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基于配电网的工频通信系统下行信号的研究

作　者: 李辉
导　师: 王建元
学　校: 东北电力大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 双向工频通信下行信号信号识别数学形态学
分类号: TM73
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 57次
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内容摘要

双向工频通信系统(TWACS-Two Way Automatic Communication System)是上世纪九十年代在美国出现的一种基于电力配电网络的通信系统。该系统的独特之处在于它无须外加任何中继设备,就能够实现信号的跨台区通信。对比载波、扩频等目前主要电力线通信技术,TWACS具有成本低廉、传输距离远、抗干扰能力强等优点。把该技术引入到我国,使之适用于我国的配电网,双向工频通信理论还需要得到完善。本文在全面系统深入地研究了双向工频通信系统的通信原理和系统组成之后,从最基本的电路模型入手,结合变压器模型,详细地分析了下行信号的调制原理和传输过程,最终得到了下行信号的传输特性及调制信号,相关理论在Simulink中得到了仿真验证。论证了双向工频通信技术在我国的可行性。针对我国配电网接地方式,调制和检测信号的方法与原有理论有较大区别。本文总结了目前现有的下行信号解调方法,并针对目前使用传统方法信号解调准确率低和采用小波变换方法虽有较高的识别率但算法复杂的问题,提出了一种改进的基于数学形态学方法的形态滤波的下行信号识别方法,该方法算法简单,运算量小,易于用一般的单片机实现,成功解决了高噪声环境下调制信号的识别问题,提高了工频通信的可靠性,具有一定的实用价值。本课题的研究有利于完善适合我国配电网的双向工频通信理论,有利于该技术的推广和应用。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第1章绪论  12-22
  1.1 课题的背景及意义  12-13
  1.2 电力配电网络通信技术综述  13-19
    1.2.1 电力线载波法（PLC）  14-17
    1.2.2 双向工频自动通信技术  17-19
  1.3 双向工频自动通信技术的特点和研究现状  19-20
    1.3.1 TWACS 的优点  19
    1.3.2 TWACS 的应用领域  19-20
  1.4 TWACS 研究现状  20-21
  1.5 论文的主要工作  21-22
第2章双向工频通信系统的理论  22-29
  2.1 双相工频通信技术的提出  22-23
  2.2 双向工频通信系统的组成  23-24
  2.3 双向工频通信的信号  24-25
    2.3.1 信号的产生  24-25
    2.3.2 信号的编码  25
  2.4 子站端功能模块设计  25-27
  2.5 终端功能模块设计  27-28
  2.6 本章小结  28-29
第3章下行信号的调制与特征分析  29-41
  3.1 调制信号的基本原理  29-32
    3.1.1 变压器负载运行分析  29-31
    3.1.2 下行信号的调制  31
    3.1.3 上行信号的调制  31-32
  3.2 下行信号调制的仿真模型  32-34
  3.3 下行信号仿真分析  34-39
  3.4 下行信号传输特性  39-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章基于数学形态学的下行信号识别的实现  41-56
  4.1 下行信号识别方法  41-45
    4.1.1 时域解调法  41-43
    4.1.2 时频域解调法  43-45
  4.2 数学形态学  45-48
    4.2.1 数学形态学简介  45-46
    4.2.2 数学形态学基本思想和特性  46-48
  4.3 二值形态学基本理论  48-50
  4.4 多值图像形态学基本理论  50-52
  4.5 基于数学形态学的下行信号识别的实现  52-55
    4.5.1 膨胀运算在下行信号识别中的应用  52-53
    4.5.2 基于膨胀运算的下行信号识别的实现  53-54
    4.5.3 算法仿真结果  54-55
  4.6 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-61
攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文  61-62
致谢  62

基于配电网的工频通信系统下行信号的研究

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