CN109856507A - 一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法和系统，该方法包括：集中器生成控制指令，并发送给电能表；电能表根据控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流；总表检测畸变电流，并根据畸变电流的产生时刻，判断电能表和总表是否处于同一条分支线路。本发明提供的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法和系统，仅通过识别电能表畸变电流的产生时刻，便能判断该电能表是否与总表处于同一分支线路上，既不需要停电，也无需人工干预，当线户关系发生变化时，可以在较短时间内识别线户关系，抗干扰能力强，准确率高。

Description

一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法和系统

技术领域

本发明实施例涉及配电网电参数测量应用技术领域，尤其涉及一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法和系统。

背景技术

低压台区由变压器、电线以及用户电能表组成。变压器低压侧一般有多路分支线，为了计算线损，需要厘清“线户”关系，即每根分支线上挂接了哪些电能表。现有低压台区采用电力线载波、微功率无线等通信方式采集数据，但是难以识别同一台区下不同分支线上有哪些电能表。为此，需要安装台区电气拓扑识别装置，搜集台区线户关系，并能够根据拓扑变化及时更新线户对应关系。现有台区线户关系识别方法如下：

(1)停电法。如图1所示，有3条分支线路，每条线路接有若干台电能表。每台电能表均有停电时间记录，分别记录停电时刻和上电时刻。线路1、线路2、线路3分别在不同时刻停电、不同时刻上电。通过比较各电能表的停电记录，即可明确电能表1和电能表2在线路1上，电能表3和电能表4在线路2上，电能表5和电能表6在线路3上。

(2)电量比较法。如图2所示，在每条分支线路的首端安装一台总表，用于计量该分支线路的总电量。在线户关系正确的情况下，总表的电量等于该分支线上所有电能表电量之和。因此，通过试凑电量法，就可以得出总表与最大可能电能表组合，从而厘清线户对应关系。

(3)坐标定位辅助识别法。先采集每个电能表的地理坐标信息，再通过电力线载波技术确定每台电能表的相序(属于ABC的哪一相)。一般而言，同一分支线上的电能表地理位置比较近，而且相序也基本相同。因此通过地理坐标信息和相序信息，可以大致勾勒出分支线和电能表的对应关系。通过上述对应关系再结合人工确认，从而得到线户对应关系。

但遗憾的是，现有技术中的以上三种识别方法均存在一定的缺陷，如下：

(1)停电法识别线户关系的准确性高，但是需要通过拉合闸产生多次停复电，影响用户用电质量。特别是对于敏感用户，更不能通过停电识别线户关系。另外，当有用户被割接到其他分支线上时，停电法难以实时反映电网拓扑关系的动态变化。

(2)电量比较法通过计算识别线户关系，无需停电。但是在线损异常的环境下(例如窃电)，电量比较法的准确性会受到较大影响。当某一分支线有偷漏电时，总表的电量数据不等于该线路所接电能表的电量之和。

(3)坐标定位辅助识别法也无需停电，不影响用户正常用电。但是该方法需要人工配合，而且较难反映电网拓扑关系的动态变化。

发明内容

本发明提供一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法和系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法，所述方法通过台区线户关系识别系统实现，所述台区线户关系识别系统包括安装在每条分支线路首端上的总表、每条分支线路上挂接的对应若干个用户的若干个电能表以及与台区中所有电能表和总表通信的集中器，所述总表内置有电流畸变监测器，所述电能表内置有电流畸变发生器，所述方法包括：

所述集中器生成控制指令，并发送给所述电能表；

所述电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流；

所述总表检测畸变电流，并根据畸变电流的产生时刻，判断所述电能表和所述总表是否处于同一条分支线路。

进一步地，所述基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法中，所述电能表包括单相电能表和三相电能表。

进一步地，所述基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法中，若所述电能表为单相电能表，则所述电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流的步骤包括：

所述单相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流，持续时间为20个周波。

进一步地，所述基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法中，若所述电能表为三相电能表，则所述电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流的步骤包括：

所述三相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在A相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

所述三相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在B相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

所述三相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在C相上产生畸变电流，持续时间为20个周波。

进一步地，所述基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法中，所述总表检测畸变电流，并根据畸变电流的产生时刻，判断所述电能表和所述总表是否处于同一条分支线路的步骤包括：

所述总表检测畸变电流，并记录畸变电流的产生时刻；

将记录的畸变电流的产生时刻与预设的备选时刻进行比对；若一致，则判断所述电能表和所述总表处于同一条分支线路，若不一致，则判断所述电能表和所述总表不处于同一条分支线路。

进一步地，所述基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法，还包括：

所述总表根据检测到的畸变电流的持续时间，判断所述电能表是单相表还是三相表；

若所述电能表是三相表，则所述总表根据检测到的畸变电流的产生时刻，判断所述电能表的相序与所述总表的相序是否一致，并在判断结果为不一致时，产生相序错误告警。

第二方面，本发明提供一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统，所述系统包括安装在每条分支线路首端上的总表、每条分支线路上挂接的对应若干个用户的若干个电能表以及与台区中所有电能表和总表通信的集中器，所述总表内置有电流畸变监测器，所述电能表内置有电流畸变发生器，所述方法包括：

所述集中器用于生成控制指令，并发送给所述电能表；

所述电能表用于根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流；

所述总表用于检测畸变电流，并根据畸变电流的产生时刻，判断所述电能表和所述总表是否处于同一条分支线路。

进一步地，所述基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统中，所述电能表包括单相电能表和三相电能表；

若所述电能表为单相电能表，则所述电能表具体用于：

根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流，持续时间为20个周波；

若所述电能表为三相电能表，则所述电能表具体用于：

根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在A相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在B相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在C相上产生畸变电流，持续时间为20个周波。

进一步地，所述基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统中，所述总表具体用于：

检测畸变电流，并记录畸变电流的产生时刻；

将记录的畸变电流的产生时刻与预设的备选时刻进行比对；若一致，则判断所述电能表和所述总表处于同一条分支线路，若不一致，则判断所述电能表和所述总表不处于同一条分支线路。

进一步地，所述基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统中，所述总表还用于：

根据检测到的畸变电流的持续时间，判断所述电能表是单相表还是三相表；

若所述电能表是三相表，则根据检测到的畸变电流的产生时刻，判断所述电能表的相序与所述总表的相序是否一致，并在判断结果为不一致时，产生相序错误告警。

本发明实施例提供的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法和系统，仅通过识别电能表畸变电流产生时刻及持续时间，便能判断该电能表是否与总表处于同一分支线路上，既不需要停电，也无需人工干预，当线户关系发生变化时，可以在较短时间内识别线户关系，抗干扰能力强，准确率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有技术中停电法识别线户关系的技术示意图；

图2是现有技术中电量比较法识别线户关系的技术示意图；

图3是本发明实施例提供的基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统的结构示意图；

图5是本发明实施例中电能表的结构示意图；

图6是本发明实施例中总表的结构示意图；

图7是本发明实施例中畸变电流发生器电路原理图；

图8是本发明实施例中畸变电流示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

请参阅附图3，为本发明实施例一提供的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法的流程示意图，该方法适用于在不影响用户用电的条件下，能够及时监测低压台区的线户关系的场景，该方法由台区线户关系识别系统来实现，所述台区线户关系识别系统如图4所示，包括安装在每条分支线路首端上的总表(总表通过CT可以检测到流过整条分支线路的畸变电流)、每条分支线路上挂接的对应若干个用户的若干个电能表(电能表可以产生电流畸变)以及与台区中所有电能表和总表通信的集中器；具体的，所述总表内置有电流畸变监测器，可参考图5，总表通过CT获取每相上的电流信号，其中的电流畸变检测器用于检测或发现畸变电流；所述电能表内置有电流畸变发生器，可参考图6，其中的电流畸变发生器用于产生畸变电流。该方法具体包括如下步骤：

S10、所述集中器生成控制指令，并发送给所述电能表。

S20、所述电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流。

S30、所述总表检测畸变电流，并根据畸变电流的产生时刻，判断所述电能表和所述总表是否处于同一条分支线路。

具体的，所述步骤S30进一步包括：

(1)所述总表检测畸变电流，并记录畸变电流的产生时刻；

(2)将记录的畸变电流的产生时刻与预设的备选时刻进行比对；若一致，则判断所述电能表和所述总表处于同一条分支线路，若不一致，则判断所述电能表和所述总表不处于同一条分支线路。

需要说明的是，若总表和产生畸变的电能表不在同一分支线上，则总表是检测不到畸变的；相反，若在同一分支线上，则总表能检测到畸变。

优选的，在本实施例中，所述电能表包括单相电能表和三相电能表。

在一种实施方式中，若所述电能表为单相电能表，则所述电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流的步骤包括：

所述单相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流，持续时间为20个周波。

在另一种实施方式中，若所述电能表为三相电能表，则所述电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流的步骤包括：

所述三相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在A相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

所述三相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在B相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

所述三相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在C相上产生畸变电流，持续时间为20个周波。

优选的，所述基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法，还包括以下步骤：

所述总表根据检测到的畸变电流的持续时间，判断所述电能表是单相表还是三相表；

若所述电能表是三相表，则所述总表根据检测到的畸变电流的产生时刻，判断所述电能表的相序与所述总表的相序是否一致，并在判断结果为不一致时，产生相序错误告警。

需要说明的是，本实施例通过判断电能表和总表相序是否相同，提醒用户接线是否有接错。

具体的，以图4中线路1为例，当电能表1产生畸变电流I₁时，总表1监测到畸变电流I₁₁。I₁₁与I₁相似。当线路2上的电能表3产生畸变电流I₃时，总表2监测到畸变电流I₂₁，I₂₁与I₃相似，而总表1、总表3监测不到与I₃相似的畸变电流。

电流畸变发生器利用线间短路产生畸变电流，其电路原理图如图7所示。以三相表为例，在每根相线与零线之间接入一个开关(Sa/Sb/Sc)和一个限流电阻(Ra/Rb/Rc)。如果是单相表，则在两根电源线之间接入一个开关和一个限流电阻。开关Sa闭合时，将在A相上产生短路电流。通过控制Sa闭合时间可以控制短路电流持续时间，畸变电流仅在相电压过零点附近产生。

畸变电流示意图如图8所示。电压过零点的前后两个时间点作为产生电流畸变的备选时刻，如t₁～t₈所示。每次电流畸变的持续时间均相同，通过一定的编码规则选择在某些备选时刻产生电流畸变，某些备选时刻不产生电流畸变。

总表的电流畸变检测器则在固定的备选时刻检测是否存在畸变电流，如果在连续多个电压周期均检测到畸变电流，则认为产生该畸变电流的电能表与检测到该畸变电流的总表处于同一分支线路上。畸变电流仅在特定时刻产生，可以提高畸变电流检测的抗干扰性，防止临近台区畸变电流的串扰。

下面给出台区线户关系识别的具体方法：

1、集中器与电能表1通信，让电能表1产生畸变电流。

2、集中器让电能表1在指定的备选时刻(t₁、t₃、t₅、t₇)产生畸变电流，其他备选时刻(t₂、t₄、t₆、t₈)不产生畸变电流。

3、如果电能表1是单相电能表，则直接产生畸变电流，持续时间为20个周波。若电能表1是三相电能表，则先在A相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；然后在B相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；最后在C相上产生畸变电流，持续时间为20个周波。

4、总表1、总表2、总表3均在A、B、C相上检测畸变电流。在图3所示的电路中，仅总表1能检测到电能表1产生的畸变电流，总表2和总表3检测不到畸变电流。

5、总表1根据电能表1产生畸变电流的持续时间，判断电能表1是单相表还是三相表。

6、若电能表1是三相表，总表1根据畸变电流产生的时刻，判断电能表1的相序和总表1的相序是否一致。若不一致，则产生相序错误告警。

7、总表1与集中器通信，告知集中器电能表1和总表1处于同一分支线路。

8、集中器与电能表2通信，让电能表2产生畸变电流，再重复步骤2-7。

9、集中器与所有电能表完成上述步骤，最终生成如下表1所示的对应关系。

表1分支线路与电能表对应关系表

线路1	总表1	电能表1	电能表2
				线路2	总表2	电能表3	电能表4
线路3	总表3	电能表5	电能表6

通过上述步骤，每台总表可以识别出与其在同一分支线路上的所有电能表，而每个每户安装一台电能表，从而得到低压台区线户关系。

需要说明的是，如果某台电能表在备选时刻(t₁、t₃、t₅、t₇)产生畸变电流，而总表检测到的畸变电流发生时刻为(t₁、t₂、t₃、t₄、t₅、t₇)，则说明识别过程受到干扰，需要在别的时间段再进行线户关系识别。

本发明实施例提供的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法，仅通过识别电能表畸变电流产生时刻及持续时间，便能判断该电能表是否与总表处于同一分支线路上，既不需要停电，也无需人工干预，当线户关系发生变化时，可以在较短时间内识别线户关系，抗干扰能力强，准确率高。

实施例二

请参阅附图4，为本发明实施例二提供的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统的结构示意图，该系统适用于执行本发明实施例提供的基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法。该系统包括

安装在每条分支线路首端上的总表、每条分支线路上挂接的对应若干个用户的若干个电能表以及与台区中所有电能表和总表通信的集中器，所述总表内置有电流畸变监测器，所述电能表内置有电流畸变发生器，所述方法包括：

所述集中器用于生成控制指令，并发送给所述电能表；

所述电能表用于根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流；

所述总表用于检测畸变电流，并根据畸变电流的产生时刻，判断所述电能表和所述总表是否处于同一条分支线路。

其中，所述电能表包括单相电能表和三相电能表；

若所述电能表为单相电能表，则所述电能表具体用于：

根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流，持续时间为20个周波；

若所述电能表为三相电能表，则所述电能表具体用于：

根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在A相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在B相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在C相上产生畸变电流，持续时间为20个周波。

优选的，所述总表具体用于：

检测畸变电流，并记录畸变电流的产生时刻；

将记录的畸变电流的产生时刻与预设的备选时刻进行比对；若一致，则判断所述电能表和所述总表处于同一条分支线路，若不一致，则判断所述电能表和所述总表不处于同一条分支线路。

优选的，所述总表还用于：

根据检测到的畸变电流的持续时间，判断所述电能表是单相表还是三相表；

若所述电能表是三相表，则根据检测到的畸变电流的产生时刻，判断所述电能表的相序与所述总表的相序是否一致，并在判断结果为不一致时，产生相序错误告警。

本发明实施例提供的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统，仅通过识别电能表畸变电流产生时刻及持续时间，便能判断该电能表是否与总表处于同一分支线路上，既不需要停电，也无需人工干预，当线户关系发生变化时，可以在较短时间内识别线户关系，抗干扰能力强，准确率高。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法，其特征在于，所述方法通过台区线户关系识别系统实现，所述台区线户关系识别系统包括安装在每条分支线路首端上的总表、每条分支线路上挂接的对应若干个用户的若干个电能表以及与台区中所有电能表和总表通信的集中器，所述总表内置有电流畸变监测器，所述电能表内置有电流畸变发生器，所述方法包括：

所述集中器生成控制指令，并发送给所述电能表；

所述电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流；

所述总表检测畸变电流，并根据畸变电流的产生时刻，判断所述电能表和所述总表是否处于同一条分支线路。

2.根据权利要求1所述的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法，其特征在于，所述电能表包括单相电能表和三相电能表。

3.根据权利要求2所述的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法，其特征在于，若所述电能表为单相电能表，则所述电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流的步骤包括：

所述单相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流，持续时间为20个周波。

4.根据权利要求2所述的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法，其特征在于，若所述电能表为三相电能表，则所述电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流的步骤包括：

所述三相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在A相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

所述三相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在B相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

所述三相电能表根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在C相上产生畸变电流，持续时间为20个周波。

5.根据权利要求1所述的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法，其特征在于，所述总表检测畸变电流，并根据畸变电流的产生时刻，判断所述电能表和所述总表是否处于同一条分支线路的步骤包括：

所述总表检测畸变电流，并记录畸变电流的产生时刻；

将记录的畸变电流的产生时刻与预设的备选时刻进行比对；若一致，则判断所述电能表和所述总表处于同一条分支线路，若不一致，则判断所述电能表和所述总表不处于同一条分支线路。

6.根据权利要求2所述的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别方法，其特征在于，还包括：

所述总表根据检测到的畸变电流的持续时间，判断所述电能表是单相表还是三相表；

若所述电能表是三相表，则所述总表根据检测到的畸变电流的产生时刻，判断所述电能表的相序与所述总表的相序是否一致，并在判断结果为不一致时，产生相序错误告警。

7.一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统，其特征在于，所述系统包括安装在每条分支线路首端上的总表、每条分支线路上挂接的对应若干个用户的若干个电能表以及与台区中所有电能表和总表通信的集中器，所述总表内置有电流畸变监测器，所述电能表内置有电流畸变发生器，所述方法包括：

所述集中器用于生成控制指令，并发送给所述电能表；

所述电能表用于根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流；

所述总表用于检测畸变电流，并根据畸变电流的产生时刻，判断所述电能表和所述总表是否处于同一条分支线路。

8.根据权利要求7所述的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统，其特征在于，所述电能表包括单相电能表和三相电能表；

若所述电能表为单相电能表，则所述电能表具体用于：

根据所述控制指令，在预设的备选时刻产生畸变电流，持续时间为20个周波；

若所述电能表为三相电能表，则所述电能表具体用于：

根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在A相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在B相上产生畸变电流，持续时间为20个周波；

根据所述控制指令，在预设的备选时刻，在C相上产生畸变电流，持续时间为20个周波。

9.根据权利要求7所述的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统，其特征在于，所述总表具体用于：

检测畸变电流，并记录畸变电流的产生时刻；

将记录的畸变电流的产生时刻与预设的备选时刻进行比对；若一致，则判断所述电能表和所述总表处于同一条分支线路，若不一致，则判断所述电能表和所述总表不处于同一条分支线路。

10.根据权利要求7所述的一种基于电流畸变的低压台区线户关系识别系统，其特征在于，所述总表还用于：

根据检测到的畸变电流的持续时间，判断所述电能表是单相表还是三相表；

若所述电能表是三相表，则根据检测到的畸变电流的产生时刻，判断所述电能表的相序与所述总表的相序是否一致，并在判断结果为不一致时，产生相序错误告警。