用于确定多相电力供应系统中接收器设备所连接的相的方法及设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体涉及识别设备连接到多相电力供应系统的哪个相。
【背景技术】
[0002] 在许多国家，电力供应网络的精确结构是未知的，特别是位于变电站的变压器和 用户的房屋之间的电力供应网络的部分。具体地，在低压缆线退出变电站时，不能清楚地识 别出电源相。因此，对于安装者来说，确定电表正连接哪个相是复杂的。这会给电力供应网 络的运营商带来许多问题，特别是在变压器处的低压网络管理和负载平衡的方面。
[0003] 因此期望的是，能够确定电表或这种电表的接口物理地连接到哪个电源相。
[0004] 只要可能发生交叉相通信，由于这种交叉相通信经常需要安装附加设备以便增加 通信的可靠性，所以在多相电力供应系统的情况下，所述问题也发生在除了电表以外的设 备中。
[0005] 文献"IEC61334-5-1 :2001，Automatisationdeladistributiondi1'aidede systemesdecommunicationdcourantsporteurs-Partie5-1：Profilsdescouches basses-ProfilS-FSK(modulationpoursautdefrequenciesetalees)'，提供--罕中用于 确定接收器设备所连接的相的机制。该机制依赖于由PHY帧的发送器设备恰好在发送器设 备所连接的相上发送的交变电信号执行过零点的时刻的传输。然后，接收器设备能够通过 确定由接收器设备的过零点检测和PHY帧的接收之间的延迟，来确定接收器设备所连接的 相。然而，该机制不适用于不能使帧传输与交变电信号的过零点同时发生的情况。实际上， 从交变信号的形状使帧传输异步允许提高通信带宽。例如，该机制并不适用在由ITU文献 "G. 9955annexA-G3-PLCPHYSpecificationforCENELECABand"所定义的PRIME(电源 线智能计量演进（PoweRlineIntelligentMeteringEvolution))标准的环境中或G3-PLC 规范的环境中。
[0006] 在PMME标准任务组的环境下提出的另一解决方案是用于发送器设备确定交变 电信号的过零点和信标的传输之间的时间间隔，这些信标以固定时间间隔进行发送。然后 由发送器设备向信标中的接收器设备发送确定的时间间隔的值。之后，接收器设备能够基 于由发送器设备所提供的时间间隔值和由接收器设备的过零点检测和PHY帧的接收之间 的延迟，确定接收器设备所连接的相。然而，该解决方案产生高昂的间接费用。
[0007] 期望克服现有技术的上述问题。具体地，期望提供一种虽然由于交变电信号的形 状异步地进行电力线通信，但是能够确定接收器设备所连接的相的解决方案，且使用有限 的费用。
[0008] 还期望提供一种解决方案，该方案使得接收器设备确定其是否以反相方式进行连 接。
[0009] 为此，本发明涉及一种用于确定在多相电力供应系统中接收器设备所连接的相的 方法，交变电信号经由多相电力供应系统的相进行发送，经由多相电力供应系统在发送器 设备和接收器设备之间建立电力线通信。该方法使得发送器设备执行如下步骤：检测发送 器设备所连接的相上的交变电信号的第一过零点；确定发送器设备预计向接收器设备发送 数据集的时刻；从第一过零点和发送器设备预计将发送数据集的时刻确定第一时间差；当 第一时间差小于第一预定阈值时，在要发送的数据集中包括表示发送器设备所连接的相的 信息。该方法还使得接收器设备执行如下步骤：检测接收器设备所连接的相上的交变电信 号的第二过零点；确定接收器设备接收数据集的时刻；根据所述第二过零点和接收器设备 接收数据集的所述时刻确定第二时间差；基于所述第二时间差和表示发送器设备所连接的 相的信息，确定接收器设备所连接的相。
[0010] 因此，虽然由于交变电信号的形状异步地发生数据传输，但是接收器设备也能够 确定接收器设备所连接的相，此外，花费有限。
[0011] 根据特定的特征，交变电信号经由多相电力供应系统的相以第一频率进行发送， 发送器设备以不同于第一频率的第二频率向接收器设备发送电力线通信信标，第一频率和 第二频率不是彼此的倍数，所述数据集是一个所述信标。
[0012] 因此，本系统得益于第一频率和第二频率之差，这导致几乎在与过零点相同的时 刻规律地发生信标传输，从而能够确定接收器设备所连接的相。
[0013] 根据特定特征，电力线通信根据PRME规范建立。
[0014] 根据特定特征，发送器设备以带有冲突避免的载波感测多重访问（CarrierSense MultipleAccesswithCollisionAvoidance)的方式发送电力线通信帧，所述数据集是一 个所述帧。
[0015] 因此，本系统得益于帧传输的异步特征，其导致在时间上的某一时刻，几乎在和过 零点相同的时刻发生帧传输的情况，从而能够确定接收器设备所连接的相。
[0016] 根据特定特征，电力线通信根据G3-PLC规范建立。
[0017] 根据特定特征，接收器设备执行如下步骤：检测接收到的数据集是否包括表示发 送器设备所连接的相的信息，并且在接收器设备检测到表示发送器设备所连接的相的所述 信息包括在接收到的数据集中时，执行对接收器设备所连接的相的确定。
[0018] 因此，单条信息指示发送器设备所连接的相并触发由接收器设备确定接收器设备 所连接的相。
[0019] 根据特定特征，在要发送的数据集中包括表示发送器设备所连接的相的信息的步 骤在数据集中的预定位置处执行，并且，当所述第一时间差不小于第一预定阈值时，发送器 设备执行如下步骤：在数据集中包括在所述预定位置处要发送的无意义的信息。
[0020] 因此，利用无意义信息来支持传统设备。
[0021] 根据特定特征，接收器设备执行如下步骤：确定针对具有表示发送器设备所连接 的相的信息的多个接收到的数据集的所述第二时间差；将所述第二时间差在所述多个接收 到的数据集上取平均。该方法还使得接收器设备基于平均的第二时间差和表示发送器设备 所连接的相的所述信息，确定接收器设备所连接的相。
[0022] 因此，可以补偿在确定所述第二时间差时发生的差错。
[0023] 根据特定特征，接收器设备执行如下步骤：基于针对所述数据集确定的所述第二 时间差和包括在所述数据集中的表示发送器设备所连接的相的所述信息，针对多个接收到 的数据集中的每个数据集，确定表示假定接收器设备所连接的相的相临时信息；认为接收 器设备所连接的相与重合达N个连续数据集的相临时信息有关，其中，N>1。
[0024] 因此，增加了确定的相的置信度。
[0025] 根据特定特征，接收器设备执行如下步骤：基于针对所述数据集确定的所述第二 时间差和包括在所述数据集中的、表示发送器设备所连接的相的所述信息，针对多个接收 到的数据集中的每个数据集，确定表示假定接收器设备所连接的相的相临时信息，认为接 收器设备所连接的相与M个连续数据集当中的表示最多的相临时信息有关，其中，M>1。
[0026] 因此，以另一种方式增加了确定的相的置信度。
[0027] 根据特定特征，接收器设备执行如下步骤：基于针对所述数据集确定的所述第二 时间差和包括在所述数据集中的、表示发送器设备所连接的相的所述信息，针对多个接收 到的数据集中的每个数据集，确定表示假定接收器设备所连接的相的相临时信息；在低通 滤波器中输入相临时信息；认为接收器设备所连接的相是低通滤波器的舍入的输出。
[0028] 因此，以又一种方式增加了确定的相的置信度。
[0029] 根据特定特征，多相电力供应网络是电力网，发送器设备是集中器，并且接收器设 备是安装在用户房屋处的仪表。
[0030] 根据特定特征，多相电力供应系统是正向的，发送器设备和接收器设备检测具有 交变电信号的正斜率以及具有交变电信号的负斜率的过零点，并且接收器设备执行如下步 骤：将所述第二时间差与一组如下定义的值Vk进行比较：
[0032] 其中，K是相数，F是交变电信号的频率，且k是从1到K取值的相的索引。该方 法还使得接收器设备执行如下步骤：确定值\当中的值V，使得所述第二时间差和所述值V 之间的绝对差小于第二预定阈值；将接收器设备所连接的相P确定如下：
[0033] P= ([PHASE] -k(Vk)) %K+1
[0034] 其中，k(Vk)表示与值V相对应的k值，且[PHASE]表示代表发送器设备所连接的 相的所述信息，表出为相的索引。
[0035] 因此，可以通过简单地将所述第二时间差与一组预定值进行比较，来以简单的方 式确定接收器设备所连接的相。
[0036] 根据特定特征，多相电力供应系统是正向的，发送器设备和接收器设备检测具有 交变电信号的正斜率或具有交变电信号的负斜率的过零点，并且接收器设备执行如下步 骤：将所述第二时间差与如下定义的第一组值V"k和第二组值V'，进行比较：
[0039] 其中，K是相数，F是交变电信号的频率，且k是从1到K取值的相的索引。该方法 还使得接收器设备执行如下步骤：确定值v"ki中的值V"，或值V'，当中的值V'，使得所述 第二时间差和所述值V"或所述值V'之间的绝对差分别小于第二预定阈值；根据值V"或值 V'是否被确定，将接收器设备所连接的相确定如下：
[0040] P= ([PHASE]+k(Vk "）+1) %K+1
[0041] P= ([PHASE]+k(VK) +3)%K+1
[0042] 其中，k(Vk"）表示与值V"相对应的k值，k(V'K)表示与值V'相对应的k值，且 [PHASE]表示代表发送器设备所连接的相的所述信息，表出为相的索引。
[0043] 因此，可以通过简单地将所述第二时间差与一组预定值进行比较，来以简单方式 确定接收器设备所连接的相。
[0044] 根据特定特征，接收器设备是单相接收器设备，当接收器设备确定值V'，当中的值 V'时，使得所述第二时间差和所述值V'之间的绝对差小于第二预定阈值，接收器设备考虑 以反相方式进行连接。
[0045] 本发明还涉及一种用于确定在多相电力供应系统中接收器设备所连接的相的系 统，该