CN116861203B - 一种基于单频信号的微电流信号识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及低压配电网自动化技术领域，公开了一种基于单频信号的微电流信号识别方法，包括以下步骤：生成两个频率相等、初始相位相差180度的脉冲信号；从工频电压过零点开始，在正、负半周期分别投切两个脉冲信号，输出微电流；对微电流编码；接收端采集电压和电流；以电压过零点为起始点，通过DFT分析电流强度并对微电流解码；若解码所得序列与预设的特征序列相同则微电流识别成功。本发明针对微电流信号存在两个有效频率导致能量分散的问题，改进投切方案，使信号能量集中到一个有效频率，提高了信号能量，从而提高拓扑识别的成功率；同时将两个频率改为一个频率后，节省了接收设备一半的内存资源。

Description

一种基于单频信号的微电流信号识别方法
技术领域
本发明涉及低压配电网自动化技术领域，尤其涉及一种基于单频信号的微电流信号识别方法。
背景技术
随着配电网自动化技术的高速发展，基于微电流的台区识别技术在配电智能化方面发挥了巨大作用。该技术通过HPLC模块基于工频按照固定的频率进行投切，输出具有特定频率和特征序列的微电流信号，并在电网的各个分支和节点使用接收设备（终端、断路器、LTU等）进行识别，从而实现对台区设备所属关系的拓扑梳理。
受到模块发热和用电成本的限制，信号的发送电流幅值一般较小，容易受到电路衰减和噪声的影响导致特征信号识别失败。而当前技术是基于工频按照固定的频率进行投切，输出信号的有效频率为两个，信号能量的分散导致信噪比进一步降低，当电网信道衰减和噪声较大时，更容易导致特征信号识别失败。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于单频信号的微电流信号识别方法，通过修改信号的投切方案，使输出电流信号的有效频率为一个，提高了该频率的信号强度，解决了微电流信号输出两个有效频率导致能量分散的问题，且该方法只需计算单一频率，将检测程序的计算复杂度降低为原来的一半。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种基于单频信号的微电流信号识别方法，包括以下步骤。
S1，分别生成两个频率均为fc、初始相位相差180度的脉冲信号PWM_1和PWM_2。
S2，以工频电压过零点为起始点，在正半周期投切PWM_1，在负半周期投切PWM_2，输出微电流信号。
S3，基于预设的特征序列对微电流信号进行编码，即特征序列码元为1时发送微电流信号，特征序列码元为0时不发送微电流信号。
S4，在接收端采集电压和电流。
以电压过零点为起始点，通过离散傅里叶变换分析频率为fc的电流强度，并根据预设的电流强度阈值对微电流信号进行解码，即电流强度大于等于电流强度阈值时信息位置1，否则置0。
S5，对比解码所得序列与预设的特征序列：若二者相同，则微电流信号识别成功。
优选地，所述PWM_1和PWM_2的占空比与幅值均相同。
优选地，所述S2和S4中的过零点统一，即同为上过零点或下过零点。
优选地，在PWM_1和PWM_2信号持续期间，无论是否投切，均应保证相位连续且周期完整。
本发明的有益技术效果：1.针对微电流信号存在两个有效频率导致能量分散的问题，改进投切方案，使信号能量集中到一个有效频率，提高了信号能量，从而提高拓扑识别的成功率；2.将两个频率改为一个频率后，节省了接收设备一半的内存资源。
附图说明
图1为本发明的总体流程图。
图2为本发明实施例中发送的微电流信号的电流波形。
图3为本发明实施例中发送的微电流信号的频谱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例：结合附图1，一种基于单频信号的微电流信号识别方法，包括以下步骤。
S1：生成PWM信号PWM_1和PWM_2，信号频率fc均为625Hz，PWM_1和PWM_2初始相位相差180度。
S2：以工频电压的上过零点为起始点投切PWM脉冲信号，在工频的正半周期PWM_1幅值为0.4A，PWM_2幅值为0A，在工频负半周期PWM_1幅值为0A，PWM_2幅值为0.4A，输出只有一个有效频率的微电流信号，信号的电流波形如图2所示，信号的频谱如图3所示。图3中第一个标记点仅起参考作用，用于提示该点电流强度较高，并非目标的有效频点，该点的X=50Hz，表示该频点的频率，Y=0.190869A，该频率下的电流强度；第二个标记点为有效频点，该点的X=625Hz，表示该频点的频率，Y=0.23446A，表示该频率下的电流强度。
S3：按照预设的特征序列1010101011101001对微电流信号进行编码，即特征序列码元为1时发送微电流信号，特征序列码元为0时不发送微电流信号，码元位宽为0.6s。
S4：在接收端对电压和电流进行采样，以电压的上过零点为起始点读取电流，将电流进行相邻工频周期做差，通过离散傅里叶变换分析频率为625Hz的电流强度，电流强度的阈值设置为0.1A，信噪比阈值为3，当电流强度大于等于电流强度阈值时信息位置1，否则置0，对比解码所得序列与预设的特征序列：若二者相同，则微电流信号识别成功。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种基于单频信号的微电流信号识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，分别生成两个频率均为fc、初始相位相差180度的脉冲信号PWM_1和PWM_2；
S2，以工频电压上过零点为起始点，在正半周期投切PWM_1，在负半周期投切PWM_2，输出微电流信号；
PWM_1和PWM_2的占空比相同；在工频的正半周期投切的PWM_1幅值为0.4A，PWM_2幅值为0A；在工频负半周期投切的PWM_1幅值为0A，PWM_2幅值为0.4A；
S3，基于预设的特征序列对微电流信号进行编码，即特征序列码元为1时发送微电流信号，特征序列码元为0时不发送微电流信号；
S4，在接收端采集电压和电流；
以电压上过零点为起始点，通过离散傅里叶变换分析频率为fc的电流强度，并根据预设的电流强度阈值对微电流信号进行解码，即电流强度大于等于电流强度阈值时信息位置1，否则置0；
S5，对比解码所得序列与预设的特征序列：若二者相同，则微电流信号识别成功。
2.根据权利要求1所述的一种基于单频信号的微电流信号识别方法，其特征在于，所述S2和S4中的上过零点可替换为下过零点。
3.根据权利要求1所述的一种基于单频信号的微电流信号识别方法，其特征在于，在PWM_1和PWM_2信号持续期间，无论是否投切，均应保证相位连续且周期完整。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118112318B (zh) * 2024-04-30 2024-08-02 青岛鼎信通讯科技有限公司 一种特征电流编码识别方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4868539A (en) * 1984-04-17 1989-09-19 Electricity Trust Of South Australia Bi-directional multi-frequency ripple control system
CN102255602A (zh) * 2011-07-26 2011-11-23 深圳市海浦蒙特科技有限公司 交流电机从变频器电源平滑切换至工频电源的方法及系统
CN103795443A (zh) * 2013-12-25 2014-05-14 广西宝恒电子科技有限公司 一种新型电力线路工频通信方法及装置
WO2017049907A1 (zh) * 2015-09-22 2017-03-30 郑贵林 电力开关动作时间动态测量及交流过零点精确控制方法及应用
CN113225280A (zh) * 2021-04-30 2021-08-06 威胜信息技术股份有限公司 一种工频通信中畸变脉冲电流自适应动态调整方法及自适应动态调整发送装置
CN114002501A (zh) * 2022-01-04 2022-02-01 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种带有数字滤波的采集终端拓扑识别方法
CN115589237A (zh) * 2022-12-13 2023-01-10 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种适用于电力领域的高频电流信号分支归属判决方法
CN115842339A (zh) * 2022-11-29 2023-03-24 青岛鼎信通讯科技有限公司 一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法
CN116626366A (zh) * 2023-07-19 2023-08-22 青岛鼎信通讯科技有限公司 一种配电网特征电流识别方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4148942B1 (en) * 2017-09-28 2024-06-19 Huawei Technologies Co., Ltd. Method for synchronizing pwm control signals of inverters, inverter, and power grid system
CN111487456B (zh) * 2020-03-27 2021-11-16 威胜信息技术股份有限公司 从工频信号中提取特征信号的方法、系统和档案管理方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4868539A (en) * 1984-04-17 1989-09-19 Electricity Trust Of South Australia Bi-directional multi-frequency ripple control system
CN102255602A (zh) * 2011-07-26 2011-11-23 深圳市海浦蒙特科技有限公司 交流电机从变频器电源平滑切换至工频电源的方法及系统
CN103795443A (zh) * 2013-12-25 2014-05-14 广西宝恒电子科技有限公司 一种新型电力线路工频通信方法及装置
WO2017049907A1 (zh) * 2015-09-22 2017-03-30 郑贵林 电力开关动作时间动态测量及交流过零点精确控制方法及应用
CN113225280A (zh) * 2021-04-30 2021-08-06 威胜信息技术股份有限公司 一种工频通信中畸变脉冲电流自适应动态调整方法及自适应动态调整发送装置
CN114002501A (zh) * 2022-01-04 2022-02-01 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种带有数字滤波的采集终端拓扑识别方法
CN115842339A (zh) * 2022-11-29 2023-03-24 青岛鼎信通讯科技有限公司 一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法
CN115589237A (zh) * 2022-12-13 2023-01-10 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种适用于电力领域的高频电流信号分支归属判决方法
CN116626366A (zh) * 2023-07-19 2023-08-22 青岛鼎信通讯科技有限公司 一种配电网特征电流识别方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A frequency division control for hybrid energy storage system considering the unbalanced current rate of change in DC micro-grid;Yuhan Zhang et al.;《8th Renewable Power Generation Conference (RPG 2019)》;第1-6页 *
一种电流弱信号特征提取方法;陈晓光等;《西安交通大学学报》;第47卷(第09期);第83-87页 *
基于 nA 级电流信号的多通道高精度采集系统设计;闫静纯等;《红外技术》;第43卷(第5期);第417-421页 *
基于噪声预处理的线变识别算法及其FPGA实现;朱红等;《电子测量技术》;第43卷(第11期);第142-147页 *
基于小波算法的小电流接地系统高阻接地故障的识别;黄雯等;《内蒙古电力技术》;第41卷(第04期);第60-65页 *
异构网络中天线资源有限时的部分干扰对齐方案;李世宝等;《计算机应用》;第39卷(第7期);第2023-2034页 *
电力线双向工频通信信号传输特性的仿真及现场应用研究;卢文冰等;《电网技术》;第35卷(第04期);第187-193页 *

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