CN107947370A - 一种电力线拓扑关系确定方法及装置 - Google Patents

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CN107947370A CN201711354730.1A CN201711354730A CN107947370A CN 107947370 A CN107947370 A CN 107947370A CN 201711354730 A CN201711354730 A CN 201711354730A CN 107947370 A CN107947370 A CN 107947370A
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Abstract

本发明给出一种电力线拓扑关系确定方法及装置，所述方法包括：向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应；使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号；使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系。可及时检测供电网终端负载连接关系的变化，提高线路负载统计和路损统计的准确性，具有实用性。

Description

一种电力线拓扑关系确定方法及装置
技术领域
本发明涉及电力网监测领域，尤其涉及一种电力线拓扑关系确定方法及装置。
背景技术
电力网供电线路的路损是判断电网性能、发现线路故障的一个判断因素。在实际供电现场，由于覆盖同一个区域或一栋建筑供电的电力配送网会包含两个或两个以上的分属于不同的变电设备且在布设空间上相邻的树状结构供电子网，每个终端用户通过其连通的树状结构供电子网从特定的变电设备获取电能。在电力线维护、故障排除和电网改造的过程中，这些供电子网上的终端用户的受电通道会发生改变，其对应的变电设备也会发生变花，如果不能及时准确地发现这种终端用户对应的变电设备的变化和变化后的供电关系，会导致变电设备供电量统计的错误和导致线路损耗计算的错误。
确定一个变电站下的路损需要首先保障该变电站下真实终端用户负载的数量或位置，在现有的电网路损计算方法如下。
申请号为CN201410645553.2，发明名称为“一种配电网交流输电损耗计算与参数估计方法“公开的方法包括：配网线路损耗计算；基于配网线路损耗的计算结果，对象不同类型节点多时间断面参数进行估计。本发明所述配电网交流输电损耗计算与参数估计方法，可以克服现有技术中安全隐患大、维护不方便和网损大等缺陷，以实现安全隐患小、维护方便和网损小的优点。
申请号为CN201310155950.7，发明名称为“计算配电网络的线路损耗的方法和设备“讨论的配电网络包括至少一个分支线路和至少一个负荷点。所述方法包括：基于所述至少一个负荷点的功率测量值来调整该负荷点的参考负荷曲线，以产生所述至少一个负荷点的预测负荷曲线，所述参考负荷曲线是该负荷点消耗的功率相对于时间的曲线；以及基于所述至少一个负荷点的预测负荷曲线来计算配电网络的线路损耗。通过所述方法和设备，可以更准确地计算配电网络的线路损耗。
本发明给出一种电力线拓扑关系确定方法及装置，用于克服现有电力线输电损耗统计受线路负载接入位置改变的影响，现有电力线连通检测技术不能有效避免电力波形畸变对测量的干扰和不能可靠传输测量数据这些缺点中的至少一种。可及时检测供电网终端负载连接关系的变化，提高线路负载统计和路损统计的准确性，具有实用性。
发明内容
本发明给出一种电力线拓扑关系确定方法及装置，用于克服现有电力线输电损耗统计受线路负载接入位置改变的影响，现有电力线连通检测技术不能有效避免电力波形畸变对测量的干扰和不能可靠传输测量数据这些缺点中的至少一种。可及时检测供电网终端负载连接关系的变化，提高线路负载统计和路损统计的准确性，具有实用性。
本发明给出一种电力线拓扑关系确定方法,包括如下步骤：
向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应；
使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号；
使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系；
其中，所述拓扑关系测量信号为电磁波信号和声波信号中的至少一种；
所述第一位置与第二位置间可能的拓扑关系为如下至少一种：
属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
不属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
属于电力配送网内同一个变电站内的位置；以及
不属于电力配送网内同一个变电站内的位置。
本发明给出一种电力线拓扑关系确定装置,包含如下模块：
主控无线传输模块，拓扑关系测量信号注入模块，拓扑关系测量信号提取模块和拓扑关系确定模块；其中，
主控无线传输模块，用于向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应，包括无线电发送子模块和无线电接收子模块中的至少一种；
拓扑关系测量信号注入模块，用于使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，包括拓扑关系测量信号产生子模块、发射耦合器子模块和无线电传输子模块；
拓扑关系测量信号提取模块，用于使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括接收耦合器子模块、拓扑关系测量信号提取子模块和无线电传输子模块；
拓扑关系确定模块，用于使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系，包括数据处理子模块；
其中，所述拓扑关系测量信号为电磁波信号和声波信号中的至少一种；
所述第一位置与第二位置间可能的拓扑关系为如下至少一种：
属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
不属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
属于电力配送网内同一个变电站内的位置；以及
不属于电力配送网内同一个变电站内的位置。
本发明实施例给出的方法及装置，可以克服现有电力线输电损耗统计受线路负载接入位置改变的影响，现有电力线连通检测技术不能有效避免电力波形畸变对测量的干扰和不能可靠传输测量数据这些缺点中的至少一种。可及时检测供电网终端负载连接关系的变化，提高线路负载统计和路损统计的准确性，具有实用性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
附图说明
图1为本发明实施例给出的一种电力线拓扑关系确定方法流程图；
图2为本发明实施例给出的一种电力线拓扑关系确定装置组成示意图；
图3为本发明实施例给出的一种电力线拓扑关系确定装置应用示意图。
实施例
本发明给出一种电力线拓扑关系确定方法及装置，用于克服现有电力线输电损耗统计受线路负载接入位置改变的影响，现有电力线连通检测技术不能有效避免电力波形畸变对测量的干扰和不能可靠传输测量数据这些缺点中的至少一种。可及时检测供电网终端负载连接关系的变化，提高线路负载统计和路损统计的准确性，具有实用性。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
下面结合附图，对本发明提供的电力线拓扑关系确定方法举例、装置举例加以说明。
实施例一，一种电力线拓扑关系确定方法举例
参见图1所示，本发明提供的一种电力线拓扑关系确定方法实施例,包括如下步骤：
步骤S110,向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应；
步骤S120,使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号；
步骤S130,使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系；
其中，所述拓扑关系测量信号为电磁波信号和声波信号中的至少一种；
所述第一位置与第二位置间可能的拓扑关系为如下至少一种：
属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
不属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
属于电力配送网内同一个变电站内的位置；以及
不属于电力配送网内同一个变电站内的位置。
本实施例所述的电力配送网，用于向终端用户输送电能，包括变电站、变电站至终端用户的树形拓扑结构的输电线和电力表。
树状结构的根节点包含一个或多个祖节点，根节点至祖节点间由馈电线连通；祖节点包含一个或多个父节点，祖节点至父节点间由馈电线连通；父节点包含一个或多个子节点，父节点至子节点间由馈电线连通，子节点包含两个或两个以上的终端用户节点，子节点与终端用户节点间由馈电线连通。
覆盖同一个区域或一栋建筑供电的电力配送网，包含两个或两个以上的分属于不同的变电设备且在布设空间上相邻的树状结构供电子网，每个终端用户通过其连通的树状结构供电子网从特定的变电设备获取电能。在电力线维护、故障排除和电网改造的过程中，这些供电子网上的终端用户的受电通道会发生改变，其对应的变电设备也会发生变花，如果不能及时准确地发现这种终端用户对应的变电设备的变化和变化后的供电关系，会导致变电设备供电量统计的错误和导致线路损耗计算的错误。
具体地，作为所述第二位置的一种具体实现线方式，第二位置为终端用户电表所在位置，第一位置为终端用户电表所在节点的父节点位置；或
第一位置为终端用户电表所在位置，第二位置为终端用户电表所在节点的父节点位置。
本实施例给出的方法，其中，
所述向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应，包括如下至少一种步骤：
发送拓扑关系测量控制信息；
发送干扰测量控制信息；
接收拓扑关系测量数据；以及
接收干扰测量数据；
其中，
所述发送拓扑关系测量控制信息，包括：
主控无线节点发送拓扑关系测量控制信息，所述拓扑关系测量控制信息包括拓扑关系测量信号发射窗口位置指示信息、声波测距指示信息和拓扑关系测量信号发射参数指示信息中的至少一种；
所述发送干扰测量控制信息，包括：
主控无线节点发送干扰测量控制信息，所述干扰测量控制信息包括干扰测量窗口位置指示信息和干扰测量项目指示信息中的至少一种；
所述接收拓扑关系测量数据，包括：
拓扑关系确定单元通过主控无线节点接收拓扑关系测量数据，所述拓扑关系测量数据包括测量得到的拓扑关系测量信号的幅度信息、使用声波测距得到的发射耦合器与接收耦合器间的距离信息和拓扑关系测量信号的波形信息中的至少一种；
所述接收干扰测量数据，包括：
测量控制单元通过主控无线节点接收干扰测量数据，所述干扰测量数据包括干扰的电力波形信息、干扰强度信息和干扰出现的时间信息中的至少一种。
具体地，主控无线节点以点对多点的方式与电力配送网第一和第二位置对应的无线电节点进行通信；
进一步地，主控无线节点除了与所述电力配送网第一和第二位置对应的无线电节点进行通信之外，还与所述电力配送网第三和第四位置对应的无线电节点进行通信，所述第三和第四位置对应的无线电节点中的任一个对应至少一个发射耦合器和/或至少一个接收耦合器，所述第三和第四位置中的至少一个与第一和第二位置中的至少一个之间可能的拓扑关系为：
属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
不属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
属于电力配送网内同一个变电站内的位置；以及
不属于电力配送网内同一个变电站内的位置。
具体地，所述拓扑关系测量信号发射窗口位置包括拓扑关系测量信号发射窗口的时间位置和频率位置中的至少一项。
具体地，所述拓扑关系测量信号发射参数包括拓扑关系测量信号的发射功率、发射功率的变化步长、发射持续时间、发射频率和发射频率的调整周期中的至少一种。
具体地，所述干扰测量窗口位置包括干扰测量窗口的时间位置和频率位置中的至少一项。
进一步地，测量控制单元使用主控无线节点接收到的干扰测量数据，判断第一位置和第二位置处同时出现干扰强度小于预定干扰门限的时间区间，将该时间区间确定为进行拓扑关系测量的时间区间，并通过主控无线节点向第一位置和第二位置处的无线节点发送拓扑关系测量控制信息，该拓扑关系测量控制信息在所述时间区间内指定拓扑关系测量信号发射窗口和拓扑关系测量信号接收窗口。
本实施例给出的方法，其中，
所述使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，包括如下至少一种步骤：
以功率递增的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以功率递减的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以变频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以双频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以无线节点间的无线电信号作为同步信号向电力线注入声波形式的拓扑关系测量信号，该声波形式的拓扑关系测量信号用于测距；以及
以变相位的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
其中，
所述拓扑关系测量信号包含相线识别信息、台区识别信息、节点位置信息和节点识别号信息中的至少一种。
其中，
所述以功率递增的方式向电力线注入拓扑关系测量信号，包括：
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在依次出现的拓扑关系测量信号发射窗口内，逐次增加拓扑关系测量信号的发送功率；
所述以功率递减的方式向电力线注入拓扑关系测量信号，包括：
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在依次出现的拓扑关系测量信号发射窗口内，逐次减小拓扑关系测量信号的发送功率；
所述以变频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号，包括：
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在依次出现的拓扑关系测量信号发射窗口内依次改变拓扑关系测量信号的发送频率；
所述以双频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号，包括：
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在同一个拓扑关系测量信号发射窗口内同时使用两个或两个以上的频率作为拓扑关系测量信号的发送频率。
进一步地，所述使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，包括如下步骤：
在第一位置设置接收耦合器用于检测发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号的实际注入功率；和/或
在第一位置设置接收耦合器用于提取第二位置处发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号的到达第一位置的幅度或功率。
所述以变相位的方式向电力线注入拓扑关系测量信号，包括：
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在同一个拓扑关系测量信号发射窗口内同时使用两个或两个以上的频率作为拓扑关系测量信号的发送频率，并且两个频率的起始相位差是变化的；或
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在依次出现的拓扑关系测量信号发射窗口内按照预定的步长依次改变拓扑关系测量信号的初始相位。
所述改变拓扑关系测量信号的初始相位，具体包括：
改变拓扑关系测量信号注入电力线时的起始相位。
改变初始相位的目的在于改变拓扑关系测量信号的衰落位置，使其避开发射耦合器和接收耦合器所在位置，以便得到准确的拓扑关系测量信号的幅度测量值或功率测量值。
通常，拓扑关系测量信号为正弦波或加窗正弦波。
具体地，所述拓扑关系测量信号包含相线识别信息、台区识别信息、节点位置信息和节点识别号信息中的至少一种，其中，
所述相线识别信息为发送拓扑关系测量信号的发送耦合器所对应的电力线所在的相位信息，所述相位为相位差为120度的A、B、C三相电线中的一相；
所述台区识别信息为发送拓扑关系测量信号的发送耦合器所对应的电力线所属的变压器信息；
所述节点位置信息为发送拓扑关系测量信号的发送耦合器所对应的地理位置信息，所述地理位置包括地理坐标信息、楼层信息和居民区信息中的至少一种；
所述节点识别号为发送拓扑关系测量信号的发送耦合器所对应的身份识别编号、电表编号和终端用户住址编号中的至少一种。
本实施例给出的方法，其中，
所述使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括：
以第一位置对应的无线电节点与第二位置对应的无线节点间传输的无线电信号的发射时刻或到达时刻作为时间参照点，确定声波信号的发射时间；
使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延；或
使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延并且使用该传播时延和声波的传播速度确定第一位置和第二位置间的电力线长度。
具体地，所述以第一位置对应的无线电节点与第二位置对应的无线节点间传输的无线电信号的发射时刻或到达时刻作为时间参照点，确定声波信号的发射时间，包括：
当第一位置对应的无线节点向第二位置对应的无线节点发送无线电信号时，以该无线电信号的发送时刻作为基准时刻，以确定的时间误差或在容许的时间误差范围内，使用第一位置对应的发射耦合器向电力线注入声波形式的拓扑关系测量信号，该声波形式的拓扑关系测量信号用于测距；
所述使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延，包括：
使用第一位置对应的无线节点发射的无线电信号到达第二位置对应的无线节点的时刻作为声波信号的发射时刻，使用通过第二位置对应的接收耦合器提出到的所述声波信号的到达时间作为声波的到达时刻，将所述声波信号的到达时刻与发射时刻间的时间差值作为声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延。
作为使用第一位置对应的无线节点发射的无线电信号的到达第二位置对应的无线节点的时刻作为声波信号的发射时刻的一种具体实现方式，忽略第一位置对应的无线节点发射的无线电信号至第二位置对应的无线节点的传播时间；
进一步地，忽略第一位置对应的无线节点发射无线电信号的射频通道传输时延以及忽略第二位置对应的无线节点接收无线电信号的射频通道传输时延。
本实施例中，所述向电力线注入声波形式的拓扑关系测量信号，包括向电力线注入纵波或横波；
优选地，向电力线注入纵波；
所述纵波的振动方向与传播方向都是沿导线延伸方向；
所述横波的振动方向与导线的延伸方向相交或垂直，其传播方向与导线延伸方向一致；
进一步地，本实施例中，所述向电力线注入声波形式的拓扑关系测量信号，包括向电力线的金属导线注入纵波或横波；
优选地，所述纵波或横波为超声波。
本实施例给出的方法，其中，
所述使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括：
根据拓扑关系测量控制信息中携带的拓扑关系测量窗口位置信息，在拓扑关系测量窗口内从电力线提取所述拓扑关系测量信号；
其中，所述在拓扑关系测量窗口内从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括如下操作：
在拓扑关系测量窗口所在的时间位置和/或频率位置上接收拓扑关系测量信号；
将接收到的拓扑关系测量信号的采样信号通过无线电节点发送至拓扑关系确定单元；或
将接收到的拓扑关系测量信号的采样信号进行数字处理得到特征参数，通过无线电节点将所述特征参数发送至拓扑关系确定单元。
具体地，所述拓扑关系确定单元位于网络侧或位于电力配送网现场。
所述拓扑关系确定单元为独立的物理实体、网络侧的数据处理计算机和可移动计算机终端中的任一种。
进一步地，所述使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括如下步骤：
在第二位置设置发射耦合器用于向电力线注入拓扑关系测量信号，并且使用第二位置的接收耦合器检测发射耦合器的实际注入功率；和/或
在第二位置设置发射耦合器用于向电力线注入拓扑关系测量信号，在第一位置设置接收耦合器用于提取第二位置处发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号的到达第一位置的幅度或功率。
本实施例给出的方法，其中，
所述使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系，包括如下至少一种步骤：
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断电力配送网第二位置处至第一位置处的拓扑关系测量信号的幅度衰减是否大于预定的变压器内幅度衰减门限，若大于，则将第二位置和第一位置判为属于不同变压器的供电分枝，若小于等于，则将第二位置和第一位置判为属于同一个变压器的供电分枝；
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断电力配送网第二位置处至第一位置处的拓扑关系测量信号的幅度衰减是否大于预定的分枝节点内幅度衰减门限，若大于，则将第二位置和第一位置判为属于不同分枝节点的供电分枝，若小于等于，则将第二位置和第一位置判为属于同一个分枝节点的供电分枝；
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断第一位置至第二位置的电力线是否出现连接故障；
将第一位置的接收耦合器对应的电力线的相位信息与第一位置接收到的由第二位置的发射耦合器发送的拓扑关系测量信号携带的电力线相位信息进行对比，若一致，则将第一位置和第二位置判为同相线，若不一致，则将第一位置和第二位置中的至少一个判为相线变更，其中，第一位置或第二位置为电表终端所在位置；
将第一位置的接收耦合器对应的电力线的台区信息与第一位置接收到的由第二位置的发射耦合器发送的拓扑关系测量信号携带的电力线台区信息进行对比，若一致，则将第一位置和第二位置判为同台区，若不一致，则将第一位置和第二位置中的至少一个判为台区变更，其中，第一位置或第二位置为电表终端所在位置；
使用第一位置和第二位置的接收耦合器接收电表终端处发送的拓扑关系测量信号，将第一位置和第二位置中接收到较强的拓扑关系测量信号的位置作为电表终端的父节点对应的位置；
使用主控无线节点接收到的由电力配送网特定分枝对应的无线节点上报的电力线干扰测量数据，判断该特定分枝上的电力线是否出现连接故障；以及
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的达到时间或信号幅度，判断第一位置至第二位置的电力线长度。
具体地，所述预定的变压器内幅度衰减门限通过现场实测确定。
进一步地，所述预定的变压器内幅度衰减门限通过现场实测确定的方法，包括：
利用在供电网中拓扑位置位置已知的同属一个变压器内的第二位置、第一位置、第三位置和第四位置中的一个或多个位置采集的拓扑关系测量信号的幅度，确定同一个变压器内的拓扑关系测量信号的幅度差别范围，使用其中最小的幅度值作为预定的变压器内幅度衰减门限。
具体地，所述预定的分枝节点内幅度衰减门限通过现场实测确定。
进一步地，所述预定的分枝节点内幅度衰减门限通过现场实测确定，包括：
利用在供电网中拓扑位置位置已知的同属一个分枝节点内或在同一个层级内的第二位置、第一位置、第三位置和第四位置中的一个或多个位置采集的拓扑关系测量信号的幅度，确定同一个同一个层级内的拓扑关系测量信号的幅度差别范围，使用其中最小的幅度值作为预定的分枝节点内幅度衰减门限。
更进一步地，当电力配送网第二位置处至第一位置处的拓扑关系测量信号的幅度衰减大于同一个变压器内的最大衰减时，将第二位置和第一位置判为属于不同变压器的网络位置。
具体地，使用主控无线节点接收到的由电力配送网特定分枝对应的无线节点上报的电力线干扰测量数据，判断该特定分枝上的电力线是否出现连接故障的方法，包括：
使用电力线干扰测量数据判断是否存在电力波形信号，若不存在，则将该特定分枝上的电力线判为出现连接故障。
具体地，所述使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断第一位置至第二位置的电力线是否出现连接故障的方法，包括如下步骤：
将使用无线节点当前上报的拓扑关系测量信号的波形信号计算出的幅度或功率，或将特征参数包含的幅度或功率与预定的幅度门限或功率门限进行比较，当小于预定的幅度门限或功率门限时，将第一位置至第二位置的电力线判为出现连接故障；或
将无线节点当前上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数中的任一种与以往上报的相应信号或参数进行比较，如果当前上报的波形信号的幅度低于以往上报的波形信号的幅度10分贝以上，则将第一位置至第二位置的电力线判为出现连接故障，或如果当前上报的波形信号的功率低于以往上报的波形信号的功率20分贝以上，则将第一位置至第二位置的电力线判为出现连接故障。
具体地，所述使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的达到时间或信号幅度，判断第一位置至第二位置的电力线长度的方法，包括电波法和声波法中的至少一种：
电波法、在距离第一位置处使用接收耦合器提取拓扑关系测量信号的幅度或功率中的任一种，在至第一位置处的电力线长度为已知的线缆衰减观测点处使用接收耦合器提取拓扑关系测量信号的幅度或功率中的任一种，获取第一位置处和线缆衰减观测点处的拓扑关系测量信号的功率差或幅度差，使用所述功率差或幅度差以及已知的第一位置至线缆衰减观测点间的电力线长度确定拓扑关系测量信号在单位电力线长度上的衰减量；
获取第一位置处与线缆衰减观测点处的拓扑关系测量信号的功率差或幅度差，使用所述拓扑关系测量信号在单位电力线长度上的衰减量确定第一位置至第二位置的电力线长度；
声波法、使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延并且使用该传播时延和声波的传播速度确定第一位置和第二位置间的电力线长度。
具体地，所述使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延，包括：
使用第一位置对应的无线节点发射的无线电信号到达第二位置对应的无线节点的时刻作为声波信号的发射时刻，使用通过第二位置对应的接收耦合器提出到的所述声波信号的到达时间作为声波的到达时刻，将所述声波信号的到达时刻与发射时刻间的时间差值作为声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延。
作为使用第一位置对应的无线节点发射的无线电信号的到达第二位置对应的无线节点的时刻作为声波信号的发射时刻的一种具体实现方式，忽略第一位置对应的无线节点发射的无线电信号至第二位置对应的无线节点的传播时间；
进一步地，忽略第一位置对应的无线节点发射无线电信号的射频通道传输时延以及忽略第二位置对应的无线节点接收无线电信号的射频通道传输时延。
本实施例中，拓扑关系测量信号的特征参数包括信号幅度、功率、频率和到达时间中的至少一种。
本实施例给出的方法，其中，
所述使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系，进一步包括如下步骤：
使用声波形式的拓扑关系测量信号获取其在第一位置至第二、第三位置、...第N位置间的传播时延t2、t3...tN；
使用传播时延t2、t3...tN和声波信号在电力线中的传播速度确定第一位置至第二、第三位置、...第N位置间的距离；
按照距离从小到大依次排列第一位置至第二、第三位置、...第N位置上测量得到的电波形式的拓扑关系测量信号的幅度A1、A2...AN；
使用曲线拟合法对幅度A1、A2...AN进行平滑滤波。
其中，N取大于等于3的自然数；
使用使用曲线拟合法对幅度A1、A2...AN进行平滑滤波的目的是消除电力线上的干扰，获取第一位置至第二、第三位置、...第N位置上拓扑关系测量信号的幅度的估计值。
实施例二，一种电力线拓扑关系确定装置举例
参见图2所示，本发明提供的一种系电力线拓扑关系确定装置实施例,包括：
主控无线传输模块210，拓扑关系测量信号注入模块220，拓扑关系测量信号提取模块230和拓扑关系确定模块240；其中，
主控无线传输模块210，用于向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应，包括无线电发送子模块和无线电接收子模块中的至少一种；
拓扑关系测量信号注入模块220，用于使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，包括拓扑关系测量信号产生子模块、发射耦合器子模块和无线电传输子模块；
拓扑关系测量信号提取模块230，用于使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括接收耦合器子模块、拓扑关系测量信号提取子模块和无线电传输子模块；
拓扑关系确定模块240，用于使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系，包括数据处理子模块；
其中，所述拓扑关系测量信号为电磁波信号和声波信号中的至少一种；
所述第一位置与第二位置间可能的拓扑关系为如下至少一种：
属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
不属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
属于电力配送网内同一个变电站内的位置；以及
不属于电力配送网内同一个变电站内的位置。
本实施例中，所述发射耦合器子模块包括电耦合器件、电磁耦合器或声学耦合器件中的至少一种，用于向电力线耦合电信号或声波信号；
所述接收耦合器子模块，包括电耦合器件、电磁耦合器或声学耦合器件中的至少一种，用于从电力线耦合出电信号或声波信号。
本实施例所述的电力配送网，用于向终端用户输送电能，包括变电站、变电站至终端用户的树形拓扑结构的输电线和电力表。
树状结构的根节点包含一个或多个祖节点，根节点至祖节点间由馈电线连通；祖节点包含一个或多个父节点，祖节点至父节点间由馈电线连通；父节点包含一个或多个子节点，父节点至子节点间由馈电线连通，子节点包含两个或两个以上的终端用户节点，子节点与终端用户节点间由馈电线连通。
覆盖同一个区域或一栋建筑供电的电力配送网，包含两个或两个以上的分属于不同的变电设备且在布设空间上相邻的树状结构供电子网，每个终端用户通过其连通的树状结构供电子网从特定的变电设备获取电能。在电力线维护、故障排除和电网改造的过程中，这些供电子网上的终端用户的受电通道会发生改变，其对应的变电设备也会发生变花，如果不能及时准确地发现这种终端用户对应的变电设备的变化和变化后的供电关系，会导致变电设备供电量统计的错误和导致线路损耗计算的错误。
具体地，作为所述第二位置的一种具体实现线方式，第二位置为终端用户电表所在位置，第一位置为终端用户电表所在节点的父节点位置；或
第一位置为终端用户电表所在位置，第二位置为终端用户电表所在节点的父节点位置。
本实施例给出的装置，其中，
所述主控无线传输模块210，执行用于向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应的操作，具体包括如下至少一种操作步骤：
发送拓扑关系测量控制信息；
发送干扰测量控制信息；
接收拓扑关系测量数据；以及
接收干扰测量数据；
其中，
所述发送拓扑关系测量控制信息，包括：
主控无线节点发送拓扑关系测量控制信息，所述拓扑关系测量控制信息包括拓扑关系测量信号发射窗口位置指示信息、声波测距指示信息和拓扑关系测量信号发射参数指示信息中的至少一种；
所述发送干扰测量控制信息，包括：
主控无线节点发送干扰测量控制信息，所述干扰测量控制信息包括干扰测量窗口位置指示信息和干扰测量项目指示信息中的至少一种；
所述接收拓扑关系测量数据，包括：
拓扑关系确定单元通过主控无线节点接收拓扑关系测量数据，所述拓扑关系测量数据包括测量得到的拓扑关系测量信号的幅度信息、使用声波测距得到的发射耦合器与接收耦合器间的距离信息和拓扑关系测量信号的波形信息中的至少一种；
所述接收干扰测量数据，包括：
测量控制模块250通过主控无线节点接收干扰测量数据，所述干扰测量数据包括干扰的电力波形信息、干扰强度信息和干扰出现的时间信息中的至少一种。
具体地，主控无线节点以点对多点的方式与电力配送网第一和第二位置对应的无线电节点进行通信；
进一步地，主控无线节点除了与所述电力配送网第一和第二位置对应的无线电节点进行通信之外，还与所述电力配送网第三和第四位置对应的无线电节点进行通信，所述第三和第四位置对应的无线电节点中的任一个对应至少一个发射耦合器和/或至少一个接收耦合器，所述第三和第四位置中的至少一个与第一和第二位置中的至少一个之间可能的拓扑关系为：
属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
不属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
属于电力配送网内同一个变电站内的位置；以及
不属于电力配送网内同一个变电站内的位置。
具体地，所述拓扑关系测量信号发射窗口位置包括拓扑关系测量信号发射窗口的时间位置和频率位置中的至少一项。
具体地，所述拓扑关系测量信号发射参数包括拓扑关系测量信号的发射功率、发射功率的变化步长、发射持续时间、发射频率和发射频率的调整周期中的至少一种。
具体地，所述干扰测量窗口位置包括干扰测量窗口的时间位置和频率位置中的至少一项。
进一步地，测量控制模块250使用主控无线节点接收到的干扰测量数据，判断第一位置和第二位置处同时出现干扰强度小于预定干扰门限的时间区间，将该时间区间确定为进行拓扑关系测量的时间区间，并通过主控无线节点向第一位置和第二位置处的无线节点发送拓扑关系测量控制信息，该拓扑关系测量控制信息在所述时间区间内指定拓扑关系测量信号发射窗口和拓扑关系测量信号接收窗口。
本实施例给出的装置，其中，
所述拓扑关系测量信号注入模块220，执行使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号的操作，具体包括如下至少一种操作步骤：
以功率递增的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以功率递减的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以变频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以双频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以无线节点间的无线电信号作为同步信号向电力线注入声波形式的拓扑关系测量信号，该声波形式的拓扑关系测量信号用于测距；以及
拓扑关系以变相位的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
其中，
所述拓扑关系测量信号包含相线识别信息、台区识别信息、节点位置信息和节点识别号信息中的至少一种。
其中，
所述以功率递增的方式向电力线注入拓扑关系测量信号，包括：
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在依次出现的拓扑关系测量信号发射窗口内，逐次增加拓扑关系测量信号的发送功率；
所述以功率递减的方式向电力线注入拓扑关系测量信号，包括：
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在依次出现的拓扑关系测量信号发射窗口内，逐次减小拓扑关系测量信号的发送功率；
所述以变频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号，包括：
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在依次出现的拓扑关系测量信号发射窗口内依次改变拓扑关系测量信号的发送频率；
所述以双频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号，包括：
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在同一个拓扑关系测量信号发射窗口内同时使用两个或两个以上的频率作为拓扑关系测量信号的发送频率。
进一步地，所述使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，包括如下步骤：
在第一位置设置接收耦合器用于检测发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号的实际注入功率；和/或
在第一位置设置接收耦合器用于提取第二位置处发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号的到达第一位置的幅度或功率。
所述以变相位的方式向电力线注入拓扑关系测量信号，包括：
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在同一个拓扑关系测量信号发射窗口内同时使用两个或两个以上的频率作为拓扑关系测量信号的发送频率，并且两个频率的起始相位差是变化的；或
使用测量控制信息中携带的拓扑关系测量信号发送指示信息或预先设定的拓扑关系测量信号发送参数，在依次出现的拓扑关系测量信号发射窗口内按照预定的步长依次改变拓扑关系测量信号的初始相位。
所述改变拓扑关系测量信号的初始相位，具体包括：
改变拓扑关系测量信号注入电力线时的起始相位。
改变初始相位的目的在于改变拓扑关系测量信号的衰落位置，使其避开发射耦合器和接收耦合器所在位置，以便得到准确的拓扑关系测量信号的幅度测量值或功率测量值。
通常，拓扑关系测量信号为正弦波或加窗正弦波。
本实施例给出的装置，其中，
所述拓扑关系测量信号提取模块，用于执行所述使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号的操作，包括：
以第一位置对应的无线电节点与第二位置对应的无线节点间传输的无线电信号的发射时刻或到达时刻作为时间参照点，确定声波信号的发射时间；
使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延；或
使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延并且使用该传播时延和声波的传播速度确定第一位置和第二位置间的电力线长度。
具体地，所述以第一位置对应的无线电节点与第二位置对应的无线节点间传输的无线电信号的发射时刻或到达时刻作为时间参照点，确定声波信号的发射时间，包括：
当第一位置对应的无线节点向第二位置对应的无线节点发送无线电信号时，以该无线电信号的发送时刻作为基准时刻，以确定的时间误差或在容许的时间误差范围内，使用第一位置对应的发射耦合器向电力线注入声波形式的拓扑关系测量信号，该声波形式的拓扑关系测量信号用于测距；
所述使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延，包括：
使用第一位置对应的无线节点发射的无线电信号到达第二位置对应的无线节点的时刻作为声波信号的发射时刻，使用通过第二位置对应的接收耦合器提出到的所述声波信号的到达时间作为声波的到达时刻，将所述声波信号的到达时刻与发射时刻间的时间差值作为声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延。
作为使用第一位置对应的无线节点发射的无线电信号的到达第二位置对应的无线节点的时刻作为声波信号的发射时刻的一种具体实现方式，忽略第一位置对应的无线节点发射的无线电信号至第二位置对应的无线节点的传播时间；
进一步地，忽略第一位置对应的无线节点发射无线电信号的射频通道传输时延以及忽略第二位置对应的无线节点接收无线电信号的射频通道传输时延。
本实施例中，所述向电力线注入声波形式的拓扑关系测量信号，包括向电力线注入纵波或横波；
优选地，向电力线注入纵波；
所述纵波的振动方向与传播方向都是沿导线延伸方向；
所述横波的振动方向与导线的延伸方向相交或垂直，其传播方向与导线延伸方向一致；
进一步地，本实施例中，所述向电力线注入声波形式的拓扑关系测量信号，包括向电力线的金属导线注入纵波或横波；
优选地，所述纵波或横波为超声波。
本实施例给出的装置，其中，
所述拓扑关系测量信号提取模块230，执行使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号的操作，具体包括如下操作步骤：
根据拓扑关系测量控制信息中携带的拓扑关系测量窗口位置信息，在拓扑关系测量窗口内从电力线提取所述拓扑关系测量信号；
其中，所述在拓扑关系测量窗口内从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括如下操作：
在拓扑关系测量窗口所在的时间位置和/或频率位置上接收拓扑关系测量信号；
将接收到的拓扑关系测量信号的采样信号通过无线电节点发送至拓扑关系确定单元；或
将接收到的拓扑关系测量信号的采样信号进行数字处理得到特征参数，通过无线电节点将所述特征参数发送至拓扑关系确定单元。
具体地，所述拓扑关系确定单元位于网络侧或位于电力配送网现场。
所述拓扑关系确定单元为独立的物理实体、网络侧的数据处理计算机和可移动计算机终端中的任一种。
进一步地，所述使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括如下步骤：
在第二位置设置发射耦合器用于向电力线注入拓扑关系测量信号，并且使用第二位置的接收耦合器检测发射耦合器的实际注入功率；和/或
在第二位置设置发射耦合器用于向电力线注入拓扑关系测量信号，在第一位置设置接收耦合器用于提取第二位置处发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号的到达第一位置的幅度或功率。
本实施例给出的装置，其中，
所述拓扑关系确定模块240，执行使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系的操作，具体包括如下至少一种操作步骤：
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断电力配送网第二位置处至第一位置处的拓扑关系测量信号的幅度衰减是否大于预定的变压器内幅度衰减门限，若大于，则将第二位置和第一位置判为属于不同变压器的供电分枝，若小于等于，则将第二位置和第一位置判为属于同一个变压器的供电分枝；
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断电力配送网第二位置处至第一位置处的拓扑关系测量信号的幅度衰减是否大于预定的分枝节点内幅度衰减门限，若大于，则将第二位置和第一位置判为属于不同分枝节点的供电分枝，若小于等于，则将第二位置和第一位置判为属于同一个分枝节点的供电分枝；
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断第一位置至第二位置的电力线是否出现连接故障；
将第一位置的接收耦合器对应的电力线的相位信息与第一位置接收到的由第二位置的发射耦合器发送的拓扑关系测量信号携带的电力线相位信息进行对比，若一致，则将第一位置和第二位置判为同相线，若不一致，则将第一位置和第二位置中的至少一个判为相线变更，其中，第一位置或第二位置为电表终端所在位置；
将第一位置的接收耦合器对应的电力线的台区信息与第一位置接收到的由第二位置的发射耦合器发送的拓扑关系测量信号携带的电力线台区信息进行对比，若一致，则将第一位置和第二位置判为同台区，若不一致，则将第一位置和第二位置中的至少一个判为台区变更，其中，第一位置或第二位置为电表终端所在位置；
使用第一位置和第二位置的接收耦合器接收电表终端处发送的拓扑关系测量信号，将第一位置和第二位置中接收到较强的拓扑关系测量信号的位置作为电表终端的父节点对应的位置；
使用主控无线节点接收到的由电力配送网特定分枝对应的无线节点上报的电力线干扰测量数据，判断该特定分枝上的电力线是否出现连接故障；以及
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系拓扑关系测量信号的达到时间或信号幅度，判断第一位置至第二位置的电力线长度。
具体地，所述预定的变压器内幅度衰减门限通过现场实测确定。
进一步地，所述预定的变压器内幅度衰减门限通过现场实测确定的方法，包括：
利用在供电网中拓扑位置位置已知的同属一个变压器内的第二位置、第一位置、第三位置和第四位置中的一个或多个位置采集的拓扑关系测量信号的幅度，确定同一个变压器内的拓扑关系测量信号的幅度差别范围，使用其中最小的幅度值作为预定的变压器内幅度衰减门限。
具体地，所述预定的分枝节点内幅度衰减门限通过现场实测确定。
进一步地，所述预定的分枝节点内幅度衰减门限通过现场实测确定，包括：
利用在供电网中拓扑位置位置已知的同属一个分枝节点内或在同一个层级内的第二位置、第一位置、第三位置和第四位置中的一个或多个位置采集的拓扑关系测量信号的幅度，确定同一个同一个层级内的拓扑关系测量信号的幅度差别范围，使用其中最小的幅度值作为预定的分枝节点内幅度衰减门限。
更进一步地，当电力配送网第二位置处至第一位置处的拓扑关系测量信号的幅度衰减大于同一个变压器内的最大衰减时，将第二位置和第一位置判为属于不同变压器的网络位置。
具体地，使用主控无线节点接收到的由电力配送网特定分枝对应的无线节点上报的电力线干扰测量数据，判断该特定分枝上的电力线是否出现连接故障的方法，包括：
使用电力线干扰测量数据判断是否存在电力波形信号，若不存在，则将该特定分枝上的电力线判为出现连接故障。
具体地，所述使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断第一位置至第二位置的电力线是否出现连接故障的方法，包括如下步骤：
将使用无线节点当前上报的拓扑关系测量信号的波形信号计算出的幅度或功率，或将特征参数包含的幅度或功率与预定的幅度门限或功率门限进行比较，当小于预定的幅度门限或功率门限时，将第一位置至第二位置的电力线判为出现连接故障；或
将无线节点当前上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数中的任一种与以往上报的相应信号或参数进行比较，如果当前上报的波形信号的幅度低于以往上报的波形信号的幅度10分贝以上，则将第一位置至第二位置的电力线判为出现连接故障，或如果当前上报的波形信号的功率低于以往上报的波形信号的功率20分贝以上，则将第一位置至第二位置的电力线判为出现连接故障。
具体地，所述使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的达到时间或信号幅度，判断第一位置至第二位置的电力线长度的方法，包括电波法和声波法中的至少一种：
电波法、在距离第一位置处使用接收耦合器提取拓扑关系测量信号的幅度或功率中的任一种，在至第一位置处的电力线长度为已知的线缆衰减观测点处使用接收耦合器提取拓扑关系测量信号的幅度或功率中的任一种，获取第一位置处和线缆衰减观测点处的拓扑关系测量信号的功率差或幅度差，使用所述功率差或幅度差以及已知的第一位置至线缆衰减观测点间的电力线长度确定拓扑关系测量信号在单位电力线长度上的衰减量；
获取第一位置处与线缆衰减观测点处的拓扑关系测量信号的功率差或幅度差，使用所述拓扑关系测量信号在单位电力线长度上的衰减量确定第一位置至第二位置的电力线长度；
声波法、使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延并且使用该传播时延和声波的传播速度确定第一位置和第二位置间的电力线长度。
具体地，所述使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延，包括：
使用第一位置对应的无线节点发射的无线电信号到达第二位置对应的无线节点的时刻作为声波信号的发射时刻，使用通过第二位置对应的接收耦合器提出到的所述声波信号的到达时间作为声波的到达时刻，将所述声波信号的到达时刻与发射时刻间的时间差值作为声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延。
作为使用第一位置对应的无线节点发射的无线电信号的到达第二位置对应的无线节点的时刻作为声波信号的发射时刻的一种具体实现方式，忽略第一位置对应的无线节点发射的无线电信号至第二位置对应的无线节点的传播时间；
进一步地，忽略第一位置对应的无线节点发射无线电信号的射频通道传输时延以及忽略第二位置对应的无线节点接收无线电信号的射频通道传输时延。
拓扑关系测量信号的特征参数包括信号幅度、功率、频率和到达时间中的至少一种。
本实施例给出的装置，其中，
所述拓扑关系确定模块240，所执行的使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系的操作，进一步包括如下步骤：
使用声波形式的拓扑关系测量信号获取其在第一位置至第二、第三位置、...第N位置间的传播时延t2、t3...tN；
使用传播时延t2、t3...tN和声波信号在电力线中的传播速度确定第一位置至第二、第三位置、...第N位置间的距离；
按照距离从小到大依次排列第一位置至第二、第三位置、...第N位置上测量得到的电波形式的拓扑关系测量信号的幅度A1、A2...AN；
使用曲线拟合法对幅度A1、A2...AN进行平滑滤波。
其中，N取大于等于3的自然数；
使用使用曲线拟合法对幅度A1、A2...AN进行平滑滤波的目的是消除电力线上的干扰，获取第一位置至第二、第三位置、...第N位置上拓扑关系测量信号的幅度的估计值。
本实施例给出的装置200，参见图2所示，其中，
主控无线传输模块210，用于向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应，包括无线电发送子模块和无线电接收子模块中的至少一种；
拓扑关系确定模块240，用于使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系，包括数据处理子模块；
测量控制模块250使用主控无线节点接收到的干扰测量数据，判断电力线上出现的干扰强度是否小于预定干扰门限，若是，则通过主控无线节点向第一位置和第二位置处的无线节点发送拓扑关系测量控制信息，该拓扑关系测量控制信息在所述时间区间内指定拓扑关系测量信号发射窗口和拓扑关系测量信号接收窗口。
位于第一位置的拓扑关系测量信号注入模块220，用于使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线261注入拓扑关系测量信号,并且使用其天线221从主控无线传输模块210的天线211接收测量控制信息，或向主控无线传输模块210的天线211发送测量数据；
位于第二位置的拓扑关系测量信号提取模块230，用于使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线262提取所述拓扑关系测量信号，并且使用其天线231从主控无线传输模块210的天线211接收测量控制信息，或向主控无线传输模块210的天线211发送测量数据；
其中，拓扑关系测量信号注入模块220可以单独安装，也可以与拓扑关系测量信号提取模块230同位置安装，当与拓扑关系测量信号提取模块230同位置安装时，拓扑关系测量信号注入模块220与拓扑关系测量信号提取模块230共享发射天线、射频发射通道和射频接收通道中的至少一种；或
拓扑关系测量信号注入模块220还包含拓扑关系测量信号提取模块230和干扰测量模块280中的至少一种，并且，拓扑关系测量信号注入模块220与拓扑关系测量信号提取模块230和干扰测量模块280中的至少一种共享共享发射天线、射频发射通道和射频接收通道中的至少一种。
进一步地，参见图2所示，本实施例给出的装置200还包括干扰测量模块280，干扰测量模块280使用天线281与主控传输模块210进行无线通信，干扰测量模块280对电力线263上的干扰电压或干扰电流进行测量。
下面结合一种应用场景，参见图3所示，对本实施例给出的装置200的布设方式和执行的操作进行说明。
在一个供电区域内存在第一变电装置390和第二变电装置360，第一变电装置390通过实现表示的电力线向负载371、373和374供电，第二变电装置360通过虚线表示的电力线向负载372、375和376供电。
图3中，第一位置位于第一变电装置390至分枝节点391的电力线261上，在第一位置处安装了拓扑关系测量信号耦和模块310，该模块包含拓扑关系测量信号耦和模块220的信号提取子模块和拓扑关系测量信号提取模块230的信号提取子模块，拓扑关系测量信号耦和模块310既可以实现拓扑关系测量信号向电力线的注入，也可以实现对拓扑关系测量信号耦和模块310包含的拓扑关系测量信号注入模块220或位于第二位置处的拓扑关系测量信号耦和模块320包含的通关系测量信号注入模块220发送的拓扑关系测量信号的接收和测量；
图3中，第二位置位于第一变电装置390的供电线路中从分枝节点391至负载371的电力线262上，在第二位置处安装了拓扑关系测量信号耦和模块320，拓扑关系测量信号耦和模块320包含拓扑关系测量信号注入模块220和拓扑关系测量信号提取模块230，该模块可以实现对第一位置处的拓扑关系测量信号耦和模块310包含的拓扑关系测量信号注入模块220或对位于第二位置处的拓扑关系测量信号耦和模块320包含的拓扑关系测量信号注入模块220发送的拓扑关系测量信号进行接收和测量；
图3中，第三位置位于第二变电装置360至分枝节点361的电力线上，在第三位置处安装了拓扑关系测量信号耦和模块330，该模块包含拓扑关系测量信号注入模块220和拓扑关系测量信号提取模块230的信号提取子模块，拓扑关系测量信号耦和模块330既可以实现拓扑关系测量信号向电力线的注入，也可以实现对其注入的拓扑关系测量信号或对位于第四、第五位置处的拓扑关系测量信号耦和模块340、拓扑关系测量信号耦和模块350包含的拓扑关系测量信号注入模块220发送的拓扑关系测量信号的接收和测量；
图3中，第四位置位于第二变电装置360分枝节点361至负载372的电力线上，在第四位置处安装了拓扑关系测量信号耦和模块340，该模块包含拓扑关系测量信号注入模块220和拓扑关系测量信号提取模块230的信号提取子模块，拓扑关系测量信号耦和模块340既可以实现拓扑关系测量信号向电力线的注入，也可以实现对其注入的拓扑关系测量信号或对位于第三、第五位置处的拓扑关系测量信号注入模块220发送的拓扑关系测量信号的接收和测量；
图3中，第五位置位于第二变电装置360分枝节点361至负载376的电力线上，在第五位置处安装了拓扑关系测量信号耦和模块350，该模块包含拓扑关系测量信号注入模块220和拓扑关系测量信号提取模块230的信号提取子模块，拓扑关系测量信号耦和模块350既可以实现拓扑关系测量信号向电力线的注入，也可以实现对其注入的拓扑关系测量信号或对位于第三、第四位置处的拓扑关系测量信号注入模块220发送的拓扑关系测量信号的接收和测量。
图3中，拓扑关系测量信号耦和模块310使用天线311与主控无线传输模块进行通信；
拓扑关系测量信号耦和模块320使用天线321与主控无线传输模块进行通信；
拓扑关系测量信号耦和模块330使用天线331与主控无线传输模块进行通信；
拓扑关系测量信号耦和模块340使用天线341与主控无线传输模块进行通信；
拓扑关系测量信号耦和模块350使用天线351与主控无线传输模块进行通信。
图3中，在第一变电装置390的供电线路中从分枝节点391至负载371的电力线262上，安装了干扰测量模块280，该模块使用天线281与主控无线传输模块进行通信；
在第二变电装置360分枝节点361至负载376的电力线上，安装了干扰测量模块380，该模块使用天线381与主控无线传输模块进行通信。
本发明实施例提供的方法及装置可以全部或者部分地使用电子技术、无线电传输技术和互联网技术实现；本发明实施例提供的方法，可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现；本发明实施例提供的装置包含的模块或单元，可以采用电子元器件实现。
以上所述，只是本发明的较佳实施方案而已，并非用来限定本发明的保护范围。任何本发明所述领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的保护范围以所附权利要求的界定范围为准。
本发明给出测距方法及装置，克服了现有电力线输电损耗统计受线路负载接入位置改变的影响，现有电力线连通检测技术不能有效避免电力波形畸变对测量的干扰和不能可靠传输测量数据这些缺点中的至少一种。可及时检测供电网终端负载连接关系的变化，提高线路负载统计和路损统计的准确性，具有实用性。

Claims (12)

1.一种电力线拓扑关系确定方法,包括：
向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应；
使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号；
使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系；
其中，所述拓扑关系测量信号为电磁波信号和声波信号中的至少一种；
所述第一位置与第二位置间可能的拓扑关系为如下至少一种：
属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
不属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
属于电力配送网内同一个变电站内的位置；以及
不属于电力配送网内同一个变电站内的位置。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，
所述向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，包括如下至少一种步骤：
发送拓扑关系测量控制信息；
发送干扰测量控制信息；
接收拓扑关系测量数据；以及
接收干扰测量数据；
其中，
所述发送拓扑关系测量控制信息，包括：
主控无线节点发送拓扑关系测量控制信息，所述拓扑关系测量控制信息包括拓扑关系测量信号发射窗口位置指示信息、声波测距指示信息和拓扑关系测量信号发射参数指示信息中的至少一种；
所述发送干扰测量控制信息，包括：
主控无线节点发送干扰测量控制信息，所述干扰测量控制信息包括干扰测量窗口位置指示信息和干扰测量项目指示信息中的至少一种；
所述接收拓扑关系测量数据，包括：
拓扑关系确定单元通过主控无线节点接收拓扑关系测量数据，所述拓扑关系测量数据包括测量得到的拓扑关系测量信号的幅度信息、使用声波测距得到的发射耦合器与接收耦合器间的距离信息和拓扑关系测量信号的波形信息中的至少一种；
所述接收干扰测量数据，包括：
测量控制单元通过主控无线节点接收干扰测量数据，所述干扰测量数据包括干扰的电力波形信息、干扰强度信息和干扰出现的时间信息中的至少一种。
3. 如权利要求1所述的方法，其中，
所述使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，包括如下至少一种步骤：
以功率递增的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以功率递减的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以变频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以双频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以无线节点间的无线电信号作为同步信号向电力线注入声波形式的拓扑关系测量信号，该声波形式的拓扑关系测量信号用于测距；以及
以变相位的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
其中，
所述拓扑关系测量信号包含相线识别信息、台区识别信息、节点位置信息和节点识别号信息中的至少一种。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，
所述使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括：
根据拓扑关系测量控制信息中携带的拓扑关系测量窗口位置信息，在拓扑关系测量窗口内从电力线提取所述拓扑关系测量信号；
其中，所述在拓扑关系测量窗口内从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括如下操作：
在拓扑关系测量窗口所在的时间位置和/或频率位置上接收拓扑关系测量信号；
将接收到的拓扑关系测量信号的采样信号通过无线电节点发送至拓扑关系确定单元；或
将接收到的拓扑关系测量信号的采样信号进行数字处理得到特征参数，通过无线电节点将所述特征参数发送至拓扑关系确定单元。
5. 如权利要求1所述方法，其中，
所述使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系，包括如下至少一种步骤：
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断电力配送网第二位置处至第一位置处的拓扑关系测量信号的幅度衰减是否大于预定的变压器内幅度衰减门限，若大于，则将第二位置和第一位置判为属于不同变压器的供电分枝，若小于等于，则将第二位置和第一位置判为属于同一个变压器的供电分枝；
将第一位置的接收耦合器对应的电力线的相位信息与第一位置接收到的由第二位置的发射耦合器发送的拓扑关系测量信号携带的电力线相位信息进行对比，若一致，则将第一位置和第二位置判为同相线，若不一致，则将第一位置和第二位置中的至少一个判为相线变更，其中，第一位置或第二位置为电表终端所在位置；
将第一位置的接收耦合器对应的电力线的台区信息与第一位置接收到的由第二位置的发射耦合器发送的拓扑关系测量信号携带的电力线台区信息进行对比，若一致，则将第一位置和第二位置判为同台区，若不一致，则将第一位置和第二位置中的至少一个判为台区变更，其中，第一位置或第二位置为电表终端所在位置；以及
使用第一位置和第二位置的接收耦合器接收电表终端处发送的拓扑关系测量信号，将第一位置和第二位置中接收到较强的拓扑关系测量信号的位置作为电表终端的父节点对应的位置；
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断第一位置至第二位置的电力线是否出现连接故障。
6. 如权利要求1所述的方法，其中，
所述使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括：
以第一位置对应的无线电节点与第二位置对应的无线节点间传输的无线电信号的发射时刻或到达时刻作为时间参照点，确定声波信号的发射时间；
使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延；
使用声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延和声波的传播速度确定第一位置和第二位置间的电力线长度。
7. 一种电力线拓扑关系确定装置,包括：
主控无线传输模块，拓扑关系测量信号注入模块，拓扑关系测量信号提取模块和拓扑关系确定模块；其中，
主控无线传输模块，用于向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应，包括无线电发送子模块和无线电接收子模块中的至少一种；
拓扑关系测量信号注入模块，用于使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号，包括拓扑关系测量信号产生子模块、发射耦合器子模块和无线电传输子模块；
拓扑关系测量信号提取模块，用于使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括接收耦合器子模块、拓扑关系测量信号提取子模块和无线电传输子模块；
拓扑关系确定模块，用于使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系，包括数据处理子模块；
其中，所述拓扑关系测量信号为电磁波信号和声波信号中的至少一种；
所述第一位置与第二位置间可能的拓扑关系为如下至少一种：
属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
不属于电力配送网内同级分枝层内的位置；
属于电力配送网内同一个变电站内的位置；以及
不属于电力配送网内同一个变电站内的位置。
8. 根据权利要求7所述的装置，其中，
所述主控无线传输模块，执行向无线电节点发送测量控制信息或从无线电节点接收测量数据，所述无线点分别与电力配送网第一和第二位置对应的操作，具体包括如下至少一种操作步骤：
发送拓扑关系测量控制信息；
发送干扰测量控制信息；
接收拓扑关系测量数据；以及
接收干扰测量数据；
其中，
所述发送拓扑关系测量控制信息，包括：
主控无线节点发送拓扑关系测量控制信息，所述拓扑关系测量控制信息包括拓扑关系测量信号发射窗口位置指示信息、声波测距指示信息和拓扑关系测量信号发射参数指示信息中的至少一种；
所述发送干扰测量控制信息，包括：
主控无线节点发送干扰测量控制信息，所述干扰测量控制信息包括干扰测量窗口位置指示信息和干扰测量项目指示信息中的至少一种；
所述接收拓扑关系测量数据，包括：
拓扑关系确定单元通过主控无线节点接收拓扑关系测量数据，所述拓扑关系测量数据包括测量得到的拓扑关系测量信号的幅度信息、使用声波测距得到的发射耦合器与接收耦合器间的距离信息和拓扑关系测量信号的波形信息中的至少一种；
所述接收干扰测量数据，包括：
通过主控无线节点向测量控制模块发送干扰测量数据，所述干扰测量数据包括干扰的电力波形信息、干扰强度信息和干扰出现的时间信息中的至少一种。
9. 根据权利要求7所述的装置，其中，
所述拓扑关系测量信号注入模块，执行使用设置在电力配送网第一位置的发射耦合器向电力线注入拓扑关系测量信号的操作，具体包括如下至少一种操作步骤：
以功率递增的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以功率递减的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以变频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以双频的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
以无线节点间的无线电信号作为同步信号向电力线注入声波形式的拓扑关系测量信号，该声波形式的拓扑关系测量信号用于测距；以及
以变相位的方式向电力线注入拓扑关系测量信号；
其中，
所述拓扑关系测量信号包含相线识别信息、台区识别信息、节点位置信息和节点识别号信息中的至少一种。
10. 根据权利要求7所述的装置，其中，
所述拓扑关系测量信号提取模块，执行使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号的操作，具体包括如下操作步骤：
根据拓扑关系测量控制信息中携带的拓扑关系测量窗口位置信息，在拓扑关系测量窗口内从电力线提取所述拓扑关系测量信号；
其中，所述在拓扑关系测量窗口内从电力线提取所述拓扑关系测量信号，包括如下操作：
在拓扑关系测量窗口所在的时间位置和/或频率位置上接收拓扑关系测量信号；
将接收到的拓扑关系测量信号的采样信号通过无线电节点发送至拓扑关系确定单元；或
将接收到的拓扑关系测量信号的采样信号进行数字处理得到特征参数，通过无线电节点将所述特征参数发送至拓扑关系确定单元。
11. 根据权利要求7所述装置，其中，
所述拓扑关系确定模块，执行使用无线节点上报的对拓扑关系测量信号的测量数据和电力线干扰测量数据中的至少一种，确定电力线拓扑关系的操作，具体包括如下至少一种操作步骤：
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断电力配送网第二位置处至第一位置处的拓扑关系测量信号的幅度衰减是否大于预定的变压器内幅度衰减门限，若大于，则将第二位置和第一位置判为属于不同变压器的供电分枝，若小于等于，则将第二位置和第一位置判为属于同一个变压器的供电分枝；
将第一位置的接收耦合器对应的电力线的相位信息与第一位置接收到的由第二位置的发射耦合器发送的拓扑关系测量信号携带的电力线相位信息进行对比，若一致，则将第一位置和第二位置判为同相线，若不一致，则将第一位置和第二位置中的至少一个判为相线变更，其中，第一位置或第二位置为电表终端所在位置；
将第一位置的接收耦合器对应的电力线的台区信息与第一位置接收到的由第二位置的发射耦合器发送的拓扑关系测量信号携带的电力线台区信息进行对比，若一致，则将第一位置和第二位置判为同台区，若不一致，则将第一位置和第二位置中的至少一个判为台区变更，其中，第一位置或第二位置为电表终端所在位置；以及
使用第一位置和第二位置的接收耦合器接收电表终端处发送的拓扑关系测量信号，将第一位置和第二位置中接收到较强的拓扑关系测量信号的位置作为电表终端的父节点对应的位置；
使用主控无线节点接收到的由电力配送网第二位置对应的无线节点上报的拓扑关系测量信号的波形信号或特征参数，判断第一位置至第二位置的电力线是否出现连接故障。
12. 根据权利要求7所述装置，其中，
所述拓扑关系测量信号提取模块，用于执行所述使用设置在电力配送网第二位置的接收耦合器从电力线提取所述拓扑关系测量信号的操作，包括：
以第一位置对应的无线电节点与第二位置对应的无线节点间传输的无线电信号的发射时刻或到达时刻作为时间参照点，确定声波信号的发射时间；
使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延；或
使用声波信号的发射时刻和达到时刻确定声波信号在第一位置和第二位置间的传播时延并且使用该传播时延和声波的传播速度确定第一位置和第二位置间的电力线长度。
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