单元、电力线载波通信单元和微控制器单元，所述过零检测单元、电力线载波通信单元均连接微控制器单元。优选地，所述过零检测单元由交流电过零检测电路构成。优选地，：所述电力线载波通信单元包括载波信号发送模块和载波信号接收模块，所述载波信号发送模块由发送低噪声功率放大器电路构成。优选地，所述载波信号发送模块由接收低噪声功率放大器电路和接收硬件滤波器构成。优选地，所述过零检测单元通过零检测电路实现低压交流电的过零检测。优选地，所述电力线载波通信单元通过电力载波信道实现数据传输，所述电力载波信道为电力线。优选地，所述交流电过零检测电路包括电阻、第一二极管、第二二极管和放大器，所述第一二极管和第二二极管均串联放大器的同相输入端与反相输入端之间。优选地，所述放大器的同相输入端还通过电阻连接至相位线，所述第一二极管与第二二极管之间并联。本技术有益效果：本技术无需增加硬件成本，能有效解决台区间的串扰及高频信号相间耦合导致所属台区和接入相位的误判的情况，采用OFDM技术的调制解调方案可提高载波信号在电力线上传输的距离及抗干扰能力，从而降低由于噪声干扰导致载波信号传输失败的概率，结构简单，安全可靠，同时具有很强的实用性。以下将结合附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的过零同步传输过程示意图；图3是本技术实施例的交流电过零检测电路。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1并结合图2和图3所示，基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统，其特征在于：包括三相载波模块、单相载波模块、电能表和集中器，所述三相载波模块安装在集中器内，所述单相载波模块设置在电能表内部，所述集中器连接至三相交流市电，所述电能表连接至三相交流市电的A相线，所述三相交流市电还连接有变压器，所述三相载波模块和单相载波模块均包括过零检测单元、电力线载波通信单元和微控制器单元，所述过零检测单元、电力线载波通信单元均连接微控制器单元。进一步的，所述过零检测单元由交流电过零检测电路构成，所述电力线载波通信单元包括载波信号发送模块和载波信号接收模块，所述载波信号发送模块由发送低噪声功率放大器电路构成。进一步的，所述载波信号发送模块由接收低噪声功率放大器电路和接收硬件滤波器构成，所述过零检测单元通过零检测电路实现低压交流电的过零检测。进一步的，所述电力线载波通信单元通过电力载波信道实现数据传输，所述电力载波信道为电力线，所述交流电过零检测电路包括电阻、第一二极管、第二二极管和放大器，所述第一二极管和第二二极管均串联放大器的同相输入端与反相输入端之间，所述放大器的同相输入端还通过电阻连接至相位线，所述第一二极管与第二二极管之间并联。工作原理：利用低压电力线三相交流220V电压120度相差的特性，以各相交流市电电压过零时间点为时间基准进行同步处理，有效进行各相交流市电通信时间的精确划分，使各相交流市电在以本相电压过零点为中心的3.3ms时间内进行载波通信。在电网周波(50Hz)半个周波10ms时间里各相交流市电均有一个电压过零时间点，集中器与各载波模块间进行低压电力线载波通信时使用各自过零的3.3ms，提高整体的运行效率；同时利用过零传输载波信号，一个台区的低压电力线载波通信系统具备天然相同的同步基准。采用过零同步传输技术以及三相并发技术，三相交流市电每个物理信道上的时间基准相隔3.3ms，通过三相交流市电按照各自的时间基准并发载波信号，三相信号在不同时间时隙里进行传输，载波模块根据各自所在相位过零时刻与集中器命令下发过零时刻的偏移，准确识别载波模块(电能表)的供电相位。本技术无需增加硬件成本，能有效解决台区间的串扰及高频信号相间耦合导致所属台区和接入相位的误判的情况，采用OFDM技术的调制解调方案可提高载波信号在电力线上传输的距离及抗干扰能力，从而降低由于噪声干扰导致载波信号传输失败的概率，结构简单，安全可靠，同时具有很强的实用性。以上详细描述了本技术的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本技术的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本
中技术人员依本技术的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统，其特征在于：包括三相载波模块、单相载波模块、电能表和集中器，所述三相载波模块安装在集中器内，所述单相载波模块设置在电能表内部，所述集中器连接至三相交流市电，所述电能表连接至三相交流市电的A相线，所述三相交流市电还连接有变压器，所述三相载波模块和单相载波模块均包括过零检测单元、电力线载波通信单元和微控制器单元，所述过零检测单元、电力线载波通信单元均连接微控制器单元。

【技术特征摘要】
1.基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统，其特征在于：包括三相载波模块、单相载波模块、电能表和集中器，所述三相载波模块安装在集中器内，所述单相载波模块设置在电能表内部，所述集中器连接至三相交流市电，所述电能表连接至三相交流市电的A相线，所述三相交流市电还连接有变压器，所述三相载波模块和单相载波模块均包括过零检测单元、电力线载波通信单元和微控制器单元，所述过零检测单元、电力线载波通信单元均连接微控制器单元。2.如权利要求1所述的基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统，其特征在于：所述过零检测单元由交流电过零检测电路构成。3.如权利要求1所述的基于低压电力线载波通信的台区相位识别系统，其特征在于：所述电力线载波通信单元包括载波信号发送模块和载波信号接收模块，所述载波信号发送模块由发送低噪声功率放大器电路构成。4.如权利要求3所述的基于低压电力线载...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志新，吴小欢，叶菁，杨宁，王涵，许青，许万选，林旋，卢炜，吴梁，池瑜，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司杭州供电公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33