CN108037416A - 一种确定电表所在线路的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明给出一种确定电表所在线路的方法及装置，所述方法包括：从电力线接收线路识别信号或干扰信号；对所述线路识别信号或干扰信号进行数字处理，并通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元。可及时检测配电网中电表所接入的相线或台区的变化，提高线路负载统计和路损统计的准确性，具有实用性。

Description

一种确定电表所在线路的方法及装置

技术领域

本发明涉及电力网监测领域，尤其涉及一种确定电表所在线路的方法及装置。

背景技术

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电表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电表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。

申请号为CN201610597483.7，发明名称为“一种基于云服务的智能电能表” 公开了一种基于云服务的智能电能表，包括主控制器以及与主控制器连接的按键输入模块、显示模块、LED指示灯和存储模块，还包括：连接在用户负载与所述主控制器之间的电压采样电路、电流采样电路和信号放大电路，频率检测电路，以及与所述主控制器连接且用于与外部通讯模块进行数据交互的通讯接口。本发明提供的电能表能实时测量所有电力参数，如三相电压、电流，有功、无功功率，需量、电度、谐波；具有复费率、开关量监测、遥控输出、事件记录、定值越限功能，通过云服务技术，能够让智能电表实现安装、调试和连接到广域网网关，用户可以通过浏览器WEB、微博、手机APP来查看需要的用电数据，数据经过分析后制定科学合理的节能减排方案。

申请号为CN201610792976.6，发明名称为“一种基于谐波提取进行频谱泄漏抑制的智能电表系统” 公开了一种基于谐波提取进行频谱泄漏抑制的智能电表系统，包括依次连接的前端感应电路、前端预处理电路、模数转换器、数字信号处理模块、电能采集电路、接口电路、嵌入式处理器模块、调制解调电路、无线收发模块、低频滤波衰减电路和窄带天线；基于谐波提取进行频谱泄漏抑制的智能电表系统还包括依次连接的比例耦合感应电路、功分器、高次谐波滤波器、高次谐波频段匹配阻抗网络、射频开关、高次谐波积分器、高次谐波检波器、高次谐波比较器。此技术方案，能够抑制采样噪声和频谱泄漏的分布和幅度，以及频域混叠的影响，进而获得基波信号分量和谐波信号分量的有效值、有功功率等测量数据。

申请号为CN201310508576.4，发明名称为“基于智能台区的能效管理系统”的专利申请公开了包括系统主站、台区子表、安装于台区的智能集中控制装置、安装于用户侧的智能互动终端，所述台区子表采用带ZIGBEE传输模块的智能电表，智能集中控制器组成包括：电表集中器、互动终端集中器，台区无线通讯设备、无功补偿设备、智能通讯设备、配电变压器监测终端，SVG数字控制系统可根据系统自适应选择补偿方式，切其主电路能够自适应外部接线。本发明应用信息技术、电子技术、自动化技术建立稳定可靠的通讯网络及先进的主站后台综合管理系统。本发明提高供电台区智能化水平，实现台区运行状态的在线监测；解决农村电网长期存在的谐波治理和三相不平衡问题；降低台区损耗；调动用户积极性，促进节能降损。

本发明给出一种确定电表所在线路的方法及装置，用于克服现有电表不能准确识别其所在相线、所在台区、不能可靠传输识别数据和测量数据这些缺点中的至少一种。可及时检测配电网中电表所接入的相线或台区的变化，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

本发明给出一种确定电表所在线路的方法及装置，用于克服现有电表不能准确识别其所在相线、所在台区、不能可靠传输识别数据和测量数据这些缺点中的至少一种。可及时检测配电网中电表所接入的相线或台区的变化，提高线路负载统计和路损统计的准确性，具有实用性。

本发明给出一种确定电表所在线路的方法,包括如下步骤：

从电力线接收线路识别信号或干扰信号；

对所述线路识别信号或干扰信号进行数字处理，并通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

所述线路识别信号承载相线识别信息和台区识别信息中的至少一种；

所述电表识别信息包括电表的身份识别号和电表安装位置信息中的至少一种。

本发明给出一种确定电表所在线路的装置,包含如下模块：

电力线信号接收模块，数字处理模块和无线数据传输模块；其中，

电力线信号接收模块，用于从电力线接收线路识别信号或干扰信号，包括接收耦合器子模块；

数字处理模块，用于对所述线路识别信号或干扰信号进行数字处理，包括模数变换子模块、数字解调子模块和傅立叶变换子模块中的至少一种；

无线数据传输模块，用于通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括数字调制子模块、射频放大子模块和天线子模块；

所述线路识别信号承载相线识别信息和台区识别信息中的至少一种；

所述电表识别信息包括电表的身份识别号和电表安装位置信息中的至少一种。

本发明实施例给出的方法及装置，可以克服现有电表不能准确识别其所在相线、所在台区、不能可靠传输识别数据和测量数据这些缺点中的至少一种。可及时检测配电网中电表所接入的相线或台区的变化，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确定电表所在线路的方法流程图；

图2为本发明实施例给出的一种确定电表所在线路的装置组成示意图。

实施例

本发明给出一种确定电表所在线路的方法及装置，用于克服现有电表不能准确识别其所在相线、所在台区、不能可靠传输识别数据和测量数据这些缺点中的至少一种。可及时检测配电网中电表所接入的相线或台区的变化，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。

本发明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。本实施例中，电表又称之为电力表，指能够对三相电压、单项电压、电流、有功功率、无功功率中的至少一种进行测量的装置。

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。

本发明所述的电表、电力表和电能表均为同一个装置。

本发明所述的“谐波”指的是电流或者电压的的波形失真的情况，而现有电能表的作用就是记录电能的总流通情况，从这个解释可以看出，即使电路中存在谐波，只是电能的流通量稍微变化了而已，现有的电能表并不是示波器，不对谐波进行独立测量分析，不知道电路中是否存在谐波。

随着非线性负荷用户日益增 加，产生谐波的危害也在增加，它们造成电气设备(含电网设备和用户设 备)慢性损坏、干扰通讯设备、造成继电保护及自动装置误动或不动，严 重影响用户及电网的安全、稳定、持续运行，因此，谐波是衡量电能质量的一个重要参数。

现有的谐波监测技术，目的是检测配电网上是否出现谐波干扰，而本发明对谐波的检测目的是利用谐波频谱图（或谐波指纹）来确定电表所在相线，即：把谐波频谱图相同的电表判为同一个相线上的电表。

本发明所述的相线，即三相供电中的A相、B相和C相中的任一相。

下面结合附图，对本发明提供的一种确定电表所在线路的方法举例、装置举例加以说明。

实施例一，一种确定电表所在线路的方法举例

参见图1所示，本发明提供的一种确定电表所在线路的方法实施例,包括如下步骤：

步骤S110,从电力线接收线路识别信号或干扰信号；

步骤S120,对所述线路识别信号或干扰信号进行数字处理，并通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

所述线路识别信号承载相线识别信息和台区识别信息中的至少一种；

所述电表识别信息包括电表的身份识别号和电表安装位置信息中的至少一种。

具体地，所述电力线为电力配送网的输电线；

所述线路识别信号由布设在特定位置上的线路识别信号发送器向电力配送网的电力线注入；

所述干扰信号包括电力线上出现的谐波干扰和非谐波干扰，所述谐波干扰为与电力线上的交流频率成谐波关系的干扰；所述非谐波干扰为电力向上出现的与电力线上的交流频率成非谐波关系的干扰。

通常，所述非谐波干扰由线路上的电器的启动、关闭时感性负载产生的反电势或大电流冲击形成。

所述无线信道包括无线局域网的无线信道、蓝牙通信使用的无线信道、蜂窝网的无线信道、窄带物联网的无线信道中的至少一种；

作为一种无线信道的实现方式，所述无线信道为支持802.11ah技术规范的无线信道。

优选地，所述无线信道使用的频谱在3GHz以下；

再优选地，所述无线信道使用的频谱在1GHz以下。

本实施例给出的方法，其中，

所述从电力线接收线路识别信号或干扰信号，包括如下任一步骤：

从电力线接收以电力载波通信方式发送的线路识别信号；

从电力线接收谐波干扰信号；以及

从电力线接收非谐波干扰信号。

具体地，所述从电力线接收以电力载波通信方式发送的线路识别信号，包括：

使用耦合器和滤波器从电力线接收调制后的载波承载的线路识别信号；

对调制后的载波进行解调获取线路识别信息；

其中，所述调制包括频移键控调制、相移键控调制、OFDM调制和直接序列扩频调制中的任一种；

所述耦合器包括电容耦合器、电感耦合器中的任一种；

所述载波为频率在6KHz至3000KHz范围内的载波；

所述载波由布设在特定位置上的线路识别信号发送器向电力配送网的电力线注入；

所述滤波器为通带频率范围在6KHz至3000KHz范围内的带通滤波器。

具体地，所述从电力线接收谐波干扰信号，包括：

使用耦合器从电力线接收电力谐波信号；

进一步地，所述使用耦合器从电力线接收电力谐波信号，包括对三相电压中的至少一相进行模数变换采样，将采样数据发送给傅立叶变换单元进行处理。

具体地，所述从电力线接收非谐波干扰信号，包括：

使用耦合器从电力线接收非谐波干扰信号；

进一步地，所述使用耦合器从电力线接收电力谐波信号，包括对三相电压中的至少一相上的非谐波干扰信号进行模数变换采样，将采样数据发送给傅立叶变换单元进行处理。

本实施例给出的方法，其中，

所述对线路识别信号或干扰信号进行数字处理，并通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括如下至少一种步骤：

使用线路识别信号获取该电力线所属相线信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

使用线路识别信号获取该电力线所属台区信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

使用干扰信号获取该电力线的谐波干扰信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；以及

使用干扰信号获取该电力线的非谐波干扰信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元。

具体地，所述使用线路识别信号获取该电力线所属相线信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

对线路识别信号解调，将解调后获得的相线信息与电表识别信息通过无线信道发送至电表所在线路确定单元；

进一步地，所述通过无线信道发送至电表所在线路确定单元，包括：

以时分方式使用不同的天线向网络侧的无线节点发送相线信息与电表识别信息；或

使用两个天线以发射分集的方式向网络侧的无线节点发送相线信息与电表识别信息。

具体地，所述使用线路识别信号获取该电力线所属台区信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

对线路识别信号解调，将解调后获得的台区信息与电表识别信息通过无线信道发送至电表所在线路确定单元；

进一步地，所述通过无线信道发送至电表所在线路确定单元，包括：

以时分方式使用不同的天线向网络侧的无线节点发送电表所在台区信息与电表识别信息；或

使用两个天线以发射分集的方式向网络侧的无线节点发送电表所在台区信息与电表识别信息。

具体地，所述使用干扰信号获取该电力线的谐波干扰信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

对电力线的谐波干扰进行数字信号处理，将处理后得到的谐波干扰的频谱图和电表识别信息通过无线信道发送至电表所在线路确定单元；

其中，所述通过无线信道发送至电表所在线路确定单元，包括：

以时分方式使用不同的天线向网络侧的无线节点发送谐波干扰的频谱图和电表识别信息；或

使用两个天线以发射分集的方式向网络侧的无线节点发送谐波干扰的频谱图和电表识别信息。

具体地，所述使用干扰信号获取该电力线的非谐波干扰信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

对电力线的非谐波干扰进行数字信号处理，将处理后得到的非谐波干扰的频谱图和电表识别信息通过无线信道发送至电表所在线路确定单元；

其中，所述通过无线信道发送至电表所在线路确定单元，包括：

以时分方式使用不同的天线向网络侧的无线节点发送非谐波干扰的频谱图和电表识别信息；或

使用两个天线以发射分集的方式向网络侧的无线节点发送非谐波干扰的频谱图和电表识别信息。

本实施例给出的时分方式或发射分集方式发送谐波干扰频谱图、非谐波干扰频谱图以及电表识别信息，可以克服信道衰落的影响，提高信号被接收到的概率。

本实施例给出的方法，其中，

所述使用干扰信号获取该电力线的谐波干扰信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

使用傅立叶变换获取电力谐波的频谱图，并将该频谱图和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

所述使用干扰信号获取该电力线的非谐波干扰信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

使用傅立叶变换获取非谐波干扰的频谱图，并将该频谱图和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元。

具体地，所述使用傅立叶变换获取电力谐波的频谱图，或使用傅立叶变换获取非谐波干扰的频谱图，包括：

使用数据采集单元采集三相电压和三相电流信号中的至少一项，对采样值进行N点快速傅立叶变换，得到2至M次电压或电流谐波分量的幅值、相位，对得到的各次谐波电压或电流的幅度和相位构成的频谱图进行编码，将编码后的频谱图发送至电表所在线路确定单元。

具体地，N取值为64、128、256、512、1024和2018中的任一值；

M取3至21（含3和21）中的任一自然数。

本实施例给出的方法，进一步包括：

向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息；

所述初始接入请求信息包括电表识别信息和电表安装位置信息中的至少一种。

具体地，所述向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息，包括：

以时分方式使用不同的天线向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息；或

使用两个天线以发射分集的方式向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息。

本实施例给出的时分方式或发射分集方式发送电表初始接入请求信息，可以克服信道衰落的影响，提高发射信号的可靠性。

进一步地，在向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息之后，从网络侧的无线节点接收接入引导信息，接入引导信息包括如下至少一种信息：

线路识别信号的发送时间窗口、线路识别信号的发送频率以及线路识别信号的调制方式。

具体地，在向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息之前，接收由网络侧无线接节点或电力线发送的同步信号，实现接收线路识别信号所需要的同步。

本实施例给出的方法，其中，

所述电表所在线路确定单元，用于执行如下至少一种步骤：

使用电表端通过无线信道发送的电力线所属相线信息和电表识别信息确定该电表的所在相线；

使用电表端通过无线信道发送的电力线所属台区信息和电表识别信息确定该电表的所在台区；

将相线未知的电表端通过无线信道发送的谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线；以及

将相线未知的电表端通过无线信道发送的非谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的非谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线。

具体地，所述使用电表端通过无线信道发送的电力线所属相线信息和电表识别信息确定该电表的所在相线，包括：

电表所在线路确定单元根据电表端通过无线信道发送的电力线所属相线信息和电表识别信息确定该电表接入的是三相（A相、B相和C相）中的一个具体相。

进一步地，在电表所在线路确定单元根据电表端通过无线信道发送的电力线所属相线信息和电表识别信息确定该电表接入的是三相（A相、B相和C相）中的一个具体相之后，将确定出的电表的所在相线作为电表的当前相线，与存储的的该电表的以往相线进行比较，判断电表的相线是否发生变化。

具体地，所述使用电表端通过无线信道发送的电力线所属台区信息和电表识别信息确定该电表的所在台区，包括：

电表所在线路确定单元根据通过无线信道发送的电力线所属台区信息和电表识别信息确定该电表所接入的配电变压器。

进一步地，在电表所在线路确定单元根据通过无线信道发送的电力线所属台区信息和电表识别信息确定该电表所接入的配电变压器之后，将确定出的电表的所在台区作为电表的当前台区，与存储的的该电表的以往台区进行比较，判断电表的台区是否发生变化。

具体地，所述将相线未知的电表端通过无线信道发送的谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线，包括：

将相线未知的电表端发送的谐波干扰的频谱图中的各次谐波的幅度作为第一H维矢量，将相线已知的电表端的谐波干扰频谱图中的各次谐波的幅度作为第二H维矢量，计算第一H维矢量与第二H维矢量对应维的差值得到第三H维矢量，如果第三H维矢量中绝对值最大的那一维的幅度小于预订的误差门限，则将相线未知的电表判为与相线已知的电表同相，如果第三H维矢量中绝对值最大的那一维的幅度大于或等于预订的误差门限，则将相线未知的电表判为与相线已知的电表不同相。

具体地，所述将相线未知的电表端通过无线信道发送的非谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的非谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线，包括：

将相线未知的电表端发送的非谐波干扰的频谱图中的幅度大于预订幅度门限的K个频率的幅度作为K维矢量，将相线已知的电表端的谐波干扰频谱图中的幅度大于预订幅度门限的L个频率的幅度作为L维矢量，如果同时满足如下条件：

L与K相等；

L维矢量中的L个频率值与K维矢量中的K个频率值也对应相等；

L维矢量中的L个频率值的幅度与K维矢量中的K个频率值的幅度的差值的绝对值中的最大值小于预订的误差门限；

则则将相线未知的电表判为与相线已知的电表同相；

否则，将相线未知的电表判为与相线已知的电表不同相。

本实施例中，L、K取值范围为1至21（含1和21）中的任一自然数；

H的取值范围为1至21（含1和21）中的任一自然数；

所述预订幅度门限为比电路底噪声幅度或功率高3分贝以上的数值；

所述预订的误差门限为小于第一或第二H维矢量中最大分量的幅度的十分之一的数值。

实施例二，一种确定电表所在线路的装置举例

参见图2所示，本发明提供的一种确定电表所在线路的装置实施例,所述电表所在线路的装置200包括：

电力线信号接收模块210，数字处理模块220和无线数据传输模块230；其中，

电力线信号接收模块210，用于从电力线270接收线路识别信号或干扰信号，包括接收耦合器子模块211；

数字处理模块220，用于对所述线路识别信号或干扰信号进行数字处理，包括模数变换子模块、数字解调子模块和傅立叶变换子模块中的至少一种；

无线数据传输模块230，用于通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括数字调制子模块、射频放大子模块和天线子模块231；

所述线路识别信号承载相线识别信息和台区识别信息中的至少一种；

所述电表识别信息包括电表的身份识别号和电表安装位置信息中的至少一种。

具体地，所述电力线270为电力配送网的输电线；

所述线路识别信号由布设在特定位置上的线路识别信号发送器向电力配送网的电力线注入；

所述干扰信号包括电力线上出现的谐波干扰和非谐波干扰，所述谐波干扰为与电力线上的交流频率成谐波关系的干扰；所述非谐波干扰为电力向上出现的与电力线上的交流频率成非谐波关系的干扰。

通常，所述非谐波干扰由线路上的电器的启动、关闭时感性负载产生的反电势或大电流冲击形成。

所述无线信道包括无线局域网的无线信道、蓝牙通信使用的无线信道、蜂窝网的无线信道、窄带物联网的无线信道中的至少一种；

作为一种无线信道的实现方式，所述无线信道为支持802.11ah技术规范的无线信道。

优选地，所述无线信道使用的频谱在3GHz以下；

再优选地，所述无线信道使用的频谱在1GHz以下。

本实施例给出的装置，其中，

所述电力线信号接收模块210，用于执行如下任一操作步骤：

从电力线接收以电力载波通信方式发送的线路识别信号；

从电力线接收谐波干扰信号；以及

从电力线接收非谐波干扰信号。

具体地，所述从电力线接收以电力载波通信方式发送的线路识别信号，包括：

使用耦合器和滤波器从电力线接收调制后的载波承载的线路识别信号；

对调制后的载波进行解调获取线路识别信息；

其中，所述调制包括频移键控调制、相移键控调制、OFDM调制和直接序列扩频调制中的任一种；

所述耦合器包括电容耦合器、电感耦合器中的任一种；

所述载波为频率在6KHz至3000KHz范围内的载波；

所述载波由布设在特定位置上的线路识别信号发送器向电力配送网的电力线注入；

所述滤波器为通带频率范围在6KHz至3000KHz范围内的带通滤波器。

具体地，所述从电力线接收谐波干扰信号，包括：

使用耦合器从电力线接收电力谐波信号；

进一步地，所述使用耦合器从电力线接收电力谐波信号，包括对三相电压中的至少一相进行模数变换采样，将采样数据发送给傅立叶变换单元进行处理。

具体地，所述从电力线接收非谐波干扰信号，包括：

使用耦合器从电力线接收非谐波干扰信号；

进一步地，所述使用耦合器从电力线接收电力谐波信号，包括对三相电压中的至少一相上的非谐波干扰信号进行模数变换采样，将采样数据发送给傅立叶变换单元进行处理。

本实施例给出的装置，其中，

所述数字处理模块220和无线数据传输模块230，用于执行对线路识别信号或干扰信号进行数字处理，并通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元的操作，具体包括如下至少一种操作步骤：

使用数字处理模块从线路识别信号获取该电力线所属相线信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

使用数字处理模块从线路识别信号获取该电力线所属台区信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

使用数字处理模块从干扰信号获取该电力线的谐波干扰信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；以及

使用数字处理模块从干扰信号获取该电力线的非谐波干扰信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元。

具体地，所述使用数字处理模块从线路识别信号获取该电力线所属相线信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

对线路识别信号解调，将解调后获得的相线信息与电表识别信息通过无线信道发送至电表所在线路确定单元；

进一步地，所述通过无线信道发送至电表所在线路确定单元，包括：

无线数据传输模块230以时分方式使用不同的天线向网络侧的无线节点260发送相线信息与电表识别信息；或

无线数据传输模块230使用两个天线以发射分集的方式向网络侧的无线节点260发送相线信息与电表识别信息。

具体地，所述无线数据传输模块230包含天线子模块231，天线子模块231包含两个或两个以上的可独立馈电的天线单元。

具体地，所述使用数字处理模块220从线路识别信号获取该电力线所属台区信息，并使用无线数据传输模块230将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

对线路识别信号解调，将解调后获得的台区信息与电表识别信息通过无线信道发送至电表所在线路确定单元；

进一步地，所述通过无线信道发送至电表所在线路确定单元，包括：

以时分方式使用不同的天线向网络侧的无线节点260发送电表所在台区信息与电表识别信息；或

使用两个天线以发射分集的方式向网络侧的无线节点260发送电表所在台区信息与电表识别信息，其中，所述无线节点260包含天线子模块261，天线子模块261包含两个或两个以上的可以独立接收或独立发送的天线单元。

具体地，所述使用数字处理模块从干扰信号获取该电力线的谐波干扰信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

对电力线的谐波干扰进行数字信号处理，将处理后得到的谐波干扰的频谱图和电表识别信息通过无线信道发送至电表所在线路确定单元；

其中，所述通过无线信道发送至电表所在线路确定单元，包括：

以时分方式使用不同的天线向网络侧的无线节点发送谐波干扰的频谱图和电表识别信息；或

使用两个天线以发射分集的方式向网络侧的无线节点发送谐波干扰的频谱图和电表识别信息。

具体地，所述使用数字处理模块从干扰信号获取该电力线的非谐波干扰信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

对电力线的非谐波干扰进行数字信号处理，将处理后得到的非谐波干扰的频谱图和电表识别信息通过无线信道发送至电表所在线路确定单元；

其中，所述通过无线信道发送至电表所在线路确定单元，包括：

以时分方式使用不同的天线向网络侧的无线节点发送非谐波干扰的频谱图和电表识别信息；或

使用两个天线以发射分集的方式向网络侧的无线节点发送非谐波干扰的频谱图和电表识别信息。

本实施例给出的时分方式或发射分集方式发送谐波干扰频谱图、非谐波干扰频谱图以及电表识别信息，可以克服信道衰落的影响，提高信号被接收到的概率。

本实施例给出的装置，其中，

所述使用数字处理模块220从干扰信号获取该电力线的谐波干扰信息，并使用无线数据传输模块230将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，进一步包括：

使用傅立叶变换获取电力谐波的频谱图，并将该频谱图和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

所述使用数字处理模块从干扰信号获取该电力线的非谐波干扰信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

使用傅立叶变换获取非谐波干扰的频谱图，并将该频谱图和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元。

具体地，所述使用傅立叶变换获取电力谐波的频谱图，或使用傅立叶变换获取非谐波干扰的频谱图，包括：

使用数据采集单元采集三相电压和三相电流信号中的至少一项，对采样值进行N点快速傅立叶变换，得到2至M次电压或电流谐波分量的幅值、相位，对得到的各次谐波电压或电流的幅度和相位构成的频谱图进行编码，将编码后的频谱图发送至电表所在线路确定单元。

具体地，N取值为64、128、256、512、1024和2018中的任一值；

M取3至21（含3和21）中的任一自然数。

本实施例给出的装置，其中，

无线数据传输模块230，还用于执行如下操作：

向网络侧的无线节点260发送电表初始接入请求信息；

所述初始接入请求信息包括电表识别信息和电表安装位置信息中的至少一种。

具体地，所述向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息，包括：

以时分方式使用不同的天线向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息；或

使用两个天线以发射分集的方式向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息。

本实施例给出的时分方式或发射分集方式发送电表初始接入请求信息，可以克服信道衰落的影响，提高发射信号的可靠性。

进一步地，在向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息之后，从网络侧的无线节点接收接入引导信息，接入引导信息包括如下至少一种信息：

线路识别信号的发送时间窗口、线路识别信号的发送频率以及线路识别信号的调制方式。

具体地，在向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息之前，接收由网络侧无线接节点或电力线发送的同步信号，实现接收线路识别信号所需要的同步。

本实施例给出的装置，还包括，

电表所在线路确定模块250，用于执行如下至少一种操作步骤：

使用电表端通过无线信道发送的电力线所属相线信息和电表识别信息确定该电表的所在相线；

使用电表端通过无线信道发送的电力线所属台区信息和电表识别信息确定该电表的所在台区；

将相线未知的电表端通过无线信道发送的谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线；以及

将相线未知的电表端通过无线信道发送的非谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的非谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线。

具体地，所述使用电表端通过无线信道发送的电力线所属相线信息和电表识别信息确定该电表的所在相线，包括：

电表所在线路确定单元根据电表端通过无线信道发送的电力线所属相线信息和电表识别信息确定该电表接入的是三相（A相、B相和C相）中的一个具体相。

进一步地，在电表所在线路确定单元根据电表端通过无线信道发送的电力线所属相线信息和电表识别信息确定该电表接入的是三相（A相、B相和C相）中的一个具体相之后，将确定出的电表的所在相线作为电表的当前相线，与存储的的该电表的以往相线进行比较，判断电表的相线是否发生变化。

具体地，所述使用电表端通过无线信道发送的电力线所属台区信息和电表识别信息确定该电表的所在台区，包括：

电表所在线路确定单元根据通过无线信道发送的电力线所属台区信息和电表识别信息确定该电表所接入的配电变压器。

进一步地，在电表所在线路确定单元根据通过无线信道发送的电力线所属台区信息和电表识别信息确定该电表所接入的配电变压器之后，将确定出的电表的所在台区作为电表的当前台区，与存储的的该电表的以往台区进行比较，判断电表的台区是否发生变化。

具体地，所述将相线未知的电表端通过无线信道发送的谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线，包括：

将相线未知的电表端发送的谐波干扰的频谱图中的各次谐波的幅度作为第一H维矢量，将相线已知的电表端的谐波干扰频谱图中的各次谐波的幅度作为第二H维矢量，计算第一H维矢量与第二H维矢量对应维的差值得到第三H维矢量，如果第三H维矢量中绝对值最大的那一维的幅度小于预订的误差门限，则将相线未知的电表判为与相线已知的电表同相，如果第三H维矢量中绝对值最大的那一维的幅度大于或等于预订的误差门限，则将相线未知的电表判为与相线已知的电表不同相。

具体地，所述将相线未知的电表端通过无线信道发送的非谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的非谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线，包括：

将相线未知的电表端发送的非谐波干扰的频谱图中的幅度大于预订幅度门限的K个频率的幅度作为K维矢量，将相线已知的电表端的谐波干扰频谱图中的幅度大于预订幅度门限的L个频率的幅度作为L维矢量，如果同时满足如下条件：

L与K相等；

L维矢量中的L个频率值与K维矢量中的K个频率值也对应相等；

L维矢量中的L个频率值的幅度与K维矢量中的K个频率值的幅度的差值的绝对值中的最大值小于预订的误差门限；

则则将相线未知的电表判为与相线已知的电表同相；

否则，将相线未知的电表判为与相线已知的电表不同相。

本实施例中，L、K取值范围为1至21（含1和21）中的任一自然数；

H的取值范围为1至21（含1和21）中的任一自然数；

所述预订幅度门限为比电路底噪声幅度或功率高3分贝以上的数值；

所述预订的误差门限为小于第一或第二H维矢量中最大分量的幅度的十分之一的数值。

所述电表所在线路确定模块用于实现电表所在线路确定单元需要执行的操作，该电表所在线路确定模块位于配电网的变电站机房内，或位于云端服务器内，或位于智能手机的APP内。

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，克服了现有电表不能准确识别其所在相线、所在台区、不能可靠传输识别数据和测量数据这些缺点中的至少一种。可及时检测配电网中电表所接入的相线或台区的变化，提高线路负载统计和路损统计的准确性，具有实用性。

Claims (12)

1.一种确定电表所在线路的方法,包括：

从电力线接收线路识别信号或干扰信号；

对所述线路识别信号或干扰信号进行数字处理，并通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

所述线路识别信号承载相线识别信息和台区识别信息中的至少一种；

所述电表识别信息包括电表的身份识别号和电表安装位置信息中的至少一种。

2.如权利要求1所述的方法，其中，

所述从电力线接收线路识别信号或干扰信号，包括如下任一步骤：

从电力线接收以电力载波通信方式发送的线路识别信号；

从电力线接收谐波干扰信号；以及

从电力线接收非谐波干扰信号。

3.如权利要求1所述的方法，其中，

所述对线路识别信号或干扰信号进行数字处理，并通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括如下至少一种步骤：

使用线路识别信号获取该电力线所属相线信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

使用线路识别信号获取该电力线所属台区信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

使用干扰信号获取该电力线的谐波干扰信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；以及

使用干扰信号获取该电力线的非谐波干扰信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元。

4.如权利要求3所述的方法，其中，

所述使用干扰信号获取该电力线的谐波干扰信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

使用傅立叶变换获取电力谐波的频谱图，并将该频谱图和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

所述使用干扰信号获取该电力线的非谐波干扰信息，并将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

使用傅立叶变换获取非谐波干扰的频谱图，并将该频谱图和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元。

5.如权利要求1、3和4任一项所述的方法，进一步包括：

向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息；

所述初始接入请求信息包括电表识别信息和电表安装位置信息中的至少一种。

6.如权利要求1所述的方法，其中，

所述电表所在线路确定单元，用于执行如下至少一种步骤：

使用电表端通过无线信道发送的电力线所属相线信息和电表识别信息确定该电表的所在相线；

使用电表端通过无线信道发送的电力线所属台区信息和电表识别信息确定该电表的所在台区；

将相线未知的电表端通过无线信道发送的谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线；以及

将相线未知的电表端通过无线信道发送的非谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的非谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线。

7.一种确定电表所在线路的装置,包括：

电力线信号接收模块，数字处理模块和无线数据传输模块；其中，

电力线信号接收模块，用于从电力线接收线路识别信号或干扰信号，包括接收耦合器子模块；

数字处理模块，用于对所述线路识别信号或干扰信号进行数字处理，包括模数变换子模块、数字解调子模块和傅立叶变换子模块中的至少一种；

无线数据传输模块，用于通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括数字调制子模块、射频放大子模块和天线子模块；

所述线路识别信号承载相线识别信息和台区识别信息中的至少一种；

所述电表识别信息包括电表的身份识别号和电表安装位置信息中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，

所述电力线信号接收模块，用于执行如下任一操作步骤：

从电力线接收以电力载波通信方式发送的线路识别信号；

从电力线接收谐波干扰信号；以及

从电力线接收非谐波干扰信号。

9.根据权利要求7所述的装置，其中，

所述数字处理模块和无线数据传输模块，用于执行对线路识别信号或干扰信号进行数字处理，并通过无线信道将所述数字处理结果以及电表识别信息发送至电表所在线路确定单元的操作，具体包括如下至少一种操作步骤：

使用数字处理模块从线路识别信号获取该电力线所属相线信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

使用数字处理模块从线路识别信号获取该电力线所属台区信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

使用数字处理模块从干扰信号获取该电力线的谐波干扰信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；以及

使用数字处理模块从干扰信号获取该电力线的非谐波干扰信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，

所述使用数字处理模块从干扰信号获取该电力线的谐波干扰信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，进一步包括：

使用傅立叶变换获取电力谐波的频谱图，并将该频谱图和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元；

所述使用数字处理模块从干扰信号获取该电力线的非谐波干扰信息，并使用无线数据传输模块将该信息和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元，包括：

使用傅立叶变换获取非谐波干扰的频谱图，并将该频谱图和电表识别信息发送至电表所在线路确定单元。

11.根据权利要求7、9和10任一项所述的装置，其中，

无线数据传输模块，还用于执行如下操作：

向网络侧的无线节点发送电表初始接入请求信息；

所述初始接入请求信息包括电表识别信息和电表安装位置信息中的至少一种。

12.根据权利要求7所述的装置，还包括，

电表所在线路确定模块，用于执行如下至少一种操作步骤：

使用电表端通过无线信道发送的电力线所属相线信息和电表识别信息确定该电表的所在相线；

使用电表端通过无线信道发送的电力线所属台区信息和电表识别信息确定该电表的所在台区；

将相线未知的电表端通过无线信道发送的谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线；以及

将相线未知的电表端通过无线信道发送的非谐波干扰频谱图与相线已知的电表端的非谐波干扰频谱图进行对比，确定该电表的所在相线。