Alçak Gerilim Enerji Hatlarında Darband Haberleşme İçin Gürültülerin Sınıflandırılması, Modellenmesi Ve Kanal Empedans Ölçümü

Abstract

Günümüzde, elektrik şebekesinin işletimi, etkileşimli ve daha müşteri merkezli bir yapıya yönelmekte, tasarım ve kontrolünde buna özgü değişiklikler olmaktadır. Elektrik güç sisteminin kontrolü ve işletiminin kalitesinin yükseltilmesi amacıyla yeni haberleşme ve bilişim teknolojileri geliştirilmektedir. Enerji Hattı Üzerinden Haberleşme (Power Line Communication, PLC), elektrik enerjisinin taşındığı hatlarda aynı anda veri haberleşmesinin de yapılmasına olanak sağlayan bir teknolojidir.Enerji hatlarının tüketicilere elektriği belirli sınırlar içerisinde (Service Level Agreement, SLA) taşımak ve dağıtmak ile ilgili görevi vardır. Haberleşme sistemine gelince, kanaldan iletilen verinin alıcıya doğru bir biçimde ulaşması esastır. Bu istekleri enerji hattında birleştirerek karşılamak oldukça zordur. Haberleşme açısından; gürültü, zayıflama, empedans uyumsuzlukları, çoklu yansıma (multipath) gibi faktörler sınırlamalara ve sorunlara neden olmaktadır. Gürültü, bunlar arasındaki en temel sorunlardan birisidir. Gürültünün parametreleri ülkeden ülkeye değişmektedir. Gürültüler; zamana, yere, yük tipine, enerji hattının topolojisine ve şebeke gerilim değerine bağlı olarak değişkenlik arz eder. Bu nedenle, çok sayıda ve uzun süreli ölçümler alınarak istatistiksel çalışmalar yapılır ve bu veriler ışığında bir matematiksel modellemeye gidilir.Darband PLC için kanal empedansı; frekans ve yüklerin hattaki durumu ve tipine göre değişmektedir. Özellikle lineer olmayan yükler kanal empedansını değişken yapmaktadır. Rezonans devre etkileri, frekans spektrumunun bazı bölgelerinde etkili olmaktadır. Kalite katsayısı, bu bölgelerdeki frekans seçiciliğini tanımlamada kullanılır. Empedans açısı, yine modülasyon tipi seçiminde önemli bir unsurdur. Bu tezde gürültü ve emepdans çalışmaları, CENELEC 50065-1 darband Enerji Hattı Üzerinden Haberleşme standardına göre yapılmıştır.

Today, the operation of the electric distribution system is interactive and moving towards a more customer-centric structure, and the design and control of the system are changing. New communication and information technologies improve the power system's control capability and the service quality. Power Line Communication is the technology that enables the transmission of data over power line that carries and supplies electric power.Electrical power lines are designed to provide electrical energy to the customer according to service level agreement (SLA). As to communication system, it is vital to receive data transmitted through the channel correctly during communication. However, it is hard to bring these characteristics together in a power line, since noise, attenuation, impedance mismatching and multipath effect restrict the channel performance. Noise is one of the main problems for the Power Line Communication systems. Noise parameters vary from country to country. They depend on time, place, load types, power line topology and mains voltages. This is annoying issue for researchers who try to make a mathematical model to understand these noise characteristics. Narrowband PLC channel impedance varies with frequency and various load types. Resonant circuit effects occur in some frequency domain due to these spectral components. Quality factor (Q) of this resonant circuit is used to indicate frequency selectivity. Impedance angle is required to evaluate the modulation type. In this thesis, noise and impedance studies were carried out according to CENELEC 50065-1 narrowband Power Line Communication standards.