RU2537095C2 - Method of electric energy accounting - Google Patents
Method of electric energy accounting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537095C2 RU2537095C2 RU2013119772/28A RU2013119772A RU2537095C2 RU 2537095 C2 RU2537095 C2 RU 2537095C2 RU 2013119772/28 A RU2013119772/28 A RU 2013119772/28A RU 2013119772 A RU2013119772 A RU 2013119772A RU 2537095 C2 RU2537095 C2 RU 2537095C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- voltages
- currents
- values
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля и высокоточного коммерческого или технического учета активной электрической энергии, в том числе и активной электрической энергии, идентифицированной по шести показателям качества, и предназначен для использования в системах электроснабжения для объективного контроля и учета электропотребления.The proposed method relates to measuring equipment, in particular to means of control and high-precision commercial or technical accounting of active electric energy, including active electric energy, identified by six quality indicators, and is intended for use in power supply systems for objective monitoring and accounting of power consumption.
При потреблении активной электрической энергии возможны два варианта, когда совместно с использованием качественной электрической энергии, а это электрическая энергия прямой последовательности по первой гармонике, потребляется либо генерируется ее некачественная компонента. Некачественную компоненту можно идентифицировать по шести показателям качества и отнести к ней электрическую энергию по обратной и нулевой последовательностям первой гармоники, электрическую энергию по высшим гармоникам и электрическую энергию прямой последовательности выше или ниже предельно допустимых значений напряжений по прямой последовательности. В первом случае происходит увеличение электропотребления, связанное как с потреблением некачественной компоненты электрической энергии, так и с увеличением использования качественной электрической энергии, идущей на компенсацию негативного действия от потребления некачественной компоненты электрической энергии (Соколов B.C., Чернышева Н.В. Предложения по инженерному решению проблемы качества электрической энергии. - Промышленная энергетика, 2001, №8).When consuming active electric energy, two options are possible when, together with the use of high-quality electric energy, which is direct-sequence electric energy in the first harmonic, its low-quality component is consumed or generated. A poor-quality component can be identified by six quality indicators and attributed to it electric energy by the reverse and zero sequences of the first harmonic, electric energy by higher harmonics and electric energy of a direct sequence above or below the maximum permissible voltage values in a direct sequence. In the first case, there is an increase in power consumption, associated both with the consumption of a low-quality component of electric energy, and with an increase in the use of high-quality electric energy, which goes to compensate for the negative effect of the consumption of a low-quality component of electric energy (Sokolov BC, Chernysheva N.V. Suggestions for an engineering solution to the problem quality of electric energy. - Industrial Energy, 2001, No. 8).
В случае генерации некачественной компоненты, которая потребляется смежными потребителями и элементами систем распределения электрической энергии, при существующих системах учета, у данного потребителя возникает недоучет электропотребления по прямой последовательности (Машкин А.Г., Машкин В.А. Проблемы качества и учета электроэнергии на границах системы тягового электроснабжения. -Промышленная энергетика, 2007, №11, с.29-31).In the case of the generation of low-quality components, which are consumed by adjacent consumers and elements of electric energy distribution systems, with existing metering systems, this consumer has an underestimation of electricity consumption in a direct sequence (Mashkin A.G., Mashkin V.A. Problems of quality and metering of electricity at the borders traction power supply systems. Industrial Energy, 2007, No. 11, p.29-31).
В случае потребления некачественной электроэнергии наносится ущерб электрооборудованию, что может привести к преждевременному выходу его из строя, а также к созданию и развитию аварийных ситуаций. При существующем учете потребитель платит за нее как за потребленную качественную электроэнергию.In the case of low-quality electricity consumption, damage is caused to electrical equipment, which can lead to its premature failure, as well as to the creation and development of emergency situations. With existing accounting, the consumer pays for it as for the consumed high-quality electricity.
Данную проблему можно решить путем раздельного учета электроэнергии, т.е. электроэнергии по прямой последовательности первой гармоники в диапазоне предельно допустимых значений напряжений и некачественной электрической энергии, т.е. электроэнергии по обратной и нулевой последовательностям, электроэнергии по высшим гармоникам, а также электроэнергии прямой последовательности выше или ниже предельно допустимых значений напряжений.This problem can be solved by separate metering of electricity, i.e. electricity in a direct sequence of the first harmonic in the range of maximum permissible voltage values and low-quality electric energy, i.e. electricity in the reverse and zero sequences, electricity in the higher harmonics, as well as electricity in the direct sequence above or below the maximum permissible voltage values.
Известны способы учета электрической энергии (авт. свид. №1.580.259; патенты РФ №№2.087.919, 2.212.673, 2.280.256, 2.424.532; патенты США №№4.000.458, 4.286.215, 4.849.694, 6.661.224; патент Германии №2.227.846; Техническое описание и инструкция по эксплуатации многофункционального счетчика типа «Альфа» ДЯИМ 411.152.001 P7. Совместное предприятие АББ Метроника, Москва, 2001 и другие).Known methods of accounting for electric energy (ed. Certificate. No. 1,580.259; RF patents No. 2.087.919, 2.212.673, 2.280.256, 2.424.532; US patents No. 4.000.458, 4.286.215, 4.849.694 , 6.661.224; German patent No. 2.227.846; Technical description and operating instructions for the Alpha-type multifunction meter DYAIM 411.152.001 P7. Joint venture of ABB Metronika, Moscow, 2001 and others).
Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является «Способ учета электрической энергии» (патент РФ №2.424.532, G01R 21/06, 2010), который и выбран в качестве прототипа.Of the known methods, the closest to the proposed one is the "Method of accounting for electric energy" (RF patent No. 2.424.532, G01R 21/06, 2010), which is selected as a prototype.
Известный способ основан на учете электрической энергии, идентифицируемой по шести показателям ее качества, а именно электрической энергии по обратной последовательности, электрической энергии по нулевой последовательности, электрической энергии высших гармоник, электрической энергии прямой последовательности ниже допустимых значений отклонений напряжений прямой последовательности, электрической энергии прямой последовательности выше предельно допустимых значений отклонений напряжений прямой последовательности и электрической энергии прямой последовательности в пределах допустимых значений отклонений напряжения.The known method is based on accounting for electric energy, identified by six indicators of its quality, namely, electric energy in the reverse order, electric energy in the zero sequence, electric energy of higher harmonics, electric energy of a direct sequence below the permissible deviations of the voltage of a direct sequence, electric energy of a direct sequence above the maximum permissible deviations of the voltage of the direct sequence and electric th power direct sequence within the allowable values of voltage deviation.
Указанный учет и контроль потребляемой электрической энергии, идентифицированной по шести показателям качества, осуществляют локально и только в одной системе электроснабжения, что в ряде случаев не удовлетворяет требованиям практики.The specified metering and control of consumed electric energy, identified by six quality indicators, is carried out locally and only in one power supply system, which in some cases does not satisfy the requirements of practice.
Технической задачей изобретения является обеспечение дистанционного учета и контроля потребляемой электрической энергии, идентифицированной по шести показателям качества, в нескольких системах электроснабжения путем использования радиоканалов и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.An object of the invention is the provision of remote metering and control of consumed electrical energy, identified by six quality indicators, in several power supply systems by using radio channels and complex signals with phase shift keying.
Поставленная задача решается тем, что способ учета электрической энергии, включающий, в соответствии с ближайшим аналогом, преобразование мгновенных значений токов и напряжений в цифровой код и определение значений активной энергии, при этом перед и после преобразования в цифровой код из величин токов и напряжений выделяют с помощью полосовых фильтров значения токов и напряжений в диапазоне предельно допустимой частоты сети, выделяют из них значения прямой, обратной и нулевой последовательности и определяют значения активных энергий для каждой из симметричных составляющих, определение активных энергий по прямой последовательности производят после выделения из действующего значения напряжения прямой последовательности значений, равных, больших и меньших диапазону предельно допустимых значений напряжений по прямой последовательности, дополнительно осуществляют определение значений активной энергии высших гармоник путем выделения из величин напряжений и токов с помощью полосовых фильтров «пробка» значений напряжений и токов в диапазоне предельно допустимой частоты сети с последующим преобразованием их в цифровой код, отличается от ближайшего аналога тем, что формируют модулирующие коды Mi(t), где i=1, …, 6, соответствующие потребляемой электрической энергии, идентифицированной по шести показателям качества, задерживают пять из них на время iτз, где τз - время задержки, определяемое ожидаемой максимальной длительностью каждого модулирующего кода, суммируют незадержанный код с пятью задержанными, образуя суммарный модулирующий код M∑(t), манипулируют им по фазе гармоническое колебание, формируя сложный сигнал с фазовой манипуляцией, усиливают его по мощности, излучают в эфир, улавливают приемной антенной пункта контроля, усиливают по напряжению, преобразуют по частоте с использованием напряжения гетеродина, частоту которого перестраивают по линейному закону в заданном диапазоне частот, выделяют напряжение промежуточной частоты, удваивают его фазу, измеряют ширину спектра принимаемого сигнала промежуточной частоты и его второй гармоники, сравнивают между собой и в случае их значительного различия принимают решение об обнаружении сложного сигнала с фазовой манипуляцией и дальнейшей его обработки, в ходе которой выделяют вторую гармонику принимаемого сигнала промежуточной частоты, делят ее фазу на два, выделяют гармоническое колебание промежуточной частоты и используют его для синхронного детектирования принимаемого сигнала промежуточной частоты, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное суммарному модулирующему коду M∑(t), регистрируют и анализируют его.The problem is solved in that a method of accounting for electrical energy, including, in accordance with the closest analogue, converting the instantaneous values of currents and voltages into a digital code and determining the values of active energy, while before and after converting to a digital code, the values of currents and voltages are extracted from using band-pass filters, the values of currents and voltages in the range of the maximum permissible network frequency, extract the values of the forward, reverse and zero sequence from them and determine the values of active energies For each of the symmetrical components, the determination of active energies in a direct sequence is carried out after extracting from the actual voltage value of a direct sequence of values equal to, greater and less than the range of maximum permissible voltage values in a direct sequence, additionally determine the values of the active energy of higher harmonics by extracting from the voltage values and currents using bandpass filters “plug” values of voltages and currents in the range of maximum permissible hours network frequencies with their subsequent conversion to a digital code differs from the closest analogue in that they generate modulating codes M i (t), where i = 1, ..., 6, corresponding to the consumed electric energy identified by six quality indicators, five of them are delayed for the time iτ s , where τ s is the delay time determined by the expected maximum duration of each modulating code, summarize the undelivered code with five delayed persons, forming the total modulating code M ∑ (t), manipulate them in phase harmonic oscillation, forming a complex signal with phase shift keying, amplify it by power, radiate it, pick up the receiving antenna of the control point, amplify it by voltage, convert it by frequency using the local oscillator voltage, whose frequency is linearly tuned in a given frequency range, isolate the intermediate frequency voltage, double its phase, measure the spectrum width of the received intermediate frequency signal and its second harmonic, compare with each other and, if they are significantly different, decide on the detection the complex signal with phase shift keying and its further processing, during which the second harmonic of the received intermediate frequency signal is extracted, its phase is divided into two, the intermediate frequency harmonic oscillation is extracted and used to synchronously detect the received intermediate frequency signal, a low-frequency voltage proportional to the total modulating code M ∑ (t), register and analyze it.
Структурные схемы устройства, реализующего предлагаемый способ, представлены на фиг.1 и 2. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, изображены на фиг.3.Structural diagrams of a device that implements the proposed method are presented in figures 1 and 2. Timing diagrams explaining the operation of the device are shown in figure 3.
Устройство содержит входные напряжения и токи 1 и 2; 3 и 4 - аналоговые полосовые фильтры напряжений и токов 50 Гц; 5 и 6 - аналоговые полосовые фильтры «пробка» 50 Гц напряжений и токов; 7, 8, 9, 10 - аналого-цифровые преобразователи; 11 и 12 - цифровые полосовые фильтры напряжений и токов 50 Гц; 13 и 14 - цифровые полосовые фильтры «пробка» 50 Гц напряжений и токов; 15, 16, 17, 18, 19, 20 - цифровые фильтры напряжений и токов нулевой, прямой и обратной последовательностей соответственно; 21, 22, 23, 24, 25 - блоки расчета мощностей по нулевой, прямой и обратной последовательностям; 26 - блок сравнения отклонения напряжения по прямой последовательности; 27, 28, 29, 30, 31 - блоки расчета энергий нулевой, прямой и обратной последовательностей; 32 - блок расчета мощности высших гармоник; 33 - блок расчета энергии высших гармоник. К выходу каждого блока расчета энергии 27 (28, 29, 30, 31) последовательно подключены формирователь 34 (35, 36, 37, 38) модулирующего кода и линия задержки 40 (41, 42, 43, 44), выход которой подключен к соответствующему входу сумматора 45. Выход блока 33 расчета энергии высших гармоник через формирователь 39 модулирующего кода подключен к шестому входу сумматора 45, к выходу которого последовательно подключены фазовый манипулятор 47, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 46, усилитель 48 мощности и передающая антенна 49.The device contains input voltages and
Пункт контроля содержит последовательно включенные приемную антенну 50, усилитель 51 высокой частоты, смеситель 54, второй вход которого через гетеродин 53 соединен с выходом блока 52 поиска, усилитель 55 промежуточной частоты, удвоитель 58 фазы, второй анализатор 59 спектра, блок 60 сравнения, второй вход которого через первый анализатор 57 спектра соединен с выходом усилителя 55 промежуточной частоты, пороговый блок 61, второй вход которого через линию задержки 62 соединен с его выходом, ключ 63, второй вход которого соединен с выходом усилителя 55 промежуточной частоты, фазовый детектор 67 и блок 68 регистрации и анализа. К выходу удвоителя 58 фазы последовательно подключены первый узкополосный фильтр 64, делитель 65 фазы на два и второй узкополосный фильтр 66, выход которого соединен с вторым (опорным) входом фазового детектора 67.The monitoring station contains a
Анализаторы 57 и 59 спектра, удвоитель 58 фазы, блок 60 сравнения, пороговый блок 61 и линия задержки 62 образуют обнаружитель (селектор) сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн).
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
На вход аналоговых полосовых фильтров 3, 5, 4, 6 подаются разрешенные мгновенные значения токов и напряжений для нормальной работы блоков, полосовые фильтры 3 и 4 пропускают токи и напряжения в пределах допустимых значений частоты сети 50 Гц. Далее сигналы о токах и напряжениях поступают в АЦП напряжений 7 и токов 9, которые принимают входные аналоговые сигналы и преобразуют в соответствующие им цифровые сигналы, удобные для обработки другими элементами. Полосовые цифровые фильтры напряжения 11 и тока 12 пропускают оцифрованные значения токов и напряжений в пределах допустимых значений частоты 50 Гц. Блоки симметричных составляющих напряжения 15, 16, 17 и тока 18, 19, 20 пропускают соответственно нулевую, прямую и обратную последовательности. Блок 26 сравнения действующего напряжения прямой последовательности производит выборки напряжений прямой последовательности в диапазоне предельно допустимых значений напряжений, больше или меньше предельно допустимых значений напряжений прямой последовательности, эти сигналы напряжений соответственно подаются совместно с сигналом 19 тока прямой последовательности на блоки 22, 23, 24 нахождения одноименных произведений напряжений и токов, далее эти сигналы подаются на блоки 27, 28, 29 расчета соответствующих энергий. На блок 21 расчета мощности нулевой последовательности подаются сигналы 15 напряжения нулевой последовательности и тока 18 нулевой последовательности, далее этот сигнал поступает на блок 27 расчета соответствующей энергии. На блок 25 расчета мощности обратной последовательности подаются сигналы 17 напряжения обратной последовательности и тока 20 обратной последовательности, далее этот сигнал поступает на блок 31 расчета соответствующей энергии.The allowed instantaneous values of currents and voltages for normal operation of the blocks are fed to the input of
Также аналоговый сигнал напряжений подается на аналоговый фильтр 5 «пробка» 50 Гц, а аналоговый сигнал тока подается на аналоговый фильтр 6 «пробка» 50 Гц, которые пропускают все сигналы напряжений и токов, кроме сигналов напряжений и токов в пределах 50 Гц. Далее сигналы о напряжениях и токах поступают в АЦП 8 напряжений и 10 токов, которые принимают входные аналоговые сигналы и преобразуют в соответствующие им цифровые сигналы. Оцифрованные сигналы напряжений и токов поступают на соответствующие цифровые фильтры 13 и 13 «пробка» 50 Гц для напряжений токов. Полученные сигналы подаются на блок 32 расчета мощности высших гармоник и далее на блок 33 расчета энергии высших гармоник.Also, an analog voltage signal is supplied to an analog filter 5 “plug” of 50 Hz, and an analog current signal is fed to an
На выходе блока 27 расчета электрической энергии по нулевой последовательности, блока 28 расчета электрической энергии по прямой последовательности, блока 29 расчета электрической энергии по прямой последовательности ниже допустимых значений отклонений напряжений прямой последовательности, блока 30 расчета электрической энергии по прямой последовательности выше допустимых значений отклонений напряжений прямой последовательности, блока 31 расчета электрической энергии по обратной последовательности и блока 33 расчета электрической энергии высших гармоник, формирователями 34, 35, 36, 37, 38 и 39 формируются модулирующие коды M1(t), M2(t), M3(t), M4(t), M5(t) и M6(t), которые соответствуют потребляемой электрической энергии, идентифицированной по указанным показателям качества. Модулирующий код M6(t) с выхода формирователя 39 поступают непосредственно на первый вход сумматора 45, а модулирующие коды M1(t)-M5(t) поступают на соответствующие входы сумматора 45 с выхода формирователей 34-39 через линии задержки 40-44 соответственно, время задержки которых выбраны следующим образом: τз, 2τз, 3τз, 4τз и 5τз, где τз - время задержки, определяемое ожидаемой максимальной длительностью каждого модулирующего кода.At the output of the electric energy calculation unit 27 in the zero sequence, the electric energy calculation unit 28 in a direct sequence, the electric energy calculation unit 29 in a direct sequence are lower than the permissible deviations of the direct voltage voltages, the electric energy calculation unit 30 in the direct sequence are higher than the permissible direct voltage deviations sequence, unit 31 for calculating electric energy in the reverse sequence and unit 33 for calculating electric en WGIG higher harmonics formers 34, 35, 36, 37, 38 and 39 are formed by modulating codes M 1 (t), M 2 (t), M 3 (t), M 4 (t), M 5 (t) and M 6 (t), which correspond to the consumed electric energy identified by the indicated quality indicators. The modulating code M 6 (t) from the output of the shaper 39 goes directly to the first input of the adder 45, and the modulating codes M 1 (t) -M 5 (t) go to the corresponding inputs of the adder 45 from the output of the shapers 34-39 through delay lines 40- 44, respectively, the delay time of which are selected as follows: τ s, 2τ s, 3τ s, 4τ 5τ h and h, where h τ - delay time determined by the expected maximum duration of each modulation code.
На выходе сумматора 45 образуется суммарный модулирующий кодThe output of the adder 45 is formed by the total modulating code
M∑(t)=M6(t)+M1(t)+M2(t)+M3(t)+M4(t)+M5(t).M ∑ (t) = M 6 (t) + M 1 (t) + M 2 (t) + M 3 (t) + M 4 (t) + M 5 (t).
Линии задержки необходимы, чтобы отдельные модулирующие коды расположились последовательно во времени, взаимно не перекрываясь. Суммарный модулирующий код M∑(t) (фиг.3, б) с выхода сумматора 45 подается на первый вход фазового манипулятора 47, на второй вход которого поступает гармоническое колебание с выхода задающего генератора 46 (фиг.3, а)Delay lines are necessary so that the individual modulating codes are arranged sequentially in time without mutually overlapping. The total modulating code M ∑ (t) (Fig. 3, b) from the output of the adder 45 is fed to the first input of the phase manipulator 47, the second input of which receives harmonic oscillation from the output of the master oscillator 46 (Fig. 3, a)
, 0≤t≤TC, , 0≤t≤T C ,
где , ωC, φC, TC - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность гармонического колебания. На выходе фазового манипулятора 47 формируется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) (фиг.3, б)Where , ω C , φ C , T C - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of harmonic oscillation. At the output of the phase manipulator 47, a complex signal with phase shift keying (QPSK) is generated (Fig. 3, b)
, 0≤t≤TC, , 0≤t≤T C ,
где φk(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с суммарным модулирующим кодом M∑(t) (фиг.3, б), причем φk(t)=const при kτЭ<t<(k+1)τЭ и может изменяться скачком при t=kτЭ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, N);where φ k (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the total modulating code M ∑ (t) (Fig. 3, b), and φ k (t) = const for kτ E <t <(k + 1) τ and E may vary abruptly at t = kτ Oe, i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ..., N);
τЭ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью TC(TC=τЭN), который после усиления в усилителе 48 мощности поступает в передающую антенну 49 и излучается ею в эфир, а затем улавливается приемной антенной 50 пункта контроля и через усилитель 51 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 54, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 53 линейно-изменяющейся частотыτ E , N is the duration and number of chips that make up a signal of duration T C (TC = τ E N), which, after amplification in the power amplifier 48, enters the transmitting antenna 49 and is radiated by it, and then is captured by the
, 0≤t≤TП, , 0≤t≤T P ,
где , ωГ, φГ, TП - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и период повторения напряжения гетеродина;Where , ω G , φ G , T P - amplitude, initial frequency, initial phase and the repetition period of the local oscillator voltage;
Поиск сложных ФМн-сигналов в заданном диапазоне частот Δf осуществляется с помощью блока 52 поиска, который по линейному закону изменяет частоту гетеродина 53. В качестве блока 52 поиска может быть использован генератор пилообразного напряжения.The search for complex PSK signals in a given frequency range Δf is carried out using a
На выходе смесителя 54 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 55 промежуточной частоты выделяется напряжение промежуточной частотыAt the output of the
, 0≤t≤Tc, , 0≤t≤T c ,
где ;Where ;
ωпр=ωс-ωГ - промежуточная частота;ω CR = ω with -ω G is the intermediate frequency;
φпр=φс-φГ,φ CR = φ s -φ G ,
которое представляет собой сложный сигнал с комбинированной фазовой манипуляцией и линейной частотной модуляцией (ФМн-ЛЧМ).which is a complex signal with combined phase shift keying and linear frequency modulation (QPSK-LFM).
Напряжение Uпр(t) с выхода усилителя 55 промежуточной частоты поступает на вход обнаружителя (селектора) 56 ФМн-сигналов, состоящего из анализаторов 57 и 59 спектра, удвоителя 58 фазы, блока 60 сравнения, порогового блока 61 и линии 62 задержки.The voltage U pr (t) from the output of the
На выходе удвоителя 58 фазы образуется напряжениеA voltage is generated at the output of the
, ,
где ,Where ,
в котором манипуляция фазы уже отсутствует.in which phase manipulation is already absent.
Ширина спектра Δf2 второй гармоники сигнала определяется длительностью сигналаThe spectrum width Δf 2 of the second harmonic of the signal is determined by the duration of the signal
тогда как ширина спектра входного ФМн-сигнала определяется длительностью τэ его элементарных посылокwhereas the spectrum width of the input QPSK signal is determined by the duration τ e of its elementary premises
т.е. ширина спектра второй гармоники сигнала в N раз меньше ширины спектра входного ФМн-сигналаthose. the width of the spectrum of the second harmonic of the signal is N times smaller than the spectrum width of the input QPSK signal
Следовательно, при удвоении фазы (частоты) ФМн-сигнала его спектр «сворачивается» в N раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить и отселектировать сложный ФМн-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе приемника меньше мощности шумов и помех.Therefore, when the phase (frequency) of the QPSK signal is doubled, its spectrum “folds” N times. This circumstance makes it possible to detect and select a complex QPSK signal even when its power at the receiver input is less than the power of noise and interference.
Ширина спектра Δfс входного ФМн-сигнала измеряется с помощью анализатора 57 спектра, а ширина спектра Δf2 второй гармоники сигнала - с помощью анализатора 59 спектра. Напряжения и , пропорциональные Δfс и Δf2 соответственно, с выходов анализаторов 57 и 59 спектра поступают на два входа блока 60 сравнения. Так как , то на выходе блока 60 сравнения образуется положительное напряжение, которое превышает пороговый уровень в пороговом блоке 61. Пороговое напряжение выбирается таким, чтобы его не превышали случайные помехи. При превышении порогового уровня в пороговом блоке 61 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 63, открывая его, на управляющий вход блока 52 поиска, выключая его, и на вход линии 62 задержки. В исходном состоянии ключ 63 всегда закрыт. При остановке блока 52 поиска усилителем 55 промежуточной частоты выделяется напряжение (фиг.3, г)The width of the spectrum Δf from the input QPSK signal is measured using a
, 0≤t≤Tс, , 0≤t≤T s ,
которое через открытый ключ 63 поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 67.which through the
На выходе удвоителя 58 фазы в этом случае образуется гармоническое колебание (фиг.3, д)At the output of the
, 0≤t≤Тс, , 0≤t≤T s ,
которое выделяется узкополосным фильтром 64 и подается на вход делителя 65 фазы на два. На выходе последнего образуется гармоническое колебание (фиг.3, е)which is allocated by a narrow-
, 0≤t≤Tс, , 0≤t≤T s ,
которое выделяется узкополосным фильтром 66, используется в качестве опорного напряжения и поступает на второй (опорный) вход фазового детектора 67. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 67 формируется низкочастотное напряжение (фиг.3, ж)which is allocated by a narrow-
, 0≤t≤Tс, , 0≤t≤T s ,
где ,Where ,
пропорциональное суммарному модулирующему коду M∑(t) (фиг.3, б). Это напряжение фиксируется блоком 68 регистрации, где и анализируется соответствующим образом.proportional to the total modulating code M ∑ (t) (Fig.3, b). This voltage is recorded by the
Время τз1 задержки линии 62 задержки выбирается таким, чтобы можно было проанализировать низкочастотное напряжение UH(t), пропорциональное суммарному модулирующему коду M∑(t). По истечении этого времени постоянное напряжение с выхода порогового блока 61 поступает на его управляющий вход и сбрасывает содержимое порогового блока 61 на нулевое значение. При этом ключ 63 закрывается, а блок 52 поиска выключается, т.е. они переводятся в свои исходные состояния.The delay time τ s1 of the
При обнаружении очередного сложного ФМн-сигнала на другой несущей частоте, отражающего потребляемую электрическую энергию в другой системе электроснабжения, устройство работает аналогичным образом.When the next complex QPSK signal is detected at another carrier frequency, which reflects the consumed electrical energy in another power supply system, the device operates in a similar way.
Таким образом, предлагаемый способ учета электрической энергии по сравнению с прототипом обеспечивает дистанционный учет и контроль потребляемой электрической энергии, идентифицированной по шести показателям качества, в нескольких системах электроснабжения. Это достигается использованием радиоканалов и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.Thus, the proposed method of accounting for electric energy in comparison with the prototype provides remote metering and control of consumed electric energy, identified by six quality indicators, in several power supply systems. This is achieved using radio channels and complex signals with phase shift keying.
Указанные сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.These signals have high energy and structural secrecy.
Энергетическая скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of complex QPSK signals is due to their high compressibility in time and spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex QPSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex QPSK signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point of this region the signal power is less than the power of noise and interference.
Структурная скрытность сложных ФМн-сигнал обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of complex QPSK signals is due to a wide variety of their forms and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of complex QPSK signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.
Сигналы со сложной структурой открывают новые возможности в технике передачи сообщений. Они позволяют применять эффектный вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что имеется возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.Signals with a complex structure open up new possibilities in the messaging technique. They allow you to apply an effective type of selection - structural selection. This means that it is possible to separate signals operating in the same frequency band and at the same time intervals.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119772/28A RU2537095C2 (en) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Method of electric energy accounting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119772/28A RU2537095C2 (en) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Method of electric energy accounting |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013119772A RU2013119772A (en) | 2014-10-27 |
RU2537095C2 true RU2537095C2 (en) | 2014-12-27 |
Family
ID=53287690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013119772/28A RU2537095C2 (en) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Method of electric energy accounting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537095C2 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2096788C1 (en) * | 1993-11-09 | 1997-11-20 | Олег Владимирович Птицын | Statistic analyzer of quality of electric power characteristics |
US5995911A (en) * | 1997-02-12 | 1999-11-30 | Power Measurement Ltd. | Digital sensor apparatus and system for protection, control, and management of electricity distribution systems |
RU2280256C1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-07-20 | Вячеслав Адамович Заренков | Method for measuring electric energy in two-cable networks with protection from theft and device for realization of said method |
EP1764618A2 (en) * | 2005-09-16 | 2007-03-21 | Power Measurement Ltd | Rack-mounted power meter having removable metering options module |
RU2414003C1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-03-10 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Domestic gas flow and leakage control system in apartment buildings |
RU2424532C1 (en) * | 2010-03-12 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) | Method of billing electrical power |
RU2438186C1 (en) * | 2010-06-23 | 2011-12-27 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Alarm system signalling maximal concentration of methane in atmosphere |
RU2011124609A (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-27 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН | RADIO RECEIVER FOR DETECTION OF WIDEBAND SIGNALS WITH PHASE MANIPULATION |
-
2013
- 2013-04-23 RU RU2013119772/28A patent/RU2537095C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2096788C1 (en) * | 1993-11-09 | 1997-11-20 | Олег Владимирович Птицын | Statistic analyzer of quality of electric power characteristics |
US5995911A (en) * | 1997-02-12 | 1999-11-30 | Power Measurement Ltd. | Digital sensor apparatus and system for protection, control, and management of electricity distribution systems |
RU2280256C1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-07-20 | Вячеслав Адамович Заренков | Method for measuring electric energy in two-cable networks with protection from theft and device for realization of said method |
EP1764618A2 (en) * | 2005-09-16 | 2007-03-21 | Power Measurement Ltd | Rack-mounted power meter having removable metering options module |
RU2414003C1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-03-10 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Domestic gas flow and leakage control system in apartment buildings |
RU2424532C1 (en) * | 2010-03-12 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) | Method of billing electrical power |
RU2438186C1 (en) * | 2010-06-23 | 2011-12-27 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Alarm system signalling maximal concentration of methane in atmosphere |
RU2011124609A (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-27 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН | RADIO RECEIVER FOR DETECTION OF WIDEBAND SIGNALS WITH PHASE MANIPULATION |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013119772A (en) | 2014-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2562554A2 (en) | Phase identification system and method | |
JPWO2015190260A1 (en) | Partial discharge diagnosis system and partial discharge diagnosis method | |
JP2014103671A (en) | Calibration method of rf signal source and amplitude flatness and phase linearity calibration unit | |
RU2537095C2 (en) | Method of electric energy accounting | |
RU2449297C1 (en) | Method for electric energy accounting and device for its realisation | |
Pardo-Zamora et al. | Methodology for power quality measurement synchronization based on GPS pulse-per-second algorithm | |
CN114485748B (en) | Multi-parameter distributed optical fiber sensing method and system | |
RU2661256C2 (en) | Method of elevators remote control and device for its implementation | |
RU76139U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING PLACES OF DAMAGE TO ELECTRIC TRANSMISSION LINES OF DISTRIBUTION NETWORKS | |
RU2691665C1 (en) | Method of measuring electric energy in two-wire networks with protection against theft and device for its implementation | |
RU2451408C2 (en) | Apparatus for synchronising carrier and reference frequency in communication channel with considerable frequency instabilities and energy constraints | |
Van Moer et al. | An improved broadband conversion scheme for the large-signal network analyzer | |
RU2550757C1 (en) | Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver | |
EP2746785B1 (en) | Fundamental frequency stability and harmonic analysis | |
CN107728101B (en) | Angular precision calibration method for microwave landing simulator | |
RU158894U1 (en) | ADAPTIVE DIGITAL SPECTRAL ANALYZER | |
Bekirov et al. | Real time processing of the phase shift and the frequency by voltage signal conversion into the sequence of rectangular pulses | |
RU2341808C1 (en) | Device for measurement of signal/noise ratio | |
RU154377U1 (en) | EXPRESS ANALYZER OF SHORT-TERM RADIO EMISSIONS | |
RU2625212C1 (en) | Method of control and registration of movement of vehicles | |
US3781668A (en) | Pulse-response measuring apparatus | |
JP4329916B2 (en) | Train detector | |
RU2526500C1 (en) | Device to control serviceability of dc motor | |
RU2502075C1 (en) | Electric energy counting method, and device for its implementation | |
RU2586856C1 (en) | Method for early fire detection and device therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150424 |