CN116249035A - 基于hplc双模载波信号采集方法、装置设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力线载波通信技术领域，特别涉及基于HPLC双模载波信号采集方法、装置设备及存储介质，该方法包括：根据宽带电力线载波通讯网络，预设HPLC与HRF载波工作频段；基于宽带电力线载波通讯网络的通道，确定HPLC与HRF双模载波的通讯速率；基于双模载波通讯传输通道，确定信号循环扫描方式；基于宽带电力线载波通讯网络协议，对接收的报文信息进行存帧处理；获取报文信息的首位标志位与末位标志位，对报文信息进行解调得到采集端具体电气参数；根据采集端具体电气参数的数据包，对电源侧、电网侧、负荷侧设备进行采集监测，并通过终端进行展示。该方法可以拓展通信带宽，大幅度提高网络的稳定性和通信的实时性。

Description

基于HPLC双模载波信号采集方法、装置设备及存储介质
技术领域
本发明涉及电力线载波通信技术领域，具体为基于HPLC双模载波信号采集方法、装置设备及存储介质。
背景技术
随着国网对于智能终端的投资建设，智能电网的数字化发展已经成为电力系统未来的发展方向，对电力系统电网台区侧和用电侧电力信息和设备的负荷监测提出了智能化、高速率和高可靠性的新要求，新型电力系统应运而生，成为新一轮产业竞争的制高点。
高速电力线载波通信(HPLC)是低压电力线进行数据传输的宽带电力线载波，是以电力线作为通信媒介，实现低压电力用户用电信息汇聚、传输、交互的通信网络。然而，传统的低速窄宽电力线载波技术，其电力线通信的性能受单种通信技术的制约，存在着通信“孤岛”问题，且电网网络结构复杂，会对低压电力线的各种干扰，导致电力线载波通信传输速率慢、抗电力线干扰性低等问题。
因此，研究一种双模载波通信采集方法，采用双模通信技术解决通信“孤岛”问题，拓展通信带宽，大幅度提高网络的稳定性和通信的实时性，并且在现场台区设备环境复杂的情况下，有效改善通信质量，降低通信时延，提供可靠和稳定的数据采集。
发明内容
本发明为解决上述的问题，第一方面提供了一种基于HPLC双模载波信号采集方法，其方法步骤如下：
S1、根据宽带电力线载波通讯网络，预设HPLC与HRF载波工作频段；
S2、基于宽带电力线载波通讯网络的通道，确定HPLC与HRF双模载波的通讯速率；
S3、基于双模载波通讯传输通道，确定信号循环扫描方式；
S4、基于宽带电力线载波通讯网络协议，对接收的报文信息进行存帧处理；
S5、获取报文信息的首位标志位与末位标志位，对报文信息进行解调得到采集端具体电气参数；
S6、根据采集端具体电气参数的数据包，对电源侧、电网侧、负荷侧设备进行采集监测，并通过终端进行展示。
在第一方面的一些实现方式中，所述HPLC工作频段设置为0.7MHz～12MHz。
进一步的，所述HRF工作频段设置为470MHz～510MHz。
进一步的，所述HPLC与HRF双模载波通讯对发送的信号数据进行调制，调制到预设的工作频段。
优选的，所述宽带电力线载波通讯网络协议支持Modbus RTU协议。
进一步的，所述报文信息的存帧处理包括载入多个扫描周期的报文信息，对多个扫描周期进行分割处理得到单个周期长度的处理单元，对处理单元进行滤波变换获取单元数据组，分别在单元数据组首位和末位插入标志位。
进一步的，所述单元数据组位数位连续，如果数组位数不连续，则在数据组中插入警示标志位。
第二方法提供了一种基于HPLC双模载波信号采集装置，具体包括：
信号通信单元，用于发送信号数据，对发送的信号数据进行调制预设，将频带调制到通讯频段上；
信号接收单元，用于接收信号数据；
处理单元，用于对接收的信号数据进行优化解调处理；
存储单元，用于存储解调处理完成的接收信号。
第三方面提供了一种基于HPLC双模载波信号采集设备，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的程序数据时实现所述的基于HPLC双模载波信号采集方法。
第四方面提供了一种计算机可读介质，用于存储程序数据，其中，所述程序数据被处理器执行时实现所述的基于HPLC双模载波信号采集方法。
本发明的有益效果在于：基于HPLC双模载波信号采集方法，在现场台区设备环境复杂的情况下，拓展通信带宽，大幅度提高网络的稳定性和通信的实时性，有效改善通信质量，降低通信时延，提供可靠和稳定的数据采集；实现了对电力系统电源侧、电网侧、负荷侧设备的信号数据进行全景监测和实时感知，能够让台区设备安全可靠的接入网络，实现精细化运维管理、负荷精准预测及柔性调节。
附图说明
图1为本发明基于HPLC双模载波信号采集方法的流程示意图；
图2为基于HPLC双模载波信号采集装置的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。
实施例
本发明首先提供了一种基于HPLC双模载波信号采集方法，如图1所示，具体方法步骤如下：
S1、根据宽带电力线载波通讯网络，预设HPLC与HRF载波工作频段；
HPLC载波通信是进行有线通路的数据处理收发，为支持对电网台区所有用电信息的采集，预设HPLC工作频段为0.7MHz～12MHz；
HRF载波通信是进行无线通路的数据处理收发，预设HRF工作频段设置为470MHz～510MHz监听电网台区区域内的无线信号；
S2、基于宽带电力线载波通讯网络的通道，确定HPLC与HRF双模载波的通讯速率；
设置HPLC双模载波通讯速率可以为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps，站点(Station，STA)首先以2400bps通讯速率读取电网台区用电设备的电表地址，并超时等待，如果超时后电表无反馈，STA切换通讯速率重新读取电表地址，等待应答。当STA正常读取电表地址完成后，进行对设备用电信息数据采集，并将采集信号进行调制预设，将载有信息的信号加载到电流上，将频带调制到通讯频段上。
S3、基于双模载波通讯传输通道，确定信号循环扫描方式；
中央协调器(Central Coordinator,CCO)按照预设的HPLC与HRF载波工作频段，检测宽带电力线载波通讯信号，接收电流上载有设备用电信息的报文信息，根据电力系统设定的STA信标，可以采用每一个STA信标按照预设频率依次检测信标信号，并对所有STA进行循环扫描。在本实施例中，CCO设定每个信标的扫描频率为10～1000次/秒，当检测到某一信标其通讯频段上没有采集信号，则延长对于该信标的扫描时间间隔。
S4、基于宽带电力线载波通讯网络协议，对接收的报文信息进行存帧处理；
CCO接收到宽带电力线载波通讯信号后，载入多个扫描周期的报文信息，对多个扫描周期进行分割处理得到单个周期长度的处理单元，通过滤波器对信号进行滤波降噪，将电流中的调制信号取出得到多组单元数据组，分别在各组单元数据组首位和末位插入标志位。
优选宽带电力线载波通讯网络协议支持Modbus RTU协议。
S5、根据报文信息的首位标志位与末位标志位，对报文信息进行解调得到采集端具体电气参数；
根据对各组单元数据组的首位标志位与末位标志位进行识别，以首位标志位为头部，依次对每组单元数据组的数据进行逐一解调翻译，得到电网台区用电设备的电表地址、电压、电流、开关状态等参数信息，以末位标志位作为结束，同时将解调信号数据存储到临时数据库中，并进行标记，该标记主要用于该单元数据组属于哪个信标上的哪个设备的采集信号，方便对其进行监测分析和数据统计。
作为具体的实施方式，每个单元数据组的位数都是固定，在对该数据组的首位标志位与末位标志位进行识别时，同时判断数据组位数是否连续，如果数据组位数不连续，则在数据组中插入警示标志位，当处理到该警示标志位时，则提示整个单元数据组的信息有误，中断调制翻译并跳过该单元数据组，转至下一首位标志位进行调制。
S6、根据采集端具体电气参数的数据包，对电源侧、电网侧、负荷侧设备进行采集监测，并通过终端进行展示。
通过HPLC双模载波对电力系统电源侧、电网侧、负荷侧设备的用电数据和信号进行全景监测和实时感知，实现台区设备安全可靠的接入网络，并且将解调得到的具体电气参数的数据包转发传输至终端进行展示，实现精细化运维管理、负荷精准预测及柔性调节。
此外，本发明提供了一种基于HPLC双模载波信号采集装置，如图2所示，该装置具体包括：
信号通信单元用于发送信号数据，对发送的信号数据进行调制预设，将频带调制到通讯频段上；
信号接收单元用于接收信号数据；
处理单元用于对接收的信号进行数据进行优化解调处理；
存储单元提供数据库用于存储解调处理完成的接收信号。
再者，本发明提供了一种基于HPLC双模载波信号采集设备，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的程序数据时实现所述的基于HPLC双模载波信号采集方法。
最后，本发明同时提供了一种计算机可读介质，用于存储程序数据，其中，所述程序数据被处理器执行时实现所述的基于HPLC双模载波信号采集方法。
需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.基于HPLC双模载波信号采集方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、根据宽带电力线载波通讯网络，预设HPLC与HRF载波工作频段；
S2、基于宽带电力线载波通讯网络的通道，确定HPLC与HRF双模载波的通讯速率；
S3、基于双模载波通讯传输通道，确定信号循环扫描方式；
S4、基于宽带电力线载波通讯网络协议，对接收的报文信息进行存帧处理；
S5、获取报文信息的首位标志位与末位标志位，对报文信息进行解调得到采集端具体电气参数；
S6、根据采集端具体电气参数的数据包，对电源侧、电网侧、负荷侧设备进行采集监测，并通过终端进行展示。
2.根据权利要求1所述的基于HPLC双模载波信号采集方法，其特征在于，所述HPLC工作频段设置为0.7MHz～12MHz。
3.根据权利要求1所述的基于HPLC双模载波信号采集方法，其特征在于，所述HRF工作频段设置为470MHz～510MHz。
4.根据权利要求1所述的基于HPLC双模载波信号采集方法，其特征在于，所述HPLC与HRF双模载波通讯对发送的信号数据进行调制，调制到预设的工作频段。
5.根据权利要求1所述的基于HPLC双模载波信号采集方法，其特征在于，所述宽带电力线载波通讯网络协议支持ModbusRTU协议。
6.根据权利要求1所述的基于HPLC双模载波信号采集方法，其特征在于，所述报文信息的存帧处理包括载入多个扫描周期的报文信息，对多个扫描周期进行分割处理得到单个周期长度的处理单元，对处理单元进行滤波变换获取单元数据组，分别在单元数据组首位和末位插入标志位。
7.根据权利要求6所述的基于HPLC双模载波信号采集方法，其特征在于，所述单元数据组位数连续，如果数组位数不连续，则在数据组中插入警示标志位。
8.基于HPLC双模载波信号采集装置，其特征在于，所述装置包括：
信号通信单元，用于发送信号数据，对发送的信号数据进行调制预设，将频带调制到通讯频段上；
信号接收单元，用于接收信号数据；
处理单元，用于对接收的信号数据进行优化解调处理；
存储单元，用于存储解调处理完成的接收信号。
9.基于HPLC双模载波信号采集设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的程序数据时实现所述权利要求1-7中任一项所述的基于HPLC双模载波信号采集方法。
10.一种计算机可读介质，其特征在于，用于存储程序数据，其中，所述程序数据被处理器执行时实现所述权利要求1-7中任一项所述的基于HPLC双模载波信号采集方法。
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