LV network modelling for smart lighting control systems over PLC

• Autorzy: Kiedrowski P.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie sieci niskiego napięcia w systemach sterowania inteligentnym oświetleniem wykorzystujących technologię PLC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The model of the narrowband PLC signal attenuation is presented. The sources of the attenuations are LV power lines as well as loads impedance. The proposed method of modelling is limited to the specific kind of the LV network which are street or road lights supplying lines. The model takes into account: the variability in the lantern impedance, the back impedance which is the transformer and other parallel lines impedance and of course the primary parameters of the supplying lines. The model bases on the long transmission lines theory as well as transmission line equations and allows us to determine the energy absorption of the PLC signal by the individual lantern in any lighting state it can be. Knowing the internal impedance of the PLC modem the level of the receiving signal can be assessed and expressed in volts, amperes or (VA). This model allows to create simulators of the narrowband PLC transmission over cable or overhead lines which supply any type of lanterns, that can be individually dimmed from the Smart Lighting Control System. The simulation of the street or road lighting last-mile communication systems allows us to obtain essential information about its traffic possibilities and performance, what is widespread used both at the stage of the planning as well as at the stage of the maintenance.

PL

W pracy przedstawiono model tłumieniowy sieci elektroenergetycznej nN, w której transmitowane są wąskopasmowe sygnały PLC dla potrzeb sterowania oświetleniem ulicznym i drogowym. Model obejmuje tłumienie sygnałów wywołane zarówno zmiennym obciążeniem linii (jako konsekwencja regulacji parametrów strumienia światła), parametrami przewodów elektrycznych, jak i impedancją charakterystyczną sieci niskiego napięcia, do której linia zasilająca jest dołączona. Model bazuje na teorii transmisji w liniach długich z wykorzystaniem uproszczonych równań linii transmisyjnych. Dzięki zaproponowanemu modelowi możliwe jest określenie następujących wielkości elektrycznych w punkcie dołączenia do oprawy latarni: napięcia, prądu i mocy, w funkcji odległości, stanu własnego latarni i pozostałych latarni w ciągu oświetleniowym; co z kolei pozwala na precyzyjne wyznaczenie poziomu odbieranego sygnału przez modem PLC. Proponowany model pozwala symulować szereg parametrów wąskopasmowej transmisji opartej na technice PLC w sieci nN (zrealizowanej w oparciu o linie kablowe jak i napowietrzne) wykorzystywanej do zasilania inteligentnych systemów oświetlenia ulicznego i drogowego. Symulacja procesów zachodzących w systemach komunikacyjnych ostatniej mili przeznaczonych do indywidualnego sterowania latarniami umożliwia uzyskanie niezbędnych informacji o możliwościach ruchowych i wydajności systemu, co jest niezbędne zarówno na etapie planowania jak i w eksploatacji nowoczesnych systemów oświetlenia drogowego i ulicznego.

Słowa kluczowe

EN

PLC; smart lighting; signal attenuation; LV network impedance

PL

PLC; smart lighting; oświetlenie uliczne; oświetlenie drogowe; tłumienność; impedancja sieci nN

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 1
• Strony: 108--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Kiedrowski P.

• Telecommunication and Computer Science Institute, University of Science and Technology Bydgoszcz

Bibliografia

• [1] Bush S.F.: Smart Grid: Communication-Enabled Intelligence for the Electric Power Grid. Wiley-IEEE Press 2014, 570 pages.
• [2] Chipman R.A.: Theory and problems of transmission lines, (Schaum's outline series). McGraw-Hill 1968, 236 pages.
• [3] Cooper D., Jeans T.: Narrowband, Low Data Rate Communications on the Low-Voltage Mains in the CENELEC Frequencies—Part I: Noise and Attenuation. IEEE Trans. on Power Delivery 2002, vol. 17, no. 3, pp. 718-723.
• [4] Cooper D., Jeans T.: Narrowband, Low Data Rate Communications on the Low-Voltage Mains in the CENELEC Frequencies— Part II: Multiplicative Signal Fading and Efficient Modulation Schemes. IEEE Trans. on Power Delivery 2002, vol. 17, no. 3, pp. 724-729.
• [5] Dubalski B., Zabłudowski A., Ledziński D.: Sieci teleinformatyczne przeznaczone do zarządzania dystrybucją energii elektrycznej. Rynek Energii 2012, nr 1 (98), pp. 33 38.
• [6] EN 50065-1:2011: Signalling on low-voltage electrical installations in the frequency range 3 kHz to 148,5 kHz. General requirements, frequency bands and electromagnetic disturbances. 2011.
• [7] EN 61000-6-3: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-3: Generic standards - Emission standard for residential, commercial and light-industrial environments. 2007.
• [8] Hoch M.: Comparison of PLC G3 and PRIME. 2011 IEEE International Symposium on Power Line Communications and Its Applications (ISPLC) 2011, pp. 165-169.
• [9] Jędrychowski R., Wydra M.: Modeling of Control Systems Dedicated to Dispersed Energy Sources. Przeglad Elektrotechniczny 2014, nr 3, pp. 247-250.
• [10] Kiedrowski P., Boryna B., Marciniak T.: Last-mile Smart Grid Communications Based on Hybrid Technology as a Reliable Method of Data Acquisition and Distribution. Rynek Energii 2013, nr 2 (104), pp. 127 132.
• [11] Nowicki W.: Podstawy teletransmisji. T. 1. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności 1971, 684 pages.
• [12] Short T. A: Electric Power Distribution Handbook. Second Edition. CRC Press Inc. 2014, 898 pages.