相位识别方法、装置、通信装置和通信系统以及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种相位识别方法、装置、通信装置和通信系统以及存储介质，通过获取本地一个或多个相位的过零网络基准时间NTB信息，记为第一过零网络基准时间NTB信息；获取待识别通信节点的过零网络基准时间NTB信息，记为第二过零网络基准时间NTB信息；仅选取所述第一过零网络基准时间NTB信息中的任一相位的一个过零网络基准时间NTB作为基准原点；仅选取所述第二过零网络基准时间NTB信息中的一个过零网络基准时间NTB作为比较点；计算所述比较点相对所述基准原点在一个电力周期内的偏移量；根据所述偏移量确定所述待识别通信节点的相位。由此，计算简单、识别高速准确。识别高速准确。识别高速准确。

【技术实现步骤摘要】
相位识别方法、装置、通信装置和通信系统以及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力线通信
，尤指一种相位识别方法、装置、通信装置和通信系统以及存储介质。

技术介绍

[0002]电力线通信(Power Line Communication，简称PLC)技术，根据GB/T 31983.31中的定义，指的是：将信息数据调制到合适的载波频率上，以电力线作为物理介质进行数据传输，实现在数据终端之间的通信或控制的一种技术。由于电力线是最普及、覆盖范围最为广阔的一种物理媒体，利用电力线传输数据信息，具有极大的便捷性，无需重新布线，即可将所有与电力线相连接的用电设备组成一个通信网络，进行信息交互和通信。这种方式实施简单，维护方便，可以有效降低运营成本、减少构建新的通信网络的支出，因而已成为智能电网、能源管理、智慧家庭、光伏发电、电动汽车充电等应用的主要通信手段。
[0003]按照不同角度，电力线通信可有如下分类：
[0004]1、从电力线应用范围分，可分为利用高/中压配电网的通信系统和通常仅利用其中/低压配电网的通信系统。前者重点应用于电力系统内部的通信系统(它可以提供长距离通信，如电力载波系统)，后者多应用于公众用户的通信业务的接入系统。
[0005]2、从通信业务应用范围分，这种分类方法通常是对利用中/低压配电网的通信系统，它分为窄带通信应用和宽带通信应用。窄带通信应用主要是利用3kHz～500kHz频段，典型的低压窄带电力线通信应用情形包括智能电能表集中抄表(AMR)、AMI/AMM(高级量测体系/自动抄表)、家居智能控制、路灯控制、智能楼宇、四表集抄以及智能电网(Smart Grid)的其他应用，例如：电动车辆充电控制等。宽带通信应用是可以实现为公众用户提供数据、话音、图像等综合业务的接入。宽带PLC按应用的配电网电压等级可划分为低压PLC和中压PLC。低压PLC利用低压(220V/380V)电力线作为传输媒介，为用户提供Internet接入、家庭局域网、远程抄表、智能家居等应用。中压PLC利用中压(10kV)电力线作为通信链路，为接入骨干网、配电网自动化、用户需求侧管理及农村电话等应用提供传输通道。
[0006]其中，窄带PLC系统通常不向公众用户开放通信业务，主要是用电力系统的数据集采、监控和传输。相比之下，宽带PLC目前则广泛应用于公众通信信领域，我国国家标准GB/T 33854《基于公众电信网的宽带客户网络联网技术要求电力线联网》，规定了基于HomePlug AV技术的宽带PLC系统。
[0007]随着电力线通信技术的普及，以及电子式电能表在计费系统中的广泛使用，采用电力线载波通信方式的抄表系统所占的比例越来越大。电力线载波通信抄表系统通常包括：主站、集中器以及通信节点。其中，通信节点对应各类电能表，集中器是远程集中抄表系统的中心管理设备和控制设备，负责定时读取通信节点数据、系统的命令传送、数据通讯、网络管理、事件记录、数据的横向传输等功能，它的作用是把一批电能表的数据先通过载波等方式采集到本地设备上，然后再通过有线或者无线网络等方式传输到主站上去。电力线载波通信抄表系统以低压PLC网为主要通信信道，以GPRS、GSM、CDMA等公用通信信道和部分
RS485总线信道为辅助通信信道。低压PLC网络的主干线一般采用三相四线制供电，普通居民用户用电只取其中一相线作为火线(L)，取地线作为零线(N)，一些工厂因为生产需要会使用三相电，因此，电力线载波通信抄表系统中大部分的通信节点为单相电能表，少部分为三相电能表。对于低压PLC通信而言，一方面，由于通信节点跨相通信时信号传输路径加长、噪声增大，因此低压PLC通信在进行路由选择时，应尽可能选择同相的通信节点进行中继通信，以减少干扰，保证通信质量。另一方面，主站为了提高配变利用率，需要将负载较重相的一些用户移到较轻的另外一相进行负载，以实现各相线负载均衡，因为如若供电线路三相负荷不平衡，轻则降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因重负荷相超载过多，会造成某相导线烧断、开关烧坏甚至配电变压器单相烧毁等严重后果。基于如上原因，准确判断这些用电户所在的相位、知道各用电户电表在各相线上的分布，就显得非常重要。
[0008]目前电力线通信抄表系统中的相位识别问题有很多方法，有一种方法是通过智能终端向用户电表发送识别信号，用户电表基于该识别信号确定自身的相位信息并反馈给智能终端的方式进行用户电表的相位信息识别。但这种方法存在的问题是：在智能终端与用户电表之间的距离较远时，可能会由于距离较远造成识别信号的衰减，从而造成用户电表的相位信息识别失败；还有一种方法是以变压器台区总表的A、B、C三相作为参照，通过用户电能表几个时刻的电压值与变压器台区总表的对应相同时刻的各电压值分别进行相关性运算，选择相关度最高的来确定相位。该方法不足之处在于采用皮尔逊相关系数度量用户电能表电压序列数据与变压器台区总表A、B、C各相电压序列数据之间的相关性，对数据质量要求较高、准确性较差(要求两个序列线性相关、长度相等而且是正态分布)，并且计算量大。
[0009]基于上述内容，目前亟待提出一种计算简单、识别高速准确的基于低压电力线宽带通信网络的相位识别方法、装置、通信装置和通信系统以及存储介质，以克服现有技术中存在的限制和缺陷。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种相位识别方法、装置、通信装置和通信系统以及存储介质，仅通过两个过零NTB信息即可准确地识别出通信节点的相位，相比现有技术中其他方法具有计算简单、识别高速准确的特点。
[0011]第一方面，本专利技术实施例提供了一种相位识别方法，应用于低压电力线宽带通信网络主节点，至少包括：
[0012]获取本地一个或多个相位的过零网络基准时间NTB信息，记为第一过零网络基准时间NTB信息；
[0013]获取待识别通信节点的过零网络基准时间NTB信息，记为第二过零网络基准时间NTB信息；
[0014]仅选取所述第一过零网络基准时间NTB信息中的任一相位的一个过零网络基准时间NTB作为基准原点；仅选取所述第二过零网络基准时间NTB信息中的一个过零网络基准时间NTB作为比较点；
[0015]计算所述比较点相对所述基准原点在一个电力周期内的偏移量；
[0016]根据所述偏移量确定所述待识别通信节点的相位。
[0017]优选地，所述计算所述比较点相对所述基准原点在一个电力周期内的偏移量，具体通过如下公式计算：
[0018]NtbOffset＝(NtbSta
–
NtbCco)Mod NtbPowerPeriod；
[0019]其中，NtbPowerPeriod为一个电力周期对应的网络基准时间数值，NtbSta为所述比较点的数值，NtbCco为所述基准原点的数值，NtbOffset为所述比较点相对所述基准原点在一个电力周期内的偏移量。
[0020]优选地，所述根据所述偏移量确定所述待识别通信节点的相位，具体为：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相位识别方法，应用于低压电力线宽带通信网络主节点，其特征在于，至少包括：获取本地一个或多个相位的过零网络基准时间NTB信息，记为第一过零网络基准时间NTB信息；获取待识别通信节点的过零网络基准时间NTB信息，记为第二过零网络基准时间NTB信息；仅选取所述第一过零网络基准时间NTB信息中的任一相位的一个过零网络基准时间NTB作为基准原点；仅选取所述第二过零网络基准时间NTB信息中的一个过零网络基准时间NTB作为比较点；计算所述比较点相对所述基准原点在一个电力周期内的偏移量；根据所述偏移量确定所述待识别通信节点的相位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述比较点相对所述基准原点在一个电力周期内的偏移量，具体通过如下公式计算：NtbOffset＝(NtbSta
–
NtbCco)Mod NtbPowerPeriod；其中，NtbPowerPeriod为一个电力周期对应的网络基准时间数值，NtbSta为所述比较点的数值，NtbCco为所述基准原点的数值，NtbOffset为所述比较点相对所述基准原点在一个电力周期内的偏移量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏移量确定所述待识别通信节点的相位，具体为：事先将一个电力周期对应的网络基准时间数值NtbPeriod等分成12个区间，根据电力周期开始时刻的过零网络基准时间NTB信息的所属相位预设区间与相位的对应关系；当所述偏移量不大于预设最大偏移量阈值时，判断所述偏移量所属的区间，根据所述偏移量所属的区间和所述对应关系确定所述待识别通信节点的相位。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述事先将一个电力周期对应的网络基准时间数值NtbPeriod等分成12个区间，根据电力周期开始时刻的过零网络基准时间NTB信息的所属相位预设区间与相位的对应关系，具体为：定义NtbCut12为每个区间长度值，则：NtbCut12＝[NtbPeriod/12]，其中，所述NtbCut12为非零整数；将所述12个区间的等分界限值记为：数组NtbCut[i]＝NtbCut12
×
i，其中，i为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12；当所述电力周期开始时刻的过零网络基准时间NTB信息是A相时，所述对应关系为：区间[NtbCut[0]，NtbCut[1])对应的相位为：A相；区间[NtbCut[1]，NtbCut[3])对应的相位为：C相；区间[NtbCut[3]，NtbCut[5])对应的相位为：B相；区间[NtbCut[5]，NtbCut[7])对应的相位为：A相；区间[NtbCut[7]，NtbCut[9])对应的相位为：C相；区间[NtbCut[9]，NtbCut[11])对应的相位为：B相；区间[NtbCut[11]，NtbCut[12]]对应的相位为：A相；当所述电力周期开始时刻的过零网络基准时间NTB信息是B相时，所述对应关系为：
区间[NtbCut[0]，NtbCut[1])对应的相位为：B相；区间[NtbCut[1]，NtbCut[3])对应的相位为：A相；区间[NtbCut[3]，NtbCut[5])对应的相位为：C相；区间[NtbCut[5]，NtbCut[7])对应的相位为：B相；区间[NtbCut[7]，NtbCut[9])对应的相位为：A相；区间[NtbCut[9]，NtbCut[11])对应的相位为：C相；区间[NtbCut[11]，NtbCut[12]]对应的相位为：B相；当所述电力周期开始时刻的过零网络基准时间NTB信息是C相时，所述对应关系为：区间[NtbCut[0]，NtbCut[1])对应的相位为：C相；区间[NtbCut[1]，NtbCut[3])对应的相位为：B相；区间[NtbCut[3]，NtbCut[5])对应的相位为：A相；区间[NtbCut[5]，NtbCut[7])对应的相位为：C相；区间[NtbCut[7]...

【专利技术属性】
技术研发人员：冦相海，邓敬贤，胡剑锋，张国松，
申请(专利权)人：芯象半导体科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：