基于工頻畸變技術的抄表系統

摘要：隨著抄表系統和低壓電力線通信技術的日益發展，利用低壓電力線作為媒介的抄表方式得到了廣泛關注。但由于我國低壓配電網的干擾強，該方式的應用效果并不理想。為使抄表系統既節約成本，又滿足通信距離的需求，設計了以雙向工頻通信技術作為通信手段的抄表系統。用二進制小波變換進行信號檢測，實驗結果證實該方法有效。根據DL／T645-1997規約，設計出有中繼功能的通信協議。
關鍵詞：抄表系統；工頻畸變；小波變換；通信協議

O 引言
目前國內已經將擴頻、超窄帶通信、多載波調制、自適應跳頻、正交頻分復用(OFDM)等技術應用于自動抄表系統。但由于我國低壓電網環境惡劣，以上技術的應用效果始終不理想。工頻畸變是雙向工頻自動通信(Two Way Automatic Communication，TWAC)的簡稱，與載波通信相比具有有效傳輸距離長，通信可靠，信號可通過變壓器等優勢。

1 系統組成
自動抄表系統一般由采集用戶電能表信息的采集終端、集中器、主站系統組成。采集器和集中器位于每個變壓器下，對采集器上傳數據進行管理，同時作為聯系采集器與主站的橋梁(主站是位于最上層的計算機管理系統)。基于雙向工頻自動通信的自動抄表系統，其畸變信號可進行跨變壓器臺區的傳輸，位于電表附近的采集器與主站之間無需另加集中器作為連接橋梁，系統組成如圖1所示。


雙向工頻自動通信系統由中央控制單元、子站端調制解調設備和用戶端調制解調設備組成，其原理就是利用工頻電壓基波過零調制方式實現通信。出站信號調制，在電壓過零點前△T／2(過零點前30度)時刻，打開調制電路圖2(a)中晶閘管，產生的瞬時電流耦合進工頻電壓的電流ic，引起一個電壓降emod，在 10 kV電壓E過零點處發生畸變，如圖2(b)所示。電壓畸變信號的編碼是利用相鄰兩個周期電壓波形來攜帶一位信息，利用調制位置的不同來表示“1”或 “O”。入站信號調制方法與出站信號類似，只是入站信號調制是將畸變信號加于電壓過零點時刻的電流上。