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摘要：传输技术Transmission technology指充分利用不同信道的传输能力构成一个完整的传输系统，使信息得以可靠传输的技术。传输系统是通信系统的重要组成部分，传输技术主要依赖于具体信道的传输特性。而伴随着这些发电装置并入电网，势必会造成可再生能源对电网的大范围渗透，这被认为是智能电网的关键特征之一，该问题也给电网的稳定运行带来了新的挑战。
关键词：直流；电力分组；传输技术；分析
引言：
19世纪法国实验物理学家法拉第所发现的电磁感应定律直接将人类社会推向了电气文明的时代，发电机、电动机等电气设备如雨后春笋般涌现，极大程度的方便了人们的生产生活，在电气领域，电力传输一直都是重要环节，在电力传输中诞生了很多传输技术，例如柔性交流输电技术、直流输电技术等，传统电力传输是通过金属导线进行的，这种方式存在诸多缺陷，例如安全问题。早在19世纪，著名电气工程师特斯拉提出了无线输电的设想，利用空气作为传输介质，通过频率转化最终实现电力传输，时至今日，对于无线电力传输技术的探究在不断前行，有些技术已经非常成熟并且投入使用，例如手机的无线充电等，因此探究无线电力传输技术具有非常重要的现实意义。
1.传输技术
充分利用不同信道的传输能力，使信息得到可靠传输的技术。有效性和可靠性是信道传输性能的两个主要指标。一对架空明线信道的通频带比一路电话信号的频带要宽，卫星信道、光纤信道的可用通频带就更宽，要用明线只传单路电话，显然信道的传输效率（即信道利用率）就很低。因此，必须寻求提高传输效率的方法，使给定信道能传输多个信源信息，从而提高信道的利用率和传输能力，信道复用就是用来解决这个问题的。由于复用的方式不同，信道复用可分为频率复用、时间复用和电平复用等，前二者用得较多（见多路通信、多址通信）。在某些传输方式（如数字通信系统）中，为了使系统有效和可靠地工作，还要求发信、收信两端准确同步，如比特同步、复接同步、帧同步、通信网中的网同步等，要做到这一点，需要采用同步技术。
不同传输介质的信道有各自适用的频率范围（如对流层散射信道宜用数百兆赫或数吉赫，电离层信道宜用数兆赫至20兆赫）。为了使信息能在给定传输媒介的频率范围内传输，需要将信源信号的频谱搬移到给定频率范围内，这可通过调制来实现。常用的调制方式有调幅、调频、调相等。调制技术是传输技术的核心问题之一。在用调制技术实现频谱搬移时，需要有准确稳定的振荡源，有时是可变频率的振荡源，这可由频率合成器来提供（见频率合成）。实际传输系统都存在噪声、色散等干扰，它们影响信息传输的可靠性。信道编码和最佳接收是解决传输可靠性的抗干扰技术。
2.电力包及电力包调度系统
2.1电力包结构
一个电力包是由头部、有效载荷、尾部3部分组成的连续电压波形。其中，头部包含电力包起始信号、源地址信息以及目的节点信息，有效载荷负责携带电力，尾部包含电力包终止信号。头部和尾部中的信息标签用于识别和分配有效载荷到指定的目的节点。在此指出，将电力包的信号识别为“1”或“0”取决于电力包的电压，若电力包的电压大于2.4V，则将分组信号识别为1，否则标识为0，即电力包定义中比特位的长度实指高低电平的持续时间。在电力包的比特位分配中，若假设头部包含l比特位的信息，有效载荷为m比特位，尾部包含n比特位的信息，那么一个电力包的总长度即为a=l+m+n个比特，其中头部和尾部的长度及其中所含的信息标签可以被改变。同样，电力包携带的电量也可通过改变有效载荷的长度，或利用脉冲宽度调制（pulse width modulation，PWM）控制等技术进行调整。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆PWM控制技术基于冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同的原理，通过控制电路中开关器件的通断，对电压脉冲进行调制。其中AC/DC PWM整流电路基于面积相等原理，可调整其输出的脉冲电压；DC/DC PWM斩波电路通过控制开关电路通断得到方波，并调节方波的占空比来调节电压，从而基于此调节有效载荷在一段持续时间内携带电量的多少。设计的电力包生成系统可以从指定的电源产生含所要求电量的电力包，以满足目标负载的所需电力。作者通过利用动态量化器和交换机控制算法设计了改进电力包生成系统，克服了传统的PWM方法在电力输出持续时间上的限制。
2.2混频器结构
混频器用于从电源获取电力生成电力包，并通过电力传输线将其传送到电力包路由器。该混频器的硬件结构中，每个直流电源通过一个SiCJFET和一个二极管与电力传输线相连，控制器通过切换SiCJFET来选择一个电源并生成电力包。在当时的条件下，SiCJEFT是唯一能够实现高频功率切换的器件，作者选取的是200V、5A的SiCJEFT；栅极驱动器ADu M1233用于为常开型JFET传递栅极驱动信号；时钟信号被用来保持混频器和路由器之间的同步；二极管可以防止反向电流流入电源。但该种混频器存在缺陷，每个时刻仅能从一个电源获取电力生成电力包，如果在同一时刻从电压不同的多个电源获取电力生成电力包，那么电力包的波形将会是不规则的形状，会对负载侧的接收产生影响。
2.3路由器结构
路由器用于中继转发电力包，并通过传输线将其传送给负载。电力包路由器与信息路由器的本质区别在于传统的信息路由器只需要具备信息的传输功能，而电力包路由器除了实现电力包的传递，还需要具备对电力包头尾部信息标签的编解功能，并需要嵌入控制和决策单元，以实现电力包传输的主动、智能调控。
2.4储能系统
储能系统凭借着功率调节响应以及兼具供蓄能力的特征，在平抑功率波动、改善电压质量、削峰填谷以及提供备用电源等方面都发挥着重要的作用，而分布式储能技术可以从根本上解决分布式电源接入电网和负荷快速波动带来的问题与挑战，是使电力分组传输技术走向实际应用的重要基础。当大量可再生能源接入配电网时，其造成的波动性会对电压质量造成严重影响。借助储能装置，可对接入节点的可再生能源进行削峰填谷，平抑其造成的功率波动，减小电压越限风险，进而提升电网对可再生能源的消纳能力。
总结：
电力包调度系统组成的电力互联网类似于信息互联网，由电力包路由器连接源和负载，随着网络的扩展，未来路由器节点的数量必然是巨大的，必须依靠高效、准确、可靠的路由算法来实现源和负载的快速对接。当前，由于网络规模的限制，相关研究仍然处在非常初级的阶段。在未来设计相关路由算法时，必须充分考虑到电力包与信息互联网中信息包的区别，通过借鉴已有的路由算法，设计出针对电力包传输特性且可以广泛应用的路由算法。
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论文作者:张莹
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/27
标签：电力论文; 信道论文; 技术论文; 信息论文; 路由器论文; 电压论文; 混频器论文; 《防护工程》2019年第6期论文;