文摘
无线、电力线通信(PLC)、光纤、以太网等智能电网通信的通信技术基础设施的设想。其中,无线和基于plc的解决方案的吸引力正在考虑初始部署的成本。无线通信在智能电网部署覆盖等多种环境室内,室外,电力系统设施。预计类似的多样性在PLC部署覆盖低电压(LV)、中压(MV)和高电压(高压)的网格。尽管有吸引力,无线和PLC渠道非常严厉的对通信系统的性能构成巨大挑战。在提出解决智能电网通信需求,两种方法都可能紧随其后。一个是基于现有的无线和PLC技术的使用与一些修改,和其他依赖发展中新的通信协议特别是解决智能电网的需求。这些方法都需要通信信道特性的深入了解。本研究的目的是揭示了无线信道特性和PLC智能电网环境下的路径损耗和衰减等几个参数,时间离散,时间选择性,振幅统计,和噪声特性。
1。介绍
公用事业行业未能充分利用到目前为止的通讯和信息技术的进步,提高电网的效率、可靠性、安全性和服务质量(QoS)。智能电网解决所有这些所需的功能和更多的现代化电网通信与信息技术的整合。
理解现代风格的“智能电网”这个词一直在快速扩张的行业智能计量,也就是说,更专注于先进的计量基础设施(AMI)真正的智能电网(1]。这个最近支持定义,目标的智能电网可以概括如下2]:(1)实现消费者的积极参与网格的操作与AMI的支持,(2)利用所有生成和存储选项,(3)使网络具有自愈能力减少停电对消费者的影响,(4)实现弹性对物理和网络攻击,(5)提供优质的电力考虑21世纪的需要,(6)使新产品、服务和市场,(7)优化资产和操作有效地通过最小化操作和维护费用。
智能电网的目标需要各种类型的信息的收集关于发电,消费、存储、传输和分销通过其通信基础设施。考虑这个要求,智能电网通信基础设施应包括一个非常大的地理区域,可以从远程扩展生成网站内人口密集的住宅区域和建筑,房屋,和electricity-power-system环境。事实上,监控和数据采集(SCADA)系统已经实现监视和控制电网在某种程度上在一段时间内(3]。然而,智能电网的定义显然需要一个更复杂的双向通信体系结构的发展超出了目前采用相对不安全的SCADA系统大规模的监视和控制。
为了更好地理解智能电网的通信需求,这可能是一个好的策略来缩小范围,只专注于一个目标“将客户集成到网格”,受到最多关注的规划和投资。底层原因客户集成分销网络的效率最大化,鼓励客户对某种类型的刺激来自效用。机会与客户集成包括:(1)为客户提供新的定价选项,(2)检测停电恢复自动验证,(3)让客户回复价格和负载控制信号,和(4)使客户监控、控制和安排当地的能源消费最大化的好处关于用电成本和分销网络的利用率。
很明显,交流在更广泛的视角在于客户集成的核心。首先,家庭设备之间的通信基础设施和“智能电表”应该建立“智能电表”可以收集信息从设备和主动调整当地消费考虑客户的偏好。其次,通信链路之间的“智能电表”和效用应该建立这样的客户和效用可以一个通知关于实时电价,客户行为,和停电。在这方面,客户的沟通环境集成可以分解成三个不同的通信网络如图1:国内区域网络(汉族)定义之间的互联设备和“智能电表”,附近区域网络之间的互联(南)指“智能电表”和“数据收集点,广域网(WAN)来描述“数据收集点”之间的互联和效用。在所有这些网络中,不同的通信技术基于不同的传播媒介,如以太网、光纤、无线、电力线路、卫星等等,可以选择1,4- - - - - -8]。除了一个传播媒介的选择、混合解决方案(“混合”在这种情况下并不意味着使用不同的技术在不同的网段;相反,它指的是使用不同的通信技术在同一网段在必要时根据通信信道特征。)也可以使用9]。只关注智能电网的一个方面使我们的设计通信系统在三种不同的网络运营很可能不同的频道特色。结合智能电网的其他方面(例如,考虑通信需求的插件电动汽车(明白)或在电力系统环境中,如转换变电站、功率控制房间,和批量生成植物。)以其复杂性和大小。(当前电网在美国拥有超过一万传输变电站、二千个配送站,1.3亿客户,和5600分布式能源设施(10]。)不是很难估计的体积信息流动和底层通信基础设施的成功实现。类似的多样性可能会观察到在通信应用程序不同的QoS,数据率、延迟和可靠性要求低带宽需求从简单控制命令传输视频信号的监测需要相对较大的带宽的实物资产表中列出1(11]。
无线和电力线通信(PLC)的解决方案是很有前途的和有吸引力的相比其他选项考虑所需的初始投资成本智能电网通信基础设施(7]。同时解决智能电网的通信需求,两种策略可以遵循。其中一个方法是基于集成现有通信标准(例如IEEE 802.11、IEEE 802.15.1内部IEEE 802.15.4,提供服务IEEE 802.16, IEEE 802.20, IEEE 1901, HomePlug(智能grid-related标准的完整列表可以在[12]))与一些修改当前电网关于QoS,延迟,可靠性和功耗(13- - - - - -16),而其他策略依赖于开发新的通信协议特别是解决智能电网通信需求的基础上,集成现有的通信标准可能导致性能远低于预期在网络这样的异质性7,9,17]。一些努力修改现有标准考虑智能电网的要求已经明显导致内部IEEE 802.15.4 g(提供服务的出现18- - - - - -20.)和HomePlug绿色(21]。内部IEEE 802.15.4 g提供服务定义了三个物理层技术基于频移键控(移频键控),抵消正交移相键控(OQPSK)和正交频分复用(OFDM)地址不同的系统需求和细分市场以及一些媒介访问控制层(MAC)修改为更低的能耗。同样,HomePlug绿色是基于OFDM技术与正交相移键控(QPSK)调制芯片设计降低成本的不像HomePlug AV支持多种调制方案1024 -正交幅度调制(QAM)以及一些其他的修改实现低功耗。不管什么策略,渠道在智能电网通信环境的特点应该是众所周知的,因为他们是主要的决定因素在任何通信系统的最终性能,即部署。此外,智能电网可能需要技术随着时间的要求等不同属性从今天大带宽铺平了道路,新出现的通信协议(22]。还必须指出的是,智能电网通信基础设施不能孤立于无线或基于plc通信技术的进步而寻求通信解决方案。实际上,讨论关于在电视中使用空白频谱,推进先进的智能电网通信的方式需要智能电表的设计与认知无线电(CR)特性已经支持这一规定(23]。深刻理解通信信道的特点是前必须再次开发最优的通信解决方案。
尽管智能电网应用的具有成本效益的解决方案,无线和PLC环境非常恶劣的构成巨大挑战通信系统的可靠性和性能。在这方面,本研究的目的是阐明两种无线信道特性和PLC频道在智能电网环境下的几个因素包括:路径损耗(或衰减,这是一个常用的词比“路径损耗”在PLC的社区),多路径特征(时间分散,时间选择性,特别是和信道振幅统计),和噪声特性。研究的关键贡献可以概括如下。(我)两者的综合分析和评估无线信道特性和PLC的智能电网环境。(2)开放研究课题,应该作进一步的调查关于无线和PLC通信通道范围内智能电网通信标识。
本文的其余部分组织如下。部分2在无线传播提供了一个审查机制有效和PLC环境。部分3给出了智能电网环境下的无线通信的细节特征。详细讨论了关于PLC渠道部分4。最后,给出了结论部分5。
2。传播机制
我们的讨论开始的定义控制在无线信号传播的机制和PLC频道因为这些传播机制形成的基本平台,了解渠道属性随后讨论。虽然在无线通信渠道传播机制是相对复杂的它仍然可以分为三个类别:反射、衍射和散射。反射发生在扩散波影响物体的尺寸非常大而传播信号的波长。衍射解释公布(仿真结果通信在无线频道信号时遇到有锐边的一个对象在其路径接收器。散射中,这是最困难的一个别人预测,当扩散波影响物体的尺寸相比非常小的波长传播信号。
主要是由PLC的传播渠道反射。在PLC系统中,传输信号传播从一个位置到另一个遭受反射在阻抗不连续。分支和阻抗出现在终止点阻抗不连续在电力线网络的主要来源(pln)引起反射。这些机制见图2。
由于传播机制有效的在这两种环境中,当发射机发出的信号,接收到的信号在接收机包括减毒、延迟和传输信号的相移副本导致时间色散。在社区交流、意义的时间色散是量化的参数称为均方根(RMS)延迟传播。RMS时延扩展为通信媒介将在后续部分中更详细地讨论。除了时间色散特性,无线和PLC渠道都是时间选择性。发射机与接收机之间移动(或相对运动从更广泛的角度来看)最主要的原因是时间选择性的无线频道,而时间选择性PLC信道的原因是有关不同阻抗条件PLN特别是在终止点。选择性是另一个方面,是专注于在这个研究。对数字通信系统中,最常见的品质因数是比特误码率(BER)与信噪比(信噪比)直接相关。信噪比的函数,系统只能有振幅统计信息来计算接收信号和噪声特征的通信通道。在这方面,振幅统计和无线的噪声特性和PLC渠道谈及的问题。
3所示。无线信道特性
大规模和小规模的衰减是确定的两种现象在无线通信信道接收信号的质量。大规模衰退解释了接收信号的变化由于动作大片,而小规模衰落有助于理解接收信号特征的微小变化(如小如半波长)在空间域。在解释大规模衰落特性,路径损耗用于相关接收功率的传输能量在对数刻度。在一个特定的距离从发射机,路径损耗表示为 在哪里是参考距离的远场传输天线,路径损耗指数,代表一个真正的零均值高斯随机变量(RV)与一个特定的标准偏差。被称为阴影和地形的影响占概要文件在传输信号。注意,拥有的知识关于两个参数,这是和,而描述(1)是至关重要的。这两个和环境相关的参数和可能改变明显取决于传播媒介形象。智能电网通信基础设施可能会部署在各种各样的通信环境。在以下这些部署选项。(我)室内部署:家庭、办公室、等等。(2)户外部署:农村、城市,郊区,等等。(3)电力系统设施部署:电力系统环境如传播、分布和转换变电站,功率控制房间,等等。
注意区分室内和电力系统设施在上面给出的分类。这是由于这样的事实:电力系统环境有很区别的功能比普通室内环境如流行的金属结构,不同的噪声特征可能源于电晕效应或开关操作,敌意的温度和湿度,等等。源于这些差异,进一步讨论是建立在上面给出的分类。
大部分的结果报道在文献中关于室内通信环境是基于测量在900兆赫和1.9 GHz。路径损耗指数()各种室内传播的环境范围从1.2到6 (24- - - - - -27]。值小于2可以归因于波导效应存在于环境中,而更高的价值很可能由于大衰减介绍了传输信号的墙壁、天花板、地板、等等。关于阴影的标准差在(1),典型值在3 dB 14 dB的范围(28,29日]。除了模型给出的(1),室内路径损耗表达式,考虑一些其他室内环境特性,比如墙壁,地板渗透了传输信号可用在文献[27,28,30.,31日]。例如,国际电信联盟(ITU)推荐一个阴影办公环境的12分贝值以及修改室内路径损耗表达式,考虑收发两用机分离距离和传输信号路径的地板数量(30.]。
的典型值路径损耗指数()对于户外环境范围从2.7到6.5根据环境特征(31日]。例如,推荐值的路径损耗指数由ITU为城市和郊区(430.]。也值得一提的农村地区和平坦地形应该承担较低的值。阴影对于城市环境通常是8 - 10 dB (32]。ITU认为10 dB的标准差值适用于城市和郊区(30.]。
描述的许多研究无线电传播介质在电力系统环境中非常有限的文献中。实验研究在不同的电力系统环境中包括一个500千伏变电站,工业电源控制的房间,和一个地下网络变压器库路径损耗指数报告变化从1.45到3.55根据视距(LOS)和仿真结果发射机和接收机之间的条件33]。阴影值在这些环境中发现2.25 dB和3.29 dB之间。
3.1。多路径的特点
一个完整的多路无线信道的特征可以由其复杂基带脉冲响应如下(28]: 在哪里代表的数量可分解的多路径组件时,的振幅是吗多路径组件,表示阶段,代表到达时间,狄拉克δ函数。
3.1.1。时间色散
RMS时延扩展是高度依赖于无线通信介质特征。大量的研究可在文献中描述的RMS时延扩展在各种环境中。最直接的结论可以从这些研究室内环境的RMS时延扩展值小于室外环境(34,第二章]。典型值的RMS时延扩展住宅5 ns 10纳秒的范围内与一些特殊的报道值30 ns。办公环境往往有较大的值的范围内10 ns - 100 ns。RMS时延扩展的值之间的典型的城市和郊区环境通常是100 ns和800 ns和一些报道值3μ年代。糟糕的城市和山区环境有更大的RMS时延扩展值比这些前面提到的18μ年代。类似于其他propagation-related参数,研究电力系统环境中执行的数量是非常有限的。测量运动在一个配电变压器进行显示,在这种环境下平均均方根时延扩展是85 ns (35]。
3.1.2。时间选择性
在无线信道时间选择性体现在变换域作为一个被称为多普勒扩散光谱展宽。影响的传播通常是通过多普勒频谱的观察评估。在(2),流动性的影响,因此时间选择性的结果,观察阶段而言,即,对于每一个水龙头(延迟)。多普勒扩散在接收到的波形是由瞬时的变化引起的源于不同的路径接收机和发射机天线之间的距离非常小的持续时间。多普勒频谱取决于几个参数,如工作频率、速度和到达角(AOA)统计数据接收器。AOA统计主要定义多普勒频谱的形状。当考虑三维传播环境,多普勒频谱的形状可能会有所不同从古典厕所的bath-tube-like形状扁平根据农产品协定的统计数据在方位和仰角飞机(36,37]。除了这些参数,运动场景发射机和接收机之间的另一个因素,定义了多普勒频谱。在无线通信应用程序中,可以发现两类定义运动场景:移动接收机和固定接收器移动周围的对象。必须指出的是,不同的运动场景的无线信道导致不同的多普勒谱。厕所的古典谱常用场景,考虑接收机天线的运动(32]。如果发射机固定和信道变化只源于周围的运动对象,采用不同的多普勒频谱形状,厕所的功率谱密度(PSD)接近零的频率增加(38- - - - - -40]。这些差异多普勒光谱也被认为是在许多标准和建议。例如,一个平坦的多普勒谱和经典厕所的频谱是ITU为推荐的室内和室外传播环境,分别为(30.]。智能电网通信基础设施可能会包括移动和固定无线场景。无线语音和视频通信领域与维护团队可能对应于移动接收的情况下,而智能电表和家庭之间的无线通信设备或电力系统内的设备监视和控制应用程序可能指的是固定接收器的场景。从这个意义上讲,多普勒频谱应该仔细想了真正描述通信通道。虽然没有具体研究描述多普勒扩散或AOA统计在电力系统环境中,一个很粗略的分类可以应用,和厕所的经典频谱移动接收机和频谱与PSD接近零增加频率固定接收器被认为是适当的。也值得一提,电力系统环境可能位于区域或位置完全隔绝外部的影响(例如,地下变电站)。这样的条件可能导致时间不变性的无线通信信道固定收发两用机情况下不同情况在室内和室外通信环境中观察到的运动周围的对象(如行人和车辆在无线信道变化的结果。
3.1.3。振幅统计
瑞利和Ricean概率密度函数(pdf)被广泛用于描述振幅的小规模的数据(在(2)在无线通信信道仿真结果和洛杉矶条件,分别是(28,41]。这源于这样一个事实:大量的多路径组件分为每个水龙头(2)导致的实现复杂的高斯过程的中心极限定理。除了瑞利和Ricean, Nakagami衰落也常用为了模型更多的各种各样的衰落条件。Nakagami PDF的一个有趣的特性是,它可以得到接近瑞利和Ricean PDF通过非常简单的参数操作41,42]。最后,一些其他的衰落分布如威布尔也使用而定义的接收信号幅度的统计文献[43]。除了这些概括关于路径振幅统计数据在无线通信环境中,这是非常不幸的不能够出现任何智能grid-specific结果仅仅因为不成熟的文学在这一领域。从这个意义上说,无线的快衰落模型智能电网环境仍然是一个开放的研究课题。
3.2。噪声特征
在传统的无线通信系统中,热噪声通常是建模为平稳加性高斯白噪声(AWGN)。尽管大多数时候是一个精确的模型,无线通信系统受到脉冲噪声在特定的室内和室外环境(44,45]。在室内无线信道脉冲噪声的主要来源是一些设备在我们的日常生活中,我们经常使用如复印机、打印机、微波炉、电吹风,等等。脉冲噪声在户外环境中可能导致等其他影响车辆点火。除了这些常规环境中,电力系统环境的噪声特征可能是由脉冲噪声的存在以及[46,47]。例如,间隙击穿放电现象,也就是说,主要由断路器打开可能会导致一个非常强大的脉冲噪声的变电站。
在文献中,整个噪声过程的时域样本(背景噪声和脉冲噪声损坏)经常用的混合复杂零均值高斯变量与不同的方差和发生概率如下: 在哪里的表示模型参数的总和应等于团结和的PDF和零均值和复杂的高斯变量吗方差。请注意,(3)是一个泛化的Bernoulli-Gaussian和米德尔顿甲级模型如上所述48]。尽管被广泛用于分析的目的,这个模型是无记忆的,缺乏代表丛发性脉冲噪声的性质(49]。为了其丛发性性质纳入分析,马尔科夫模型通常采用(49,50]。运用马尔可夫模型和持久化参数意味着记忆的通道可能把这个无记忆模型变成丛发性模型形成一个更现实的分析平台。
4所示。PLC信道特性
基于大量的测量,frequency-distance-dependent衰减在低电压(LV) PLC网络被定义为(51] 在哪里和对应的频率信号,覆盖的距离,分别。,,都是cable-dependent参数,主要是通过实验测量中提取51]。
4.1。多路径的特点
如果副本在接收机收到的总数是有限的,一个完整的描述的PLC通道可以由其通道频率响应(CFR)如下:[51] 在哪里和对应的反射和透射系数沿传播路径,分别意味着频率和军事衰减因电缆的物理特性,和是指的阶段组件由于时间延迟。和代表反射和透射系数的数字传播信号沿着特定路径用下标。最后,值得一提的是,乘法的年代,的(5)被称为反射因子()的一个特定的传播路径。请注意,时间延迟,相关通信介质中传播的速度,电线电缆在我们考虑如下: 在哪里绝缘材料的介电常数和吗光在真空中的传播速度。
除了这个简单和基频域的PLC多路径模型,还有一些其他的表征方法可用在文献中,也就是说,值得一提。基于矩阵方法计算多路径组件基于上述模型中给出了在PLC网络(52- - - - - -54]。PLC信道模型是基于对输电线路作为给出二端口网络在55- - - - - -59]。除了这些确定性模型,一些统计PLC信道特性的努力对于衰减,multipath-related参数,等等,考虑PLN作为黑盒没有处理它的属性,如电缆的特点,提出了网络拓扑等等(60,61年]。每个信道的建模方法有一些优点和缺点。例如,所有属性的PLN网络拓扑、电缆distance-frequency-dependent衰减特征,和终止阻抗条件计算之前都必须知道如果频率或传输线理论基础的方法是被采纳。可以使用统计模型如果无法获得任何信息关于网络属性先验。然而,一个广泛的测量活动可能需要为了得出统计学上有意义的结论从获得的数据集不同拓扑结构的网络。
以下4.4.1。时间色散
我们的讨论始于清晰度的因素定义PLC频道RMS时延扩展和延伸到更具体的值基于测量活动。RMS时延扩展所依赖的一个因素在PLN阻抗状态终止点。研究表明,低阻抗或高阻抗值终止点产生最坏的情况从RMS时延扩展的角度(62年- - - - - -64年]。另一个因素是PLC介质的物理属性(65年]。发射机和接收机之间的分支节点数量和发射机和接收机之间的距离以及分支的长度统计这些属性。
尽管混乱和不明晰在PLC文学,RMS时延扩展计算值在[66年,67年表明它是主要的2 - 3μ除了少数例外高达5 - 6μ年代30 MHz频率范围。另一个非常广泛的研究,认为该网站的测量120个频道在1.8 -30 MHz范围表明RMS时延扩展主要是低于1.31μ年代,只有两个例外1.73通道响应表现出更高的价值μ年代和1.81μ年代(68年]。同样,RMS时延扩展值在同一频率范围报道显示,它是小于0.5μ年代研究渠道的99% (69年]。同时,类似的研究在一个频率范围30 MHz报告说,95%的渠道有RMS延迟240纳秒和2.5之间的传播价值μ年代(70年]。另一项研究认为一个更大的100 MHz频段发现80%的渠道之间表现出RMS时延扩展值0.06μ年代和0.78μ平均值为0.413μ年代在144年获得开展广泛的测量运动传递函数收集从7网站(61年]。总之,典型的RMS时延扩展值在低压PLC信道的几微秒。
4.1.2。时间选择性
即使对于一个固定的PLN拓扑中,PLC的反应通道不能被认为是时间不变。PLC信道的时间变化归因于反射的变化因素()的传播路径。它可以检查在两个主要类别:长期和短期。长期变化源于这一事实终止点的阻抗状态不断变化的设备连接到PLN开启/关闭。阻抗的变化的终止点导致一些路径的反射和透射系数的变化引起的信道响应的变化。值得一提的是,阻抗值的终止点也依赖于连接电力负荷的状态:和活跃拔出插但不活跃,插入(71年]。除了这个长期变化的阻抗状态终止点,大部分的电气负载的阻抗依赖于交流电(AC)电源周期短期变化引起循环通道响应(72年]。相干时间,指的是持续时间超过通道可以被视为不变的低压PLC信道由于短期内阻抗变化PLN据报道,不小于600μ年代(72年]。值得一提的是,研究表明,分离发射机和接收机之间的距离中扮演一个重要的角色在信道变化的意义由于阻抗依赖电负载的电源交流周期(73年]。也表明,如果某一特性PLN总是存在,然后PLC信道变得更确定的介质比通常认为的(56]。
4.1.3。振幅统计
研究表明,路径振幅在LV PLC网络可以具有对数正态分布PDF仅仅像影子消失在无线频道(64年,68年,74年- - - - - -76年]。除了常用的对数正态分布分布,使用一些其他PDF,如瑞利和Rician也推荐在PLC中定义路径振幅通道(66年,77年,78年]。统计信号振幅在公司环境中不完善的无线通信的情况相比,需要进一步的调查和验证。
4.2。噪声特征
噪声在PLC渠道分为三大类,有色背景噪音,窄带噪声和脉冲噪声。彩色背景噪音求和的结果不同噪声源的低功率出现在网络,通常具有一个PSD随频率。窄带噪声源于无线电广播的存在长,中间,和短波范围。有色背景噪声和窄带噪声主要是认为构成了背景噪音,因为他们的振幅变化非常缓慢的时间。除了背景噪声、脉冲噪声、生成的主要由电器、最重要的噪声类型出现在PLC网络之一。它被认为是错误的主要原因对PLC的数据传输通道。脉冲噪声的分析提出,它可以进一步分为三个类别如下:(1)周期性的脉冲噪声异步电源交流周期,这是生成主要由开关电源、(2)周期脉冲噪声同步电源交流周期,这是由整流二极管用于一些电器,(3)异步脉冲噪声,电机的结果、演习,和开/关开关瞬态存在于网络。
模型提出了关于上述噪声类别都是基于实证测量活动。背景噪声的主要方法而进行建模是基于其频域特性。描述背景噪音的方法之一是表达它作为频率的函数通过使用安装PSD (79年]。这种方法的主要缺点是噪声的随机行为过程不考虑。为了将其随机性质纳入分析,背景噪声的变化在一个特定的频率值应该是具有一定的PDF。在这些PDF在文学的和两个瑞利提出PDF (80年),对数正态分布(81年],Nakagami-m [82年]。对于脉冲噪声,常见的方法是基于描述它在时域脉冲振幅等几个参数,脉冲宽度,脉冲interarrival倍(50,83年,84年]。尽管事实上,脉冲噪声结果完全不同的来源在无线和PLC频道,模型采用文献中非常相似。因此,模型给出的(3)是广泛用于PLC社区为目的的通信系统分析。
注意,前面的讨论大多致力于低压PLC信道。然而,这并不一定意味着PLN的其他部分不能考虑沟通的目的,尽管一些可靠性相关问题(确保电线电缆的延续在中压(MV)和高压(高压)段端到端通信是一个相对更困难的问题比LV段。)(85年- - - - - -87年]。然而,尽管高压输电线作为传播媒介的声音很长一段时间可以追溯到1920年代(88年文献),定义其信道特性几乎不存在的。关于MV通道的通信信道特征,尽管没有多少研究文献中,仍然可以得出一些基本结论。类似于低压PLC信道,MV行展览时间色散。RMS时延扩展的值10 MV PLC的渠道μ通道的年代。时间变化很弱,和振幅统计数据服从Nakagami-m分布(89年]。除了这些multipath-related参数、噪声成分的MV电线通常是非常类似于LV的电线有区别的特性,比如电晕放电的主导地位在背景噪音90年]。
最后,除了存在脉冲噪声和窄带噪声的入口PLC网络正如前面所讨论的,电磁兼容性(EMC)是另一个问题,那就是,部署基于PLC通信系统时非常重要的。类似于窄带干扰PLC信号来自无线电广播,PLC信号本身可以是附近的干扰来源发射机操作作为其他通信协议的一部分。具体排放限制的信号干扰附近的发射机PLC网络受到国家和地方法规,和排放水平本身是高度依赖电缆特性和网络结构91年,92年]。
5。结论
智能电网是一个具有挑战性的项目,需要建立一个非常广泛的通信基础设施。PLC和wireless-based解决方案看起来非常有吸引力的考虑初始投资成本。是具有成本效益的解决方案,两种方法可能会出现:整合现有的PLC和无线技术与一些修改网格关于QoS,延迟、可靠性、电能消耗,等等,或开发新的通信协议特别是解决智能电网通信需求。无论采取什么方法,深入了解智能电网的通信信道特点的环境是至关重要的。在这项研究中,通信信道的特点,讨论了PLC和无线环境详细总结如表2。智能电网无线部署选项是大致分为室内、室外,电力系统环境。类似的方法也跟着PLC环境中通过分类LV, MV,高压。
之间的通信信道特征讨论了路径损耗和衰减,分散时间,时间选择性,路径振幅和噪声特性。这些参数是非常重要的从通信系统的角度设计智能电网通信基础设施。总结这些特征、路径损耗和衰减的无线和PLC显著变化对沟通渠道环境,和一些模型参数在不同环境的文学类型。RMS时延扩展,显示时间的意义的通信信道的色散是几微秒LV PLC频道。MV线条表现出更大的RMS时延扩展值的10μ年代。同样,典型的RMS值延迟室内无线传播环境通常少于100 ns,而室外无线传播环境有较大值的微秒。关于电力系统环境,RMS时延扩展无线传播信道的配电变压器发现85 ns。无线和PLC渠道都是时间变量。多普勒扩散是为了评估时间选择性的后果在无线频道。在讨论不同的无线通信环境的多普勒谱,一个粗略的分类对运动场景。厕所的经典频谱移动接收机似乎是一个合适的模型场景,而频谱与PSD接近零增加频率被认为是适合固定接收器。然而,时间变化的无线通信信道在某些电力系统环境可能很无关紧要,因为这些环境可能从外界完全隔离效果。虽然没有具体模型可用PLC的时间选择性渠道,时间选择性与长期和短期不同阻抗PLN的条件。低压PLC信道的相干时间不少于600人μ在短期内。对数正态分布分布是广泛使用在定义振幅统计LV PLC频道,而瑞利和Rician PDF通常采用无线信道仿真结果和洛杉矶条件,分别。结构噪声的PLC渠道相对更复杂的比无线频道。脉冲噪声源于电气负载连接到PLN是PLC的数据错误的主要来源渠道。脉冲噪声是观察到在某些无线室内,室外,以及电力系统环境。复印机、打印机、微波炉、电吹风、汽车点火的室内和室外环境中的脉冲噪声的来源。在电力系统环境中,特别是在变电站,脉冲噪声由于间隙击穿放电现象可能会严重影响无线通信。
值得一提的是,智能电网的某些方面需要进一步调查的通信信道特征。一些关键的未决问题如下。(我)更深入了解无线电传播特性的电力系统环境是至关重要的可靠的无线通信系统的设计的智能电网。(2)的大部分研究工作致力于PLC通道的LV一边PLN,和缺乏文学MV和高压PLC渠道提出了一个更全面的看这些环境。