【摘 要】
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在电气网络中,为了更好的进行能源调度与控制,各个模块控制器之间的相互通信是十分必要的,而DC/DC变换器作为直流微网中的重要基础设备,具有一定的发送数字信号的能力,挖掘DC/DC变换器能量/信息一体化传输(Power/Signal Synchronous Transmission,PSST)的能力并将其应用到电气网络中,将大大简化直流网络的通信结构。本文将电力电子技术与通信技术相融合,分别研究了两
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在电气网络中,为了更好的进行能源调度与控制,各个模块控制器之间的相互通信是十分必要的,而DC/DC变换器作为直流微网中的重要基础设备,具有一定的发送数字信号的能力,挖掘DC/DC变换器能量/信息一体化传输(Power/Signal Synchronous Transmission,PSST)的能力并将其应用到电气网络中,将大大简化直流网络的通信结构。本文将电力电子技术与通信技术相融合,分别研究了两种基于DC/DC变换器的调制波/信号复合调制技术与载波/信号复合调制技术,其中调制波/信号复合调制技术在信号调制的过程中可以使用灵活独立的数据载波,为了提高通信速率与改善通信性能,研究了该复合调制技术与正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术相结合的实现方法,对OFDM技术在一体化传输应用中的同步问题与降峰均功率比问题进行了研究。首先,通过对DC/DC变换器的PWM控制过程分析,将数据信号与PWM控制过程中的调制波与载波两个部分相耦合,根据二者在PWM控制中的特点与作用研究了调制波/信号复合调制技术与载波/信号复合调制技术两种一体化传输技术,并且研究了适用于两种一体化技术的信号调制解调方法,通过仿真与实验验证了复合调制技术的可行性。其次,研究了复合调制技术应用在电气网络中的具体问题,研究了复合调制技术的信号发射器、电力线信道与信号接收器三个组成部分,对复合调制技术构成的电气网络工作模态以及通信过程对电气系统的影响进行了分析,并且研究了调制波/信号复合调制技术提升通信速率的方法,即与OFDM技术相结合的可行性,研究了如何利用OFDM技术实现复合调制。然后,为了将OFDM技术与调制波/信号复合调制技术相结合,所以对OFDM的一些实现环节进行改进,主要针对OFDM抗多径干扰、符号同步、峰均功率比等对于电气网络影响较大的因素进行深入研究,提出的改进符号同步算法与降峰均功率比算法与原有的经典算法性能相接近,但计算复杂度大大降低,使得OFDM技术更高效地引用在复合调制技术中。最后,基于本文对复合调制技术与OFDM技术的研究,设计了一套基于OFDM技术的调制波/信号复合调制技术通信系统,基于此系统设计了仿真实验与实物实验,验证了本文所提出的DC/DC变换器能量与信息一体化传输理论的可行性。
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