[发明专利]用于基于工频电压畸变识别低压配电户变关系系统的方法

权利要求书

1.用于基于工频电压畸变识别低压配电户变关系系统的方法，其特征在于：包括配电变压器、低压配电线路、用户端、配电变压器端调制解调设备和用户端调制解调设备；所述用户端调制解调设备连接到用户的电表端子上或电表箱内的端子上，通过低压配电线路与配电变压器低压侧母线相连，所述配电变压器端调制解调设备直接连接在配电变压器低压侧母线上；所述配电变压器副边的漏感为L1，所述配电变压器副边的内阻为R1；所述用户端调制解调设备的电感为L2，所述用户端调制解调设备的内阻为R2；所述配电变压器端调制解调设备的电感为L3，所述配电变压器端调制解调设备的内阻为R3；

所述用于基于工频电压畸变识别低压配电户变关系系统的方法，包括如下步骤：

步骤一：连接好配电变压器、低压配电线路、用户端以及两台调制解调设备后，启动系统，用户端在工频电压周期150°附近触发可控硅，这样就在低压侧相线与零线之间产生一短路电流i，其大小由L2、R2和可控硅导通时间决定；由于配电变压器副边存在漏感L1，此突变的电流就会产生一个畸变的电压Δu，其大小为：Δu＝L1*di/dt，其中，di/dt为电流变化率；可控硅的导通和关闭时间由MCU控制，MCU检测到工频电压正向过零后，启动定时器，8333μs后通过一I/O口输出高电平使可控硅导通，500μs后输出低电平关闭可控硅；

步骤二：通过高速AD转换器将工频电压信号离散化，利用DB4小波二级变换提取工频电压周期150°附近的电压畸变信号，并通过软件算法进行识别；有畸变的工频电压信号在150°附近的d2值非常大，通过动态阈值算法判断工频电压信号有无畸变；动态阈值就是在调制解调设备上电工作稳定后，取若干组d2极大值的平均值，每组取10个工频周期，然后乘以一个系数1.5或2.0，作为判断依据，如果某一工频周期的d2值大于该值，则认为有调制信号，否则没有调制信号；采用动态阈值法的目的是规避基础工频电压信号中的离散杂波，保证信号解调的可靠性和准确性；

步骤三：用户信息通过两个工频电压调制周期之间非调制周期的个数携带，进行信息的传送。

2.根据权利要求1所述的用于基于工频电压畸变识别低压配电户变关系系统的方法，其特征在于：当所述用户端调制解调设备作为调制设备时，调制回路包括用户端调制解调设备的电感L2和内阻R2、低压配电线路、配电变压器副边的漏感L1和内阻R1，此时，配电变压器端调制解调设备作为解调设备。

3.根据权利要求1所述的用于基于工频电压畸变识别低压配电户变关系系统的方法，其特征在于：当所述配电变压器端调制解调设备作为调制设备时，调制回路包括配电变压器端调制解调设备的电感L3和内阻R3、低压母线、配电变压器副边的漏感L1和内阻R1，此时，用户端调制解调设备作为解调设备。

4.根据权利要求1所述的用于基于工频电压畸变识别低压配电户变关系系统的方法，其特征在于：所述配电变压器连接组别为Yyn或Dyn；从配电变压器低压侧看去，Yyn接法的中压侧零序阻抗比较大，调制电路所产生的电流受零序阻抗的影响无法在高压侧形成较大电流，因此调制信号也就无法通过中压侧传到其他变压器的低压侧，也就不存在配电变压器低压侧串扰的问题；对于Dyn接法，中压侧不存在零线，调制电流只有在绕组内流动，也不会通过中压侧传到其他变压器的低压侧。

5.根据权利要求1所述的用于基于工频电压畸变识别低压配电户变关系系统的方法，其特征在于：所述步骤三中，用户要发送信息N，那么第1和第N+1周期调制，其他周期不调制；若需要携带多字节信息，可增加一周期调制信号，每增加一字节信息，就增加一个调制信号。

6.根据权利要求1所述的用于基于工频电压畸变识别低压配电户变关系系统的方法，其特征在于：所述的信号的调制和解调都发生在配电变压器的低压侧，并且只有主机和从机同在一台配电变压器下，才能接收到对方的调制信息。

7.根据权利要求1所述的用于基于工频电压畸变识别低压配电户变关系系统的方法，其特征在于：所述的信号调制是电流调制，解调是利用电流调制所产生的电压畸变信号作为解调对象。

8.根据权利要求1所述的用于基于工频电压畸变识别低压配电户变关系系统的方法，其特征在于：信息交互是利用相邻两个畸变的工频电压周期之间非畸变周期的个数来携带用户信息，其目的是减少调制发生的次数，最大限度的降低对配电网的干扰，保护调制电路。