智能電網(wǎng)中通信及控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上大量的采用信息化技術(shù)和分布式發(fā)電技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)中狀態(tài)檢測和監(jiān)控、按需配置電能資源等功能，并具有很強的自愈和恢復能力，是目前電網(wǎng)發(fā)展的方向，是實現(xiàn)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)途徑，具有重要的理論研究和實際應(yīng)用價值。
　　當前，智能電網(wǎng)的相關(guān)研究十分廣泛和豐富，且多集中在通信傳輸技術(shù)和控制技術(shù)兩個方面。電力線通信以電力線作為通信信道，與智能電網(wǎng)之間存在天然的聯(lián)系和便利性，但電力線信道中的信號特性復雜多變

2、，對通信的可靠性造成了極大的干擾。此外，智能電網(wǎng)中的控制系統(tǒng)需要執(zhí)行多個功能任務(wù)，對其軟件化任務(wù)調(diào)度的實時性的評估提出了新的要求。
　　本論文以智能電網(wǎng)中的通信及控制關(guān)鍵技術(shù)為研究對象，研究內(nèi)容主要包括了智能電網(wǎng)的基本原理與功能結(jié)構(gòu)、電力線信道中信號特性分析與預(yù)測方法、基于噴泉碼的多載波高可靠傳輸技術(shù)、智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與嵌入式多任務(wù)調(diào)度算法等五個關(guān)鍵點，具體內(nèi)容概括為以下五個部分：
　　第一部分研究智能電網(wǎng)的基本原

3、理與功能結(jié)構(gòu)。研究了智能電網(wǎng)的基本原理，對智能電網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)進行了分析，針對智能電網(wǎng)中的通信和控制方面，對存在的問題進行了深入的分析和梳理。
　　第二部分研究電力線信道中信號特性分析與預(yù)測方法。設(shè)計了信號特性分析算法框架，采用逆序法、替代序列法、遞歸圖與相空間重構(gòu)方法分別分析信號的平穩(wěn)性、非線性與確定性。以低壓電力信號為實例對象，確定其為平穩(wěn)、非線性信號，且具有確定性分量的復雜信號。并基于其特性，采用多小波支持向量機對其進行預(yù)測。

4、
　　第三部分研究基于數(shù)字噴泉碼的多載波可靠傳輸技術(shù)。設(shè)計了結(jié)合LT碼的多載波通信傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用噴泉碼無碼率的特點，實現(xiàn)了OFDM信號的峰均比控制和信息的可靠傳輸。為了降低LT碼的解碼代價，針對度分布，在魯棒孤波度分布（RSD）和二進制度分布（BED）的基礎(chǔ)上，分別提出了滑動RSD度分布和截斷BED度分布，并將二者聯(lián)合，提出了一種改進的開關(guān)度分布，通過仿真試驗，確定了開關(guān)點的位置，在小度值數(shù)據(jù)包和大度值數(shù)據(jù)包之間取得平衡

5、，有效的提高的譯碼的成功率，并降低了譯碼代價。
　　第四部分研究智能電網(wǎng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和相關(guān)電路分析。在傳統(tǒng)的配電技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究了電力資源與設(shè)備資源調(diào)度配置系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，通過固態(tài)功率控制技術(shù)實現(xiàn)了電力資源的調(diào)度與配置，并在其基礎(chǔ)上研究了一種電氣設(shè)備連接狀態(tài)檢測方法，實現(xiàn)了電氣回路全狀態(tài)下設(shè)備資源連接狀態(tài)的檢測與調(diào)度。另外，針對研究中遇到的信號時延特性的問題，根據(jù)電路理論建立了RC多階鏈式電路時延特性的微分方程組，通過矩陣變換

6、的方法，提出了RC多階鏈式電路在“斜坡”信號下的時延特性模型，在計算精度方面，本模型的誤差遠小于Elmore模型的“斜坡”信號的50％傳播時延誤差，在計算效率方面，相比于波形松弛法的多次迭代，本模型只需一次計算即可達到10-8誤差級別。
　　第五部分研究智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)的多任務(wù)實時調(diào)度算法。根據(jù)智能電網(wǎng)對電力配置和控制的功能要求，設(shè)計了嵌入式系統(tǒng)下的一種多任務(wù)實時調(diào)度算法，并建立了一套約束模型對調(diào)度算法進行實時性評估，設(shè)計了相關(guān)的