CN109887260B - 台区电能表网络拓扑结构拆分方法 - Google Patents

台区电能表网络拓扑结构拆分方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电力自动化技术领域，是一种台区电能表网络拓扑结构拆分方法，其包括以下步骤：S1：获取低压配电台区电能表网络信息，包括逻辑拓扑结构和物理拓扑结构；S2：确定台区内电能表数量和台区内每个电能表的物理位置；S3：确定台区网络拆分后的子网络数量；S4：根据计算出的子网络数量将台区电能表网络进行拆分；S5：在每个子网络中选择一个电能表节点接入集中器。本发明通过对现有台区的电力载波电能表网络进行网络拓扑拆分，将一个台区内的拓扑网络拆分成多个子网络，对每个子网络增加一台集中器，减少每个集中器的数据传输节点，从而达到在不改变网络传输速率的前提下提高每个节点传输的数据量，具有高效便捷、建设便利、成本低的优点。

Description

台区电能表网络拓扑结构拆分方法
技术领域
本发明涉及电力自动化技术领域，是一种台区电能表网络拓扑结构拆分方法。
背景技术
随着技术的发展，智能电表已经普及到了千家万户，成为了我国用电信息采集的主要终端。截止到2017年底，国家电网公司系统已累计安装应用智能电表4.57亿只，用电信息采集系统覆盖了服务区内99.57％的用户。近年来，智能电表的功能越来越强大，可以采集的数据也越来越多，为电力智能化做出了卓越的贡献。但随着智能电表技术的发展，用电信息采集数据网络的滞后越来越成为智能电网发展的制约瓶颈。
用电信息采集所采用的传输方式包括电力线载波，无线传输等。在我国大部分地方，早期推广智能抄表系统时，均采用的是电力线载波方式，尤其是采用窄带电力线载波方案居多。窄带电力线载波方案的优点是初期投入小，技术较为成熟稳定。但其缺点也非常明显，就是传输数据量小。在早期智能电表功能相对较少的时候，这个缺点并不突出。随着智能电表功能越来越强大，数据量增加与传输速度较慢之间的矛盾也就越来越突出了。但是如果要对所有的窄带电力线载波系统进行硬件升级改造，成本非常高。
因此，如果在不增加过高成本的前提下，如何对已有采用窄带电力线载波方式进行集中炒表的台区进行改造，已经成为当前电网改造中的一个关键问题。
发明内容
本发明提供了一种台区电能表网络拓扑结构拆分方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有台区电能表网络中传输节点多造成的传输数据量大、传输效率低以及对现有电能表网络系统进行硬件升级造价成本高的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种台区电能表网络拓扑结构拆分方法，包括以下步骤：
S1：获取低压配电台区电能表网络信息，包括逻辑拓扑结构和物理拓扑结构；
S2：根据逻辑拓扑结构确定台区内电能表数量，根据物理拓扑结构确定台区内每个电能表的物理位置；
S3：确定台区网络拆分后的子网络数量，确定子网络数量时按如下优先级进行：
S301：若用户指定子网络的数量，则按用户指定的子网络数量拆分子网络；
S302：若用户未指定子网络的数量，则查看用户是否指定拆分后每个子网络中包含节点的上限数量：
(1)若用户指定了拆分后每个子网络中包含节点的上限数量，则按公式(1)确定拆分后子网络的数量：
N1＝INT(M/m)+1 (1)；
其中，N1为拆分后的子网络数量，INT表示取整，M为台区内电能表数量，m为用户指定的拆分后每个子网络中包含节点的上限数量；
(2)若用户未指定拆分后每个子网络中包含节点的上限数量，则按公式(2)确定拆分后子网络的数量：
N2＝INT(M/k)+1 (2)；
其中，N2为拆分后的子网络数量，M为台区内电能表数量，k为默认子网络中包含节点的上限数量；
S4：根据计算出的子网络数量将台区电能表网络进行拆分，拆分原则包括以下限定条件：
(1)在已有的台区内电力线分支状况下，拆分后每个子网络中的电能表均属于同一电力线分支；
(2)每个子网络中电能表的物理位置在用户限定的范围内；
(3)每个子网络内电能表的物理位置到集中器的跳数在用户限定的跳数范围内；
S5：在每个子网络中选择一个电能表节点接入集中器。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述S5中，选择集中器接入位置点时满足如下条件：
S501：集中器接入位置点为公用电能表的位置节点；
S502：集中器接入节点位置到该子网络内每个电能表的物理距离总和最小。
上述S502中，确定物理距离总和最小，使用如下公式：
Di＝∑idi (3)；
其中，i为子网络内电能表个数，di为该电能表到第i个电能表位置节点的物理距离，Di为第i个电能表到子网络内其他电能表位置节点的物理距离总和。
本发明通过对现有台区的电力载波电能表网络进行网络拓扑拆分，将一个台区内的拓扑网络拆分成多个子网络，对每个子网络增加一台抄表集中器，减少每个集中器的数据传输节点，从而达到在不改变网络传输速率的前提下提高每个节点传输的数据量，具有高效便捷、建设便利、成本低的优点。
附图说明
附图1为本发明的方法流程图。
附图2为本发明确定拆分后子网络数量的方法流程图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1、2所示，该台区电能表网络拓扑结构拆分方法包括以下步骤：
S1：获取低压配电台区电能表网络信息，包括逻辑拓扑结构和物理拓扑结构；
S2：根据逻辑拓扑结构确定台区内电能表数量，根据物理拓扑结构确定台区内每个电能表的物理位置；
S3：确定台区网络拆分后的子网络数量，确定子网络数量时按如下优先级进行：
S301：若用户指定子网络的数量，则按用户指定的子网络数量拆分子网络；
S302：若用户未指定子网络的数量，则查看用户是否指定拆分后每个子网络中包含节点的上限数量：
(1)若用户指定了拆分后每个子网络中包含节点的上限数量，则按公式(1)确定拆分后子网络的数量：
N1＝INT(M/m)+1 (1)；
其中，N1为拆分后的子网络数量，INT表示取整，M为台区内电能表数量，m为用户指定的拆分后每个子网络中包含节点的上限数量；
(2)若用户未指定拆分后每个子网络中包含节点的上限数量，则按公式(2)确定拆分后子网络的数量：
N2＝INT(M/k)+1 (2)；
其中，N2为拆分后的子网络数量，M为台区内电能表数量，k为默认子网络中包含节点的上限数量；
S4：根据计算出的子网络数量将台区电能表网络进行拆分，拆分原则包括以下限定条件：
(1)在已有的台区内电力线分支状况下，拆分后每个子网络中的电能表均属于同一电力线分支；
(2)每个子网络中电能表的物理位置在用户限定的范围内；
(3)每个子网络内电能表的物理位置到集中器的跳数在用户限定的跳数范围内；
S5：在每个子网络中选择一个电能表节点接入集中器。
本发明所述的逻辑拓扑结构是指在数据传输过程中，每个电能表与集中器之间的通讯路径所形成的网络拓扑结构。所述的物理拓扑结构是指既能体现电能表通讯路径所形成的拓扑结构，又能体现电能表实际空间位置的一种拓扑结构。所述的集中器为台区用电信息采集系统中采集所有电能表数据并负责与台区外网通讯、交换数据的设备，是网络中所有电能表(节点)数据信息流向的终点。
本发明通过对现有台区的电力载波电能表网络进行网络拓扑拆分，将一个台区内的拓扑网络拆分成多个子网络，对每个子网络增加一台抄表集中器，减少每个集中器的数据传输节点，从而达到在不改变网络传输速率的前提下提高每个节点传输的数据量。
可根据实际需要，对上述台区电能表网络拓扑结构拆分方法作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，上述S5中，选择集中器接入位置点时满足如下条件：
S501：集中器接入位置点为公用电能表的位置节点；
S502：集中器接入节点位置到该子网络内每个电能表的物理距离总和最小。
如附图1所示，S502中，确定物理距离总和最小，使用如下公式：
Di＝∑idi (3)；
其中，i为子网络内电能表个数，di为该电能表到第i个电能表位置节点的物理距离，Di为第i个电能表到子网络内其他电能表位置节点的物理距离总和。
本发明的子网络是指将台区内电能表网拆分为独立的子网络，所有子网络之合集等于原有台区内电能表网络，所有子网络之交集为空，使得在不改变网络传输速率的前提下提高每个节点传输的数据量。
实施例2：台区电能表网络拓扑结构拆分方法，在本实施例中，包括以下步骤：
S1：通过某公司的XX系统，获得“电网_三汽配变1021配青二线青年路7#环网柜H1021返出10kV配青二线1#杆支1#杆开关配青二线4121B001配变”台区的电能表网络拓扑结构和物理拓扑结构；
S2：该台区中，共有632个用户，即有632个电能表，网络拓扑中有632个节点。用XX系统，可以获得每个用户电能表节点的具体物理地址；
S3：用户指定拆分后子网个数为3个；
S4：不知道电力分支状况，要求物理地址距离相近，则根据S4(2)规则，将小区中1，3，5号楼相关电能表节点划分为子网络1，将小区中2，6，9号楼相关电能表节点划分为子网络2，将小区中4，7，8，10号楼相关电能表节点划分为子网络3；
S5：按S501规则，获取每幢楼的公用电能表位置节点，将每幢楼公用电能表位置选为子网络集中器可选位置；将每幢楼的公用电能表作为备选位置代入S502规则和公式(3)中计算，在子网络1中，3号楼的公用电能表位置计算出的D3值最小，因此选用3号楼公用电能表位置安装子网络1的集中器；在子网络2中，2号楼的公用电能表位置计算出的D2值最小，因此选用2号楼公用电能表位置安装子网络2的集中器；在子网络3中，7号楼的公用电能表位置计算出的D7值最小，因此选用7号楼公用电能表位置安装子网络3的集中器。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (1)

1.一种台区电能表网络拓扑结构拆分方法，其特征在于包括以下步骤：
S1：获取低压配电台区电能表网络信息，包括逻辑拓扑结构和物理拓扑结构；
S2：根据逻辑拓扑结构确定台区内电能表数量，根据物理拓扑结构确定台区内每个电能表的物理位置；
S3：确定台区网络拆分后的子网络数量，确定子网络数量时按如下优先级进行：
S301：若用户指定子网络的数量，则按用户指定的子网络数量拆分子网络；
S302：若用户未指定子网络的数量，则查看用户是否指定拆分后每个子网络中包含节点的上限数量：
(1)若用户指定了拆分后每个子网络中包含节点的上限数量，则按公式(1)确定拆分后子网络的数量：
N1＝INT(M/m)+1 (1)；
其中，N1为拆分后的子网络数量，INT表示取整，M为台区内电能表数量，m为用户指定的拆分后每个子网络中包含节点的上限数量；
(2)若用户未指定拆分后每个子网络中包含节点的上限数量，则按公式(2)确定拆分后子网络的数量：
N2＝INT(M/k)+1 (2)；
其中，N2为拆分后的子网络数量，M为台区内电能表数量，k为默认子网络中包含节点的上限数量；
S4：根据计算出的子网络数量将台区电能表网络进行拆分，拆分原则包括以下限定条件：
(1)在已有的台区内电力线分支状况下，拆分后每个子网络中的电能表均属于同一电力线分支；
(2)每个子网络中电能表的物理位置在用户限定的范围内；
(3)每个子网络内电能表的物理位置到集中器的跳数在用户限定的跳数范围内；
S5：在每个子网络中选择一个电能表节点接入集中器，其中，选择集中器接入位置点时满足如下条件：
S501：集中器接入位置点为公用电能表的位置节点；
S502：集中器接入节点位置到该子网络内每个电能表的物理距离总和最小；确定物理距离总和最小，使用如下公式：
Di＝∑idi (3)；
其中，i为子网络内电能表个数，di为该电能表到第i个电能表位置节点的物理距离，Di为第i个电能表到子网络内其他电能表位置节点的物理距离总和。
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