一种适用于电力领域的特征电流通信方法技术

本发明专利技术涉及配电自动化技术领域，公开了一种适用于电力领域的特征电流通信方法，步骤如下：设定特征频率、信号周期与最小信号发送时长；设置特征序列信息位的单个发送时间与总发送时间，设计特征序列C0；发送设备发送特征电流；接收设备检测理论发送信号特征频率并设置解码序列C1；检测接收信号特征频率得Sc1

【技术实现步骤摘要】
一种适用于电力领域的特征电流通信方法


[0001]本专利技术涉及配电自动化
，尤其涉及一种适用于电力领域的特征电流通信方法，主要用于配电系统中的微电流通信。

技术介绍

[0002]近年来，基于微电流通信的拓扑识别技术被广泛应用于电网中，该技术通过投切特征电流到电网中，利用集中器、智能断路器或LTU等设备采集信号，检测特征电流成分，从而实现拓扑识别。考虑到电网背景噪声对电流检测精度的影响，目前通常采用发送间谐波电流的方案，电流幅值需要达到400mA，高电流幅值带来了高功耗，同时这也对电流发送设备的散热性能要求较高。因此，如何在保证检测精度的前提下进一步降低电流幅值成为了当下的技术研究重点。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种适用于电力领域的特征电流通信方法。
[0004]本专利技术的目的可通过以下技术方案来实现：一种适用于电力领域的特征电流通信方法，包括以下步骤：S1：设定通信电流信号的特征频率F，根据F计算信号周期T=1/F以及最小信号发送时长Tw；S2：设置特征序列单个信息位的发送时间Tc=10*Tw与总发送时间Ts，根据Ts、Tc设计特征序列C0；其中特征序列C0由1和0组成，其位数N=Ts/Tc；S3：发送设备中的电流投切模块根据T与1/3的占空比调制PWM信号，产生特征电流发送至电力线上，其中特征序列C0中的值为1时进行电流投切，特征序列C0中的值为0时不进行电流投切；S4：针对理论发送信号，以Tw为检测步长，在接收设备采用大小分别为Tw1和Tw2的DFT窗口检测电流信号的特征频率，得到的检测结果分别为Sc1、Sc2；根据Sc1的波形趋势设置解码序列C1；其中解码序列C1由2、1、0组成，Tw1是特征序列C0里连续为1的总时间，Tw2是特征序列C0里起始的1到终止的1的总时间；S5：针对接收信号，以Tw为检测步长，接收设备采用大小分别为Tw1和Tw2的DFT窗口检测电流信号的特征频率，得到的检测结果分别为Sc1
’
、Sc2
’
；S6：接收设备根据C1中的数值信息对Sc1
’
进行硬判决，得到C1
’
；逐个对比C1
’
与C1对应位置的数值，计算出二者数值不同位置的个数Ne；S7：根据Sc2波形趋势，接收设备对Sc2
’
进行软解调，得到当前序列C1
’
的信任度En，作为C1
’
的容错个数；
S8：比较Ne与En：若Ne≤En，则判定特征电流信号到达接收设备；否则判定特征电流信号未达接收设备，跳转S5。
[0005]进一步地，S2中的C0为[1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1]。
[0006]进一步地，S4中的Tw1=3*Tc、Tw2=15*Tc。
[0007]进一步地，S6中根据C1中的数值信息对Sc1
’
进行硬判决得到C1
’
的具体过程为：S61：根据预设步长，从Sc1
’
中提取数据，将提取的数据组成新序列C11；S62：根据0和2在C1中的位置提取C11中对应位置的数据；S63：计算C1中所有2在C11中对应位置的值中的最小值MinValue2、C1中所有0在C11中对应位置的值中的最大值MaxValue0；S64：计算每个C1中2在C11中对应位置的值与每个C1中与2相邻的0在C11中对应位置的值之差，差值记为Err1~Err6；S65：计算MinValue2
ꢀ‑ꢀ
MaxValue0 = ErrValue以及Err1~Err6中大于0.05的数值个数N20；S66：若满足以下任一条件：（1）ErrValue>0.03且MinValue2>0.07；（2）ErrValue>0且N20>3；则认为此时C1中所有2与0在C1
’
中对应位置的值是准确的，跳转下一步；否则判定特征电流信号未达接收设备；S67：记C1中1的位置为d
i
，其相邻的0的位置和2的位置分别为d
i0
和d
i2
；若满足C11中d
i0
位置的值<C11中d
i
位置的值< C11中d
i2
位置的值，则判决d
i
在C1
’
中对应位置的值为1，否则判决d
i
在C1
’
中对应位置的值为0；至此得到完整的C1
’
。
[0008]进一步地，所述S61中的Sc1
’
的长度为195，C11的长度为13。
[0009]进一步地，所述S61中的预设步长为15，每隔15步长从Sc1
’
中提取1个数据，求该数据与其前后各2个数据的平均值作为C11的一个组成元素值。
[0010]进一步地，S7中的软解调具体为：S71：获取Sc2波形的最高点位置p；S72：获取Sc2
’
在p位置及其前后各9个位置数据的平均值、p
‑
70位置及其前后各9个位置数据的平均值、p
‑
140位置及其前后各9个位置数据的平均值、p+70位置及其前后各9个位置数据的平均值、p+140位置及其前后各9个位置数据的平均值a1~a5；S73：根据a1以及1在C0中的占比p，计算特征频率的强度m=a1/p；S74：当特征频率强度m满足预设值且a1>a2>a3且a1>a4>a5时，计算当前序列的信任度En，否则判定特征电流信号未达接收设备。
[0011]进一步地，En的计算方法为：存在如下三个条件：（1）a1>1.1a2且a1>1.1a4；（2）a1>1.7a3且a1>1.7a5；（3）a1/maxV>0.8；若满足（1）和（2）则En=2；若满足（1）或（2）并满足（3），则En=1；否则En=0；
其中maxV为Sc2
’
在p位置及其前后各70个位置数据中的最大值。
[0012]优选地，所述发送设备可以是HPLC模块或智能断路器或线路终端单元LTU。
[0013]优选地，所述接收设备可以是智能断路器或线路终端单元LTU或采集终端或融合终端。
[0014]本专利技术的有益效果：针对当前的微电流通信技术，在保证识别准确率的前提下，提出一种行之有效的新方案，包括对发送序列的优化以及对检测算法的改进，使得在不低于当前通信方案误码率的前提下将发送功率降低至原来的62.5%吗，工程实用性强。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的总体流程图。
[0016]图2为本专利技术实施例中两种方案的发送电流时域波形图。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于电力领域的特征电流通信方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设定通信电流信号的特征频率F，根据F计算信号周期T=1/F以及最小信号发送时长Tw；S2：设置特征序列单个信息位的发送时间Tc=10*Tw与总发送时间Ts，根据Ts、Tc设计特征序列C0；其中特征序列C0由1和0组成，其位数N=Ts/Tc；S3：发送设备中的电流投切模块根据T与1/3的占空比调制PWM信号，产生特征电流发送至电力线上，其中特征序列C0中的值为1时进行电流投切，特征序列C0中的值为0时不进行电流投切；S4：针对理论发送信号，以Tw为检测步长，在接收设备采用大小分别为Tw1和Tw2的DFT窗口检测电流信号的特征频率，得到的检测结果分别为Sc1、Sc2；根据Sc1的波形趋势设置解码序列C1；其中解码序列C1由2、1、0组成，Tw1是特征序列C0里连续为1的总时间，Tw2是特征序列C0里起始的1到终止的1的总时间；S5：针对接收信号，以Tw为检测步长，接收设备采用大小分别为Tw1和Tw2的DFT窗口检测电流信号的特征频率，得到的检测结果分别为Sc1
’
、Sc2
’
；S6：接收设备根据C1中的数值信息对Sc1
’
进行硬判决，得到C1
’
；逐个对比C1
’
与C1对应位置的数值，计算出二者数值不同位置的个数Ne；S7：根据Sc2波形趋势，接收设备对Sc2
’
进行软解调，得到当前序列C1
’
的信任度En，作为C1
’
的容错个数；S8：比较Ne与En：若Ne≤En，则判定特征电流信号到达接收设备；否则判定特征电流信号未达接收设备，跳转S5。2.根据权利要求1所述的一种适用于电力领域的特征电流通信方法，其特征在于，S2中的C0为[1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1]。3.根据权利要求1所述的一种适用于电力领域的特征电流通信方法，其特征在于，S4中的Tw1=3*Tc、Tw2=15*Tc。4.根据权利要求1所述的一种适用于电力领域的特征电流通信方法，其特征在于，S6中根据C1中的数值信息对Sc1
’
进行硬判决得到C1
’
的具体过程为：S61：根据预设步长，从Sc1
’
中提取数据，将提取的数据组成新序列C11；S62：根据0和2在C1中的位置提取C11中对应位置的数据；S63：计算C1中所有2在C11中对应位置的值中的最小值MinValue2、C1中所有0在C11中对应位置的值中的最大值MaxValue0；S64：计算每个C1中2在C11中对应位置的值与每个C1中与2相邻的0在C11中对应位置的值之差，差值记为Err1~Err6；S65：计算MinValue2
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MaxValue0 = ErrValue以及Err1~Err6中大于0.05的数值个数N20；S66：若满足以下任一条件：（1）ErrValue>0.03且MinValue2&g...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹乾磊，张鹏程，王金龙，卢松林，梁浩，彭绍文，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：