CN111830539A - 一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法 - Google Patents

一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111830539A
CN111830539A CN202010632250.2A CN202010632250A CN111830539A CN 111830539 A CN111830539 A CN 111830539A CN 202010632250 A CN202010632250 A CN 202010632250A CN 111830539 A CN111830539 A CN 111830539A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power line
line carrier
precision
pps
machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010632250.2A
Other languages
English (en)
Inventor
徐剑英
李亮
季册
闫庆鑫
管国清
王航伟
殷宁宁
周超
张建
李伟
吴雪梅
卢峰
林志超
程艳艳
叶齐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Keyuan State Grid Power Engineering Survey And Design Co ltd
Qingdao Topscomm Communication Co Ltd
Original Assignee
Shenyang Keyuan State Grid Power Engineering Survey And Design Co ltd
Qingdao Topscomm Communication Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Keyuan State Grid Power Engineering Survey And Design Co ltd, Qingdao Topscomm Communication Co Ltd filed Critical Shenyang Keyuan State Grid Power Engineering Survey And Design Co ltd
Priority to CN202010632250.2A priority Critical patent/CN111830539A/zh
Publication of CN111830539A publication Critical patent/CN111830539A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/29—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system carrier including Doppler, related
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/25—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS
    • G01S19/256—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS relating to timing, e.g. time of week, code phase, timing offset
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/428—Determining position using multipath or indirect path propagation signals in position determination

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法，包括10kV电压耦合器，电力线载波机，其中电力线载波机包括GPS模块，GPS模块用于连接卫星进行精确授时，两端电力线载波机进行数据交互，然后发送测距信号，10kV线路两端分别各有一个10kV电压耦合器和一个电力线载波机，本方法应用GPS模块(及同等能够提供高精度秒脉冲的设备)，配合电力线载波机进行时间校准，在同一时刻进行测距报文的发送，完成距离测量。本发明不单纯依靠电力线载波通信技术，避免了电力线阻抗的不定性对于距离测量延时的影响，帮助国家电网公司快速绘制电力线线路拓扑图，对于国家电网公司整体掌控电力线路运行状态具有积极意义。

Description

一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法
技术领域
本发明属于电力技术领域，具体涉及一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法。
背景技术
10KV线路广泛应用于我国中压架空配电线路网，对该线路进行距离测量，不仅能客观反映当前线路的运行情况，也能较科学的给出线路的优化方向。
对于10KV线路距离测量，以往经验主要依据人工以及卫星定位进行线路拓扑绘制，本发明提供的线路距离测量方法，测量速度快，并可节省人力成本。
GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称，GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米(各个卫星不同，随时变化)；以及GPS系统信息，如卫星状况等。
当前与本方法最相似的实现方案是对于高压线路故障测距的研究，通过研究整条线路的阻抗，使用单端阻抗数据进行距离测量：一是解微分方程法，二是利用测量端工频量的测距法。解微分方程方法：一般忽略线路的分布电容，利用不同两个时刻的瞬时采样值，获取两个独立的方程，并用差分代替微分，联立求得故障距离。该方法算法简单，无需双侧系统参数和故障前负荷状态下的数据，响应时间短且不必除去周期分量。单端阻抗法：该方法用于故障线路发生单相接地的情形，通过故障支路零序电流，来定性距离测量。该方法理论上无法克服系统运行阻抗变化对测距的影响，由于未知数目大于方程数据，所以只能得到近似值。
专利《一种基于电力线载波信号的配电线路测距方法》与本发明相关，但其专利范围内并未介绍阻抗与信号延时对于距离测量的影响，也未考虑时间精度对于测距结果产生的重要影响。因为10KV线路阻抗会随负载数量变化，仅仅依靠电力线载波技术进行距离测量时候，很难把握阻抗与延时的关系，而由于需要计算信号传输时间，又必须考虑延时对信号的影响。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法，本发明的技术方案为:
一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法，包括10kV电压耦合器，电力线载波机，其中10kV电力线两端通过10kV电压耦合器连接，10kV电压耦合器通过信号线连接电力线载波机，电力线载波机包括GPS模块，GPS模块用于连接卫星进行精确授时，两端电力线载波机进行数据交互，然后发送测距信号，10kV线路两端分别各有一个10kV电压耦合器和一个电力线载波机，10kV线路距离测量方法包括以下步骤：
步骤1：GPS模块与电力线载波机连接，连接方式包括通信接口和PPS接口；
步骤2：电力线载波机P1与电力线载波机P2启动测距功能，并与各自的GPS模块通信，获取GPS模块当前状态；
步骤3：电力线载波机P1与电力线载波机P2检测GPS高精度秒脉冲信号PPS，完成秒级校时；
步骤4：进行数据交互D1，电力线载波机P1向电力线载波机P2发送时间信息，P2接收P1的时间信息，两个载波机完成秒脉冲校准；
步骤5：电力线载波机P1与电力线载波机P2开始秒脉冲倒计时；
步骤6：倒计时结束后，电力线载波机P1检测到秒脉冲P1_PPS；电力线载波机P2检测秒脉冲P2_PPS,开始计时，此时时间为Ttick1；
步骤7：进行数据交互D2，电力线载波机P1检测到秒脉冲P1_PPS后，发送测距报文；电力线载波机P2检测秒脉冲P2_PPS，开始计时后，接收电力线载波机P1的测距报文，收到后回复确认，此时时间Ttick2；
步骤8：电力线载波机P2计算载波传输时间T传输：Ttcik2-Ttick1；
步骤9：根据公式，计算电力线载波机P1与电力线载波机P2之间的距离Sp1-p2＝T传输*V，其中，V为电信号在10KV介质中的传输速度。
电力线载波机使用12MHz以下的正交频分复用(OFDM)技术进行信号发送和接收。电力线载波机系统时钟的节拍精度在10ns以下，节拍精度越高，校时越准确。
GPS模块拥有精确授时功能和秒脉冲功能。采用GPS选用内置有高精度秒脉冲功能的GPS芯片。
本发明的有益效果为：不单纯依靠电力线载波通信技术，避免了电力线阻抗的不定性对于距离测量延时的影响，本发明的测距精度依据测量校准的GPS时钟源精度，理论上任意高精度时钟源均可以做测量校准标准。本发明所述的待测量的电力线路，无论带电与否，只要两个电力线载波机间的电力线路完整，均可以进行距离测量。本发明帮助国家电网公司快速绘制电力线线路拓扑图，对于国家电网公司整体掌控电力线路运行状态具有积极意义。
附图说明
图1为本发明距离测量原理图；
图2为本发明距离测量流程图。
具体实施方式
现参考附图介绍本发明的实施方式：电力线载波机P1(以下简称P1)，电力线载波机P2(以下简称P2)，本方法依靠GPS高精度秒脉冲(以下简称PPS)，通过载波通信完成10KV线路距离测量功能。
如图1所示中，GPS模块与电力线载波机连接，连线包括通信接口和PPS接口。
如图2所示中，P1和P2启动测距功能，P1与P2与各自的GPS模块通信，获取GPS模块当前状态。
如果P1和P2检测到了PPS信号，这说明GPS模块已经正常连接到卫星。
通过两者之间的通信接口进行秒级校时，保证P1和P2获取的时间在秒级一致。
此时P1和P2开始捕获各自GPS模块的PPS信号，如果校时准确，能够在同一秒内捕获到各自GPS的PPS。
通过数据交互D1，保证P1和P2抓取的PPS是同一秒的。
开始10个PPS倒计时，即P1主动发送数据交互D1给P2，P2收到后，回复确认给P1，两个电力线载波机约定同一时刻开始启动PPS倒计时。
在PPS倒计时结束时，P1检测到最后一个P1_PPS，此时P1发送测距报文。
在PPS倒计时结束时，P2检测到最后一个P2_PPS,此时P2开始系统计时，计算P2的系统时钟Ttick1。
在经过时间T传输后，P2收到了P1的测距报文，此时P2的系统时钟为Ttick2，则这一帧测距报文在10KV电力线上传输的时间为：
T传输＝Ttick2-Ttick1
P1与P2的距离为：
Sp1-p2＝T传输*V
V为电信号在10KV介质中的传输速度。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法，其特征在于，包括10kV电压耦合器，电力线载波机，其中10kV电力线两端通过10kV电压耦合器连接，10kV电压耦合器通过信号线连接电力线载波机，电力线载波机包括GPS模块，GPS模块用于连接卫星进行精确授时，两端电力线载波机进行数据交互，然后发送测距信号，10kV线路两端分别各有一个10kV电压耦合器和一个电力线载波机，10kV线路距离测量方法包括以下步骤：
步骤1：GPS模块与电力线载波机连接，连接方式包括通信接口和PPS接口；
步骤2：电力线载波机P1与电力线载波机P2启动测距功能，并与各自的GPS模块通信，获取GPS模块当前状态；
步骤3：电力线载波机P1与电力线载波机P2检测GPS高精度秒脉冲信号PPS，完成秒级校时；
步骤4：进行数据交互D1，电力线载波机P1向电力线载波机P2发送时间信息，P2接收P1的时间信息，两个载波机完成秒脉冲校准；
步骤5：电力线载波机P1与电力线载波机P2开始秒脉冲倒计时；
步骤6：倒计时结束后，电力线载波机P1检测到秒脉冲P1_PPS；电力线载波机P2检测秒脉冲P2_PPS,开始计时，此时时间为Ttick1；
步骤7：进行数据交互D2，电力线载波机P1检测到秒脉冲P1_PPS后，发送测距报文；电力线载波机P2检测秒脉冲P2_PPS，开始计时后，接收电力线载波机P1的测距报文，收到后回复确认，此时时间Ttick2；
步骤8：电力线载波机P2计算载波传输时间T传输＝Ttcik2-Ttick1；
步骤9：根据公式，计算电力线载波机P1与电力线载波机P2之间的距离Sp1-p2＝T传输*V，其中，V为电信号在10KV介质中的传输速度。
2.根据权利要求1所述的一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法，其特征在于，电力线载波机使用12MHz以下的正交频分复用(OFDM)技术进行信号发送和接收。
3.根据权利要求1所述的一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法，其特征在于，本发明使用GPS模块拥有精确授时功能和秒脉冲功能；凡使用具有高精度授时及高精度秒脉冲功能的装置，均可以采用本方法实现距离测量。
CN202010632250.2A 2020-07-03 2020-07-03 一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法 Pending CN111830539A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010632250.2A CN111830539A (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010632250.2A CN111830539A (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111830539A true CN111830539A (zh) 2020-10-27

Family

ID=72901014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010632250.2A Pending CN111830539A (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111830539A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113608202A (zh) * 2021-09-30 2021-11-05 深圳市鑫道为科技有限公司 基于回感信号增加感应距离的传感控制系统
CN115333577A (zh) * 2022-08-15 2022-11-11 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种基于hplc通信的线路测距方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105071833A (zh) * 2015-08-31 2015-11-18 中国科学院国家授时中心 基于伪随机码的低压电力线载波时延测量方法及装置
CN105634131A (zh) * 2016-01-29 2016-06-01 江苏麟派电力科技有限公司 电力线路远程智能环境监控报警装置
CN110244195A (zh) * 2019-06-12 2019-09-17 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种基于电力线载波信号的配电线路测距方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105071833A (zh) * 2015-08-31 2015-11-18 中国科学院国家授时中心 基于伪随机码的低压电力线载波时延测量方法及装置
CN105634131A (zh) * 2016-01-29 2016-06-01 江苏麟派电力科技有限公司 电力线路远程智能环境监控报警装置
CN110244195A (zh) * 2019-06-12 2019-09-17 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种基于电力线载波信号的配电线路测距方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113608202A (zh) * 2021-09-30 2021-11-05 深圳市鑫道为科技有限公司 基于回感信号增加感应距离的传感控制系统
CN113608202B (zh) * 2021-09-30 2021-12-17 深圳市鑫道为科技有限公司 基于回感信号增加感应距离的传感控制系统
CN115333577A (zh) * 2022-08-15 2022-11-11 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种基于hplc通信的线路测距方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104330765B (zh) 基于卫星导航系统的电能表现场校准装置
CN101526562B (zh) 一种分布式无线高压设备绝缘带电测试系统及测试方法
CN103825749B (zh) 基于网络和分布式供电的级联式同步大规模数据采集系统
CN102315985B (zh) 采用ieee1588协议的智能装置时间同步精度测试方法
CN201402286Y (zh) 电压互感器二次回路压降检测装置
CN103389441A (zh) 电力线路的故障检测与定位系统
CN201438201U (zh) 电压互感器二次回路压降同步检测装置
CN111830539A (zh) 一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法
CN102129009A (zh) 基于双端测量信息的特高压输电线路正序参数测量方法
CN111386468B (zh) 用于传输线路的使用非同步测量的基于行波的故障定位
CN101022373A (zh) 一种测试远程帧时延的系统及方法及装置
CN108872910B (zh) 一种用于电能质量监测装置在线检定的校时系统及方法
CN105807182A (zh) 一种输电线路的双端行波故障定位方法
CN103809081A (zh) 一种馈线驻波故障定位方法及其检测装置
CN201402293Y (zh) 一种分布式无线高压设备绝缘带电测试系统
CN109100674B (zh) 一种基于分布式电能的计量方法、误差检测方法及装置
CN109870649A (zh) 一种交流充电桩检定装置的校准系统及方法
CN107632238B (zh) 一种基于wams系统的多端传输线路故障测距方法
CN110045228B (zh) 故障指示器装置、系统及配电网系统
CN109417296A (zh) 使用中继通信方法在ami通信网络中执行相检测和同步的ami系统及其方法
CN103399264B (zh) 高压电缆局部放电在线监测及定位系统
CN103217581B (zh) 基于稳态遥测技术实现线路参数辨识的方法和系统
CN210803591U (zh) 一种用于特高压换流站套管监测的高精度同步采集装置
CN111999597A (zh) 一种混合输电线路的行波故障定位装置
WO2021113680A1 (en) Wireless synchronized measurements in power distribution networks

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20201027