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随着交通运输业的快速发展,港口成为了水陆交通运输的枢纽。显然,港口的发展与其对电力的依赖有着必然的联系,因此对于港口来说,它对供电的质量、供电的可靠性也有着越来越高的要求。实际上在我国港口电网的应用中需要解决很多问题,例如怎样能在用电过程中让用户尽可能地少受到外界干扰?怎样为港口用电方面提供技术指导?怎样能让供电得到合理的保障、使电网能够更好更快的运行?如果只是单纯地通过港口特点对电网进行调整,只会从能源和设备上带来巨大的浪费。而港口能源直接关系到港口经济命脉,如果采用绿色能源,既能达到节能减排的目的,又能在一定程度上使电网的用电量增加。于是本文引入了港口智能电网的构想。那么,本文建立在港口智能电网的基础上,去解决港口电网中存在的以上等等问题,就必然要构建高速双向的通信网络,并通过对先进的通信技术的应用,来对港口智能电网加以控制和改进。
本文通过对港口供电的特点的分析,了解到港口经常冲击负载较大并且频繁的特征,要求监控设备抗干扰能力强的问题,采用先进的通信技术来解决。本文为了最大程度减少港口用电系统因受到干扰而造成电网传输质量不稳定进而停电的可能性,采用正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)通信技术在港口电网中的应用的研究,将通信技术和港口电网相结合,实现港口配电网传输数据可靠的同时,确保数据实时,高速、安全的传输。为实现这样的通信功能,就需要采用以电网作为主要通信媒介的电力线载波通信(PLC,Power Line Carrier)技术。智能电网(smart power grids)即是在这种需求下发展的产物。
本文的主要任务是为了补偿电网传输数据的过程中,电力线信道对信号所造成的干扰和破坏,对智能电网的通信技术OFDM的算法提出改进,由此带动港口城市在接入网领域的理论与技术上的进步与提升,推动相关产业的进一步发展。本文首先简要介绍了电力线传输信号的意义、原理,分析电力线通信过程中遇到的问题,干扰信号的来源,然后通过对电力线传输信号的一些特点的研究,提出了一种OFDM技术。为了证明OFDM技术运用到电网通信的必然性,将另一个热门技术扩频技术与其比较,并析得出结论。详细描述了OFDM的关键技术包括同步技术、信道编码技术、降低峰平比技术、自适应技术,以及信道估计技术等。重点分析了信号受到干扰和衰落的原因以及解决方法,并说明了可行性。我们知道,在信号的传输过程中,难免会受到一些内外因素影响,而降低传输质量。但是如果尽量减少信号的干扰和衰落,就成了目前应该解决的问题。本文针对现存的港口电网中电力线信道的特殊特性给技术的研究提出了特殊的要求。基于电力线的特点,论文对OFDM的关键技术进行了深入研究,主要内容有:通过对港口电力线传输特性的分析,对时变特征不明显信道的OFDM系统信噪比估计算法的研究。针对时变特征不显著的信道特征,提出了OFDM系统的信噪比估计算法并提出改进措施。通过发送多个训练帧对子载波进行信噪比估计。这种算法通过不同时刻估计得到的信道估计幅度差对子载波上的噪声功率大小进行估计,从而算出各个子载波上的信噪比值。然后得到信道响应估计值,并由此得出了子载波信噪比估计。此算法的特点是简单并且容易实现。最后构建OFDM基本模型,并仿真验证。