专利名称：实现工频通信上行信号同时多路传输的方法
技术领域：
本发明涉及一种实现工频通信上行信号同时多路传输的方法，涉及油田生产管理、电力系统网络结构、电机、通信、信号处理等技术领域
背景技术：
目前油田抽油井的管理通过采油工多次巡井实现，导致油田生产管井的工作效率较低，同时由于没有供电线路上同一时刻的电气参数，难以实现油田配电网的优化运行，从而导致抽油井设备的运行能耗较高。电力线工频通信技术能够在较低的成本下实现跨变压器台区的长距离传输，基于该技术传输远程监控信息，具有投资小、不用敷设通信线路、没有服务费用、灵活性强等优势，很适合作为油井远程监测的信息传输通道；但是，电力线工频通信存在速率低的缺陷，监测信息的传输容量受到限制，特别是当多口油井出现故障时，无法实现故障信息的实时传递。如果上行工频通信在保证性能的前提下，实现多路并行传输，就能够使工频通信的性能更加适合油井监测的需求，从而为数字化油田的建设提供一种廉价、可行的信息传输手段。
发明内容
本发明提供了一种实现工频通信上行信号同时多路传输的方法，可以高通信速率，使工频通信技术应用于油井远程监测时，一方面能够传输更多的监测信息，而且，当由同一 IOKV支线供电的多口油井出现故障时，能够同时实现主动报警。这样为工频通信技术在油田电网推广应用创造有利条件，为数字化油田的实施提供一种廉价、可行的信息传输手段，解决采油工多次巡井，导致油田生产管井的工作效率较低的问题，同时也为通过电网优化节能降耗提供了基础。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:当各终端装置在发送上行信号时，采用同一伪随机序列通过移位实现的不同编码控制畸变电流的调制。当上行信号接收时，主站设备通过传感器采样IOKV线路的电流信号，通过时域差分和伪随机序列加权运算获得各路信号的输出，利用随机序列的相关特性来保证每路加权输出时，当调制编码与加权编码一致的终端信号能够得到大大增强，而其余各终端的电流畸变信号受到抑制，然后再通过各路加权输出信号与畸变参考信号的互相关运算结果来进行数据解调，这样就能够实现多路工频通信上行信号的并行传输。本发明通过多路数据传输，能够提高工频通信速率，这样为工频通信技术在油田配电网应用于油井远程监测、配电网负荷监控等领域应用的推广应用创造了有利条件，为油井远程监测、配电网负荷监控等领域提供可行的数据传输通道；在工频通信技术结合本发明的基础上，构建的油井远程监测系统能够适应油田生产管理的需求，从而可以减少采油工巡井次数，提高油田生产管井的工作效率；同时，基于此，还能够获得配电网各节点同一时刻的电气参数，为油田配电网的动态优化运行，实现节能降耗提供了技术支持，为抽油机井管理探索一种新的模式，具有重要的学术意义和工程应用价值。
图1为本发明的具体实施方式
提供的工频通信系统结构与多路传输原理示意图；图2为本发明的具体实施方式
提供的远程通信终端结构示意图；图3为本发明的具体实施方式
提供的上行数据调制示意图；图4为本发明的具体实施方式
提供的上行解调装置结构示意图。
具体实施例方式下面对本发明做进一步的详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。一种实现工频通信上行信号同时多路传输的方法，包括:上行信号发送时，各终端采用同一伪随机序列通过移位实现的不同编码控制畸变电流的调制。上行接收时，主站设备通过传感器采样IOKV电流线路的电流信号，通过时域差分和伪随机序列加权运算获得各路信号的输出；通过各路加权输出信号与畸变参考信号的互相关运算结果来进行数据解调。具体的，现有的工频通信系统由位于变电所的主站设备和和位于配电变压器低压侧的远程通信终端组成，从配电变压器到变电所的上行信号通过电流畸变实现，为了实现上行信号的多路传输，本具体实施方式
基于伪随机序列编码进行上行信号的调制，伪随机序列码片的循环移动，每个终端能够配置不同的调制编码，如图1所示。上行接收时，主站设备通过传感器采样IOKV电流线路的电流信号，并通过时域差分和伪随机序列加权运算够获得各路信号的输出，由于电流畸变信号的波形事先能够确知，通过各路加权输出信号与畸变参考信号的互相关运算结果来进行数据解调；由于各终端的调制编码具有自相关性很强，而互相关性很低的特点，多路信号传输时，各路信号之间的影响很低，这样就能够实现多路上行信号的同时传输。在工频通信系统中，位于配电变压器的远程通信终端以快速处理器MCU、高精度模数转换器A/D，可控硅及驱动电路等组成，如图2所示。远程通信终端的功能是完成下行解调，然后根据协议进行上行信号的调制。当需要发送上行数据时，终端在下行信号解调时，通过协议确定数据编码的起始时刻，然后根据调制编码控制驱动电路进行电流畸变信号的调制；具体方法是依靠在配电变压器副边某相的电压过零点前30°左右触发可控硅导通，使电压过零点附近产生微小电流畸变携带信号。在本具体实施方式
中，上行数据调制编码采用通信领域有广泛的应用的伪随机序列码，设P(k)为双级性伪随机序列，长度为N，具有以下特点:(I)周期性，p(k+N) = p(k) (I)
(2)尖锐的自相关特性，
权利要求
1.一种实现工频通信上行信号同时多路传输的方法，其特征在于，包括: 上行信号发送时，各终端采用同一伪随机序列通过移位实现的不同编码控制畸变电流的调制。
上行信号接收时，主站设备利用传感器采样IOKV线路的电流信号，通过时域差分和伪随机序列加权运算获得各路信号的输出，利用随机序列的相关特性保证每路加权输出时，当调制编码与加权编码一致的终端信号能够得到大大增强，而其余各终端的电流畸变信号受到抑制，然后再通过各路加权输出信号与畸变参考信号的互相关运算结果来进行数据解调，实现多路工频通信上行信号的并行传输。
全文摘要
本发明提供了一种实现工频通信多路上行信号同时传输的方法，各终端采用同一伪随机序列通过移位形成的编码进行上行数据的调制；当多路上行工频通信信号同时传输时，主站设备通过传感器采样10KV线路的电流，基于时域差分和伪随机序列加权运算获得各路信号的加权输出，对各路加权输出分别通过互相关运算，以实现多路上行信号的同时解调。本发明能够提高工频通信速率，为工频通信技术在油田配电网应用于油井远程监测、配电网负荷监控等领域的应用创造有利条件；可以为供电线路上同一时刻的电量统计提供信息传输通道，为配电网的动态优化运行，实现节能降耗提供技术支持，为抽油机井管理探索一种新的模式，具有重要的学术意义和工程应用价值。
文档编号G08C19/00GK103166676SQ201210121000
公开日2013年6月19日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者黄有泉, 卢文冰, 高海林, 吉福太 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司, 华北电力大学