[发明专利]一种电力线双向工频通信的检测方法

权利要求书

1.一种电力线双向工频通信的检测方法，其特征是,包括以下步骤：

1)对信号加权求和消除背景信号

其中IA，IB，IC是配电网中的三相电流；

2)对加权求和后的通信信号进行求导

上行信号是通过对电流基波波形的调制来传送信息，信号由用户终端发出，携带相关的信息传回子站，其调制信号频率在150Hz～500Hz范围内变化；

经晶闸管的开关在工频电压过零点处产生的电流脉冲，对这样的信号进行求导后，每个脉冲含有一个极大值，一个极小值和一个过零点；

3)对处理后的信号进行EEMD分解

在原信号中加入均匀分布的高斯白噪声，填补原始调制畸变电流中尺度缺失；减小模态混叠的程度；选定进行EMD的总次数n与白噪声的幅值系数k，n取100，k取0.2，分解步骤如下：

a.在原始信号中加入幅值系数为0.2的高斯白噪声，对所得待分解信号进行EMD，得到n个本征模函数记为imfj；

b.对原始信号加入的下一个混入白噪声序列重复上述步骤，获得各自的IMF；

c.计算剩余信号Ri,1＝xi(t)-imfi,1(t)，xi(t)为原始信号，imfi,1(t)为混入第i个白噪声序列分解得到的第一阶IMF，把剩余信号作为待处理信号进行EMD分解，依次获得imfi,1,imfi,2,....imfi,j；

d.对所得结果求平均其中j＝1,2,...n,n为分解的阶数，去除添加的白噪声，得到待测信号；

4)测量各IMF的频率：

测量各阶IMF的频率，上行信号是通过对电流基波波形的调制来传送信息，信号由用户终端发出，携带相关的信息传回子站，其调制信号的频率在150Hz～600Hz范围内变化，找出150HZ～500HZ频率所在的阶数进行保留，保留的150HZ～500HZ所在的范围为调制信号所在阶数；

5)对保留的IMF进行阈值去噪：

根据有用信号和噪声信号能量的分布不同选择阈值对保留的IMF进行降噪处理；

采用复值小波分析方法对工频通信上行信号进行解调，选取Gauss函数作为Morlet复小波窗函数，Gauss函数是基函数(正弦和余弦函数)的包络：

采用Morlet复小波实部和虚部的离散序列表达式如下：

式中n＝1,2,3……，M；n为离散序列的序号；N为一个基波周期的采样点数；M为数据窗的点数；k为谐波次数；b为调节系数；

式中前1个因子为窗函数，后一个因子为基函数，当b值越小，窗函数越平坦，在时域窗的两端截断误差越大，频率特性中的旁瓣越大，当b值越大时，则时域窗的两端衰减越 大，频率特性变宽，而旁瓣变小；

设调制信号为x(n)，则可以求得此时基函数的实部XR(n)，基函数的虚部XI(n)，幅值Ak(n)和相角φ(n)：

经计算，得到经过复值小波变换处理的拟合波形。

2.如权利要求1所述的一种电力线双向工频通信的检测方法，其特征是，所述步骤5)后处理信号的步骤如下：

计算各阶IMF希尔伯特边际谱：

获得IMF分量后，对于其中一个IMF分量记为imf(t),经过希尔伯变换后的H[imf(t)]与原分量imf(t)组成解析信号，记为其中瞬时角频率为以灰度形式在频率-时间平面上显示的希尔伯特谱，对H(ω,t)在时间上积分，进而求得希尔伯特边际谱，根据得到的希尔伯特边际谱判断出调制信号所在的时域。

3.如权利要求1所述的一种电力线双向工频通信的检测方法，其特征是，运行过程中采用监测程序，对终端发送控制命令，并对终端上行信号进行监测，接收到有用信号进行解调处理后，将实时数据显示在界面上。

4.如权利要求3所述的一种电力线双向工频通信的检测方法，其特征是，所述监测程序将数据写入数据库，供后台调用查询。