遠方手持終端及其電力線識別方法
【專利摘要】本發明公開一種遠方手持終端，該終端包含：信號捕獲接口，其電性連接電力線，采集電力線載波信號；信號處理模塊，其輸入端電路連接信號捕獲接口的輸出端，接收信號捕獲接口輸出的電力線載波信號，進行信號解調和解碼后輸出相線識別碼信息；數字處理模塊，其輸入端電路連接信號處理模塊的輸出端，接收相線識別碼信息記錄該信號的強度，并對不同電力線檢測得出的信號強度進行比對，輸出電力線識別結果。本發明通過在電力線上引入電力線載波信號，由遠方手持終端進行采集和識別，通過電力線載波信號的不同，識別電力線，操作效率高，同時提高識別的準確性。
【專利說明】遠方手持終端及其電力線識別方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電氣領域的電力線識別技術，具體涉及一種遠方手持終端及其電力線識別方法。
【背景技術】
[0002]在低壓供電線路中，一般采用架空線和電纜線從變壓器臺區向居民和住宅樓供電。在實際的接進戶線操作中，由于城市建筑和市政規劃緣故，接進戶線大多分批次安裝，并且跨越的時間段較長。從而造成用戶用電信息和保留的檔案混亂，變壓器臺區實際負荷的用電客戶與電力營銷系統中的用戶信息有出入的現象。從而大大影響了對單個臺區線損的考核和事故搶修停電操作。但是由于架空線和地下電纜大多被建筑物所遮擋，有些走線凌亂，無法通過觀察確定接進戶線所屬變壓器臺區，特別是幾個臺區的交界處，存在交叉現象。對供電企業營銷和電力事故搶修帶來諸多不便，為此，用電管理部門經常需要普查各類臺區的用戶資料，包括用戶是由哪臺變壓器供電，由哪個母線分支供電，由哪相供電，實現臺區精細化管理，為降耗減損提供真實準確的基礎數據。
[0003]目前，為解決檢測問題，采用了臺區用戶識別儀、臺區用戶查詢儀、營業普查儀等。臺區識別、線路分支識別采用傳統的“拉閘驗電”的方法確定用戶的變壓器臺區和相線屬性存在很多弊端，而傳統的臺區用戶識別儀采用電力載波通信方式和工頻通信方式。但是傳統的這兩種方式都有其自身的缺陷，無法準確識別臺區用戶由哪個母線分支供電或哪相供電。主要體現如下問題或缺點:
I)在共高壓、共地、及共電纜溝情況下會造成誤判。由于傳統臺區識別儀僅僅采用電力載波信號進行用戶識別，而載波信號會通過變壓器傳輸到高壓側，再通過高壓線傳輸到相鄰變壓器，造成“串線”現象既“共高壓串線”。同樣原因，若相鄰變壓器有共地情況，載波信號也會串線到相鄰變壓器既“共地串線”。若相鄰變壓器的低壓電纜走同一電纜溝，電力載波信號會通過電纜間的耦合電容傳播到其它變壓器上，既“共電纜溝串線”。由于共高壓串線、共地串線、共電纜溝串線等情況的存在，僅僅采用電力載波信號的傳統臺區識別儀經常會造成誤判。
[0004]2)對于距離長、干擾大的線路無法識別。城區電力公變臺區的供電半徑在500米到2000米之間，所以臺區識別儀測量距離應不小于2000米。電力載波信號是高頻信號，衰減嚴重，無法遠距離傳輸，使得傳統臺區識別儀無法識別距離長、線路干擾大的用戶。
[0005]綜上，單一載波體現或工頻通信方式無法保證準確識別。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種遠方手持終端及其電力線識別方法，能夠鎖定不通的頻點并且解析出載波通信數據，解析出當前相線所屬的變電站和相線，方便快捷的測試出電力用戶所對應的供電變壓器臺區。
[0007]為實現上述目的，本發明提供一種遠方手持終端，其特點是，該終端包含: 信號捕獲接口，其電性連接電力線，采集電力線載波信號；
信號處理模塊，其輸入端電路連接信號捕獲接口的輸出端，接收信號捕獲接口輸出的電力線載波信號，進行信號解調和解碼后輸出相線識別碼信息；
數字處理模塊，其輸入端電路連接信號處理模塊的輸出端，接收相線識別碼信息記錄該信號的強度，并對不同電力線檢測得出的信號強度進行比對，輸出電力線識別結果。
[0008]上述遠方手持終端還包含有電源管理模塊，其分別電路連接所述信號處理模塊和數字處理模塊，并對信號處理模塊和數字處理模塊供電。
[0009]上述信號處理模塊包含:
一次接收濾波模塊，其輸入端電路連接信號捕獲接口輸出端；
信號頻率跟隨模塊，其輸入端電路連接一次接收濾波模塊的輸出端；
高階數字濾波模塊，其輸入端電路連接信號頻率跟隨模塊輸出端；
鎖頻鎖相信號檢測模塊，其與所述高階數字濾波模塊輸雙相連接；
數據解析與解碼模塊，其輸入端電路連接鎖頻鎖相信號檢測模塊的輸出端；輸出端電路連接數字處理模塊。
[0010]上述遠方手持終端還包含耦合器，其電路連接所述信號捕獲接口輸入端，從電力線上捕獲電力線載波信號。
[0011]上述耦合器采用電容式耦合方式，跨接于相線與地線兩端。
[0012]一種上述的遠方手持終端的電力線識別方法，其特點是，該方法包含:
遠方手持終端分別采集各條電力線中的電力線載波信號并進行信息號處理；將各條電力線采集的電力線載波信號的強度進行比對，根據強度的不同對電力線進行識別。
[0013]上述遠方手持終端采集各條電力線中的電力線載波信號及信號處理包含:
信號捕獲接口通過耦合采集電力線中的電力線載波信號傳輸至信號處理模塊；
信號處理模塊對電力線載波信號進行信號解調和解碼后得到相線識別碼信息并輸出。
[0014]上述信號處理模塊對電力線載波信號依次進行濾波、鎖頻、鎖相、數字濾波、解碼、解調處理。
[0015]上述數字處理模塊接收到各個電力線的相線識別碼信息，分別記錄該相線識別碼信息的強度并進行比對，根據強度判定被測的各個電力線所屬的相位。
[0016]上述電力線中的電力線載波信號，是由外接的臺區識別載波信號發送裝置注入電力線，對不同電力線注入電力線載波信號的時間之間設有一個間隔時間。
[0017]本發明遠方手持終端及其電力線識別方法和現有技術的電力線識別技術相比，其優點在于，本發明通過在電力線上引入電力線載波信號，分別由本發明的遠方手持終端進行采集和識別，通過電力線載波信號的不同，實現對雜亂環境下難以分辨的電力線便捷的進行識別，和現有技術通過人眼識別相比，操作效率高，同時提高識別的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明遠方手持終端的系統結構圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖，進一步說明本發明的具體實施例。
[0020]本發明公開一種用于識別電力線及相位的遠方手持終端，遠方手持終端是部署與相線測試點的終端設備，需要根據站所識別儀發送的載波信號分辨出當前測試點屬于的臺區和相線，并準確的匯報給操作人員。
[0021]如圖1所示，該遠方手持終端包含:信號捕獲接口 1，輸入端電路連接信號捕獲接口 I輸出端的信號處理模塊2，輸入端電路連接信號處理模塊輸出端的數字處理模塊3，以及分別電路連接信號處理模塊2和數字處理模塊3的電源管理模塊4。
[0022]信號捕獲接口 I電性連接電力線，采集電力線載波信號，輸出至電源管理模塊2。優選的，信號捕獲接口 I輸入端電路連接有耦合器，通過耦合器采集電力線的電力線載波信號，耦合器采用電容式耦合方式，跨接于相線與地線兩端。
[0023]信號處理模塊2接收信號捕獲接口輸出的電力線載波信號，進行信號解調和解碼后輸出相線識別碼信息。
[0024]信號處理模塊2包含:輸入端電路連接信號捕獲接口 I輸出端的一次接收濾波模塊21，輸入端電路連接一次接收濾波模塊輸出端的信號頻率跟隨模塊22，輸入端電路連接信號頻率跟隨模塊輸出端的高階數字濾波模塊23，與高階數字濾波模塊雙向連接鎖頻鎖相信號檢測模塊24，輸入端電路連接鎖頻鎖相信號檢測模塊輸出端的數據解析與解碼模塊25，數據解析與解碼模塊25的輸出端電路連接數字處理模塊3。本實施例中，信號處理模塊2可采用數字信號處理的FPGA芯片，將拾取到的信號經過濾波、鎖頻、鎖相、數字濾波、解碼、解調等過程后，輸出當前接收信號的實際數據和信號、噪音質量。
[0025]數字處理模塊3接收相線識別碼信息記錄該信號的強度，并對不同電力線檢測得出的信號強度進行比對，通過數據輸出接口輸出電力線識別結果，或者通過運行錯誤指示接口輸出錯誤指示。本實施例中，數據處理部分為MCU，對捕獲到的信號質量和數據進行解析比對，分析出當前的監測結果，并通過合適的人機交互接口輸出到終端的人機界面上。遠方手持終端設有連接數字處理模塊3輸出端的顯示設備，作為人機交互界面，顯示數字處理模塊3的輸出和比對結果。
[0026]遠方終端的軟件流程部署于FPGA內和MCU內，其中主要有以下功能模塊:
數字信號處理部分內包括:數字信號濾波、信號頻率分析、頻點跟蹤和鎖頻鎖相模塊、
解調解碼算法、EVB信號噪音強度分析和接收數據處理接口等內容。
[0027]MCU處理模塊內包括:信號分析與信號管理模塊、信號與相信解析比對算法、信號與相線特征數據庫和人機管理接口。
[0028]電源管理模塊4用于對信號處理模塊和數字處理模塊供電。
[0029]本發明還公開了一種遠方手持終端的電力線識別方法，該方法包含以下步驟: 步驟1、由外接的臺區識別載波信號發送裝置向各條電力線注入電力線載波信號，對不同電力線注入電力線載波信號的時間之間設有一個間隔時間。
[0030]步驟2、信號捕獲接口通過耦合采集電力線中的電力線載波信號傳輸至信號處理模塊。
[0031]步驟3、信號處理模塊對電力線載波信號進行信號解調和解碼后得到相線識別碼信息并輸出。信號處理模塊對電力線載波信號依次進行濾波、鎖頻、鎖相、數字濾波、解碼、解調處理。
[0032]步驟4、數字處理模塊接收到電力線的相線識別碼信息，記錄該相線識別碼信息的強度。
[0033]步驟5、重復上述步驟2至4，分別對各條電力線進行檢測，數字處理模塊將各相線識別碼信息的強度進行比對，根據強度判定被測的各個電力線所屬的相位。
[0034]盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種遠方手持終端，其特征在于，該終端包含: 信號捕獲接口，其電性連接電力線，采集電力線載波信號； 信號處理模塊，其輸入端電路連接所述信號捕獲接口的輸出端，接收信號捕獲接口輸出的電力線載波信號，進行信號解調和解碼后輸出相線識別碼信息； 數字處理模塊，其輸入端電路連接所述信號處理模塊的輸出端，接收相線識別碼信息記錄該信號的強度，并對不同電力線檢測得出的信號強度進行比對，輸出電力線識別結果。
2.如權利要求1所述的遠方手持終端，其特征在于，該終端還包含有電源管理模塊，其分別電路連接所述信號處理模塊和數字處理模塊，并對信號處理模塊和數字處理模塊供電。
3.如權利要求1所述的遠方手持終端，其特征在于，所述信號處理模塊包含: 一次接收濾波模塊，其輸入端電路連接所述信號捕獲接口輸出端； 信號頻率跟隨模塊，其輸入端電路連接所述一次接收濾波模塊的輸出端； 高階數字濾波模塊，其輸入端電路連接所述信號頻率跟隨模塊輸出端； 鎖頻鎖相信號檢測模塊，其與所述高階數字濾波模塊輸雙相連接； 數據解析與解碼模塊，其輸入端電路連接所述鎖頻鎖相信號檢測模塊的輸出端；輸出端電路連接數字處理模塊。
4.如權利要求1所述的遠方手持終端，其特征在于，該終端還包含耦合器，其電路連接所述信號捕獲接口輸入端，從電力線上捕獲電力線載波信號。
5.如權利要求4所述的遠方手持終端，其特征在于，所述耦合器采用電容式耦合方式，跨接于相線與地線兩端。
6.一種如權利要求1至5中任意一項權利要求所述的遠方手持終端的電力線識別方法，其特征在于，該方法包含: 遠方手持終端分別采集各條電力線中的電力線載波信號并進行信息號處理；將各條電力線采集的電力線載波信號的強度進行比對，根據強度的不同對電力線進行識別。
7.如權利要求6所述的電力線識別方法，其特征在于，所述遠方手持終端采集各條電力線中的電力線載波信號及信號處理包含: 信號捕獲接口通過耦合采集電力線中的電力線載波信號傳輸至信號處理模塊； 信號處理模塊對電力線載波信號進行信號解調和解碼后得到相線識別碼信息并輸出。
8.如權利要求7所述的電力線識別方法，其特征在于，所述信號處理模塊對電力線載波信號依次進行濾波、鎖頻、鎖相、數字濾波、解碼、解調處理。
9.如權利要求7所述的電力線識別方法，其特征在于，所述數字處理模塊接收到各個電力線的相線識別碼信息，分別記錄該相線識別碼信息的強度并進行比對，根據強度判定被測的各個電力線所屬的相位。
10.如權利要求6所述的電力線識別方法，其特征在于，所述電力線中的電力線載波信號，是由外接的臺區識別載波信號發送裝置注入電力線，對不同電力線注入電力線載波信號的時間之間設有一個間隔時間。
【文檔編號】G01R31/00GK104251946SQ201410384394
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】楊光, 張可, 邱名義, 張鉆, 于盛楠, 謝邦鵬, 沈伊韡, 董逸俊 申請人:國網上海市電力公司, 科大智能科技股份有限公司
專業數控銑床產品供應商
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