CN110365017A - 一种应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法 - Google Patents

Abstract

一种应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，属于配电自动化技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤1001，配电主站向配电网中发出控制信号；步骤1002，所有配电终端接收到控制信号并发出反馈信号；步骤1003，配电网络对是否检测到该反馈信号进行记录；步骤1004，配电主站得到配电终端的记录；步骤1005，配电主站控制每个配电终端均完成一次反馈；步骤1006，配电主站根据配电终端的记录结果，生成统计表；步骤1007，配电主站生成配电终端拓扑网络图。在本应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法中，根据反馈信号的单一流通路径确定配电终端网络拓扑图，同时无需额外增加设备，对配电网络影响较小。

Description

一种应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法

技术领域

一种应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，属于配电自动化技术领域。

背景技术

电力系统中，中压配电网一般指电压等级为10kV、20kV的配电网，有辐射状、手拉手、多电源多联络等多种结构形式；低压配电网主要指不高于400V的配电网，以配电变压器二次侧为源点形成放射状拓扑结构，运行中常因临时需要发生拓扑结构改变，这种改变经常需要人工的介入，易出错，错误的拓扑关系对故障的快速排查、线损计算及低压故障定位的准确性会产生严重影响，影响电网的经济运行。

传统的中低压配电网拓扑识别检测方法主要有以下几种：

1、人工巡检手段，利用手持终端逐段进行人工普查。中低压配电网分支多、节点多，人工巡检效率低、成本高、易出错，无法实时、准确地获取网络的拓扑信息。

2、采用电力载波信号法或脉冲电流法与电力载波信号法相结合的方法。电力载波信号法会由于共高压串线、共地串线、电缆耦合等情况易造成台区识别错误，而脉冲电流法不仅无法很好的集成在载波电能表中，还需要台区现场噪声环境较干净。

3、变压器出线侧外加台区识别仪产生长时间的短时故障信号序列：台区地址、相位信息，由末端识别模块解析识别台区归属和相别，此方法虽可规避载波方式的不足，但短时短路电流与配变容量相关，短路电流大，至少在20A以上，存在运行安全隐患。

4、根据运行时不同配变的相位差不一致性，通过监测相位偏差进行数据统计分析。此方案要求测量相位极其准确，实际应用实现难度大。

5、大数据统计的方法，对采到的用户电表端的用电数据进行大数据分析，得出拓扑关系图，但无法关联未安装电表的节点，造成拓扑结构的不完整。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种根据反馈信号的单一流通路径确定配电终端网络拓扑图，无需额外增加设备，对配电网络影响较小的应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，包括配电网络中的配电主站以及多个配电终端，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1001，配电主站向配电网中的所有配电终端发出控制信号，控制信号中要求多个配电终端中的其中一个进行反馈；

步骤1002，所有配电终端接收到控制信号，且需要进行反馈的配电终端发出反馈信号；

步骤1003，配电网络中的所有配电终端对步骤1002中发出的反馈信号进行检测，并对是否检测到该反馈信号进行记录；

步骤1004，配电主站得到配电终端对反馈信号检测的记录；

步骤1005，重复执行步骤1001~步骤1003，配电主站多次发出控制信号，每次发出的控制信号依次控制不同的配电终端进行反馈，直到每个配电终端均完成一次反馈；每次控制信号中需要进行反馈的配电终端发出反馈信号，其他配电终端对是否检测到该反馈信号进行记录；

步骤1006，配电主站得到所有配电终端对反馈信号检测的记录结果，并生成统计表；

步骤1007，配电主站根据统计表生成配电终端拓扑网络图。

优选的，在所述的步骤1002中，反馈信号为对应配电终端向配电网中注入的电流信号。

优选的，所述的电流信号至少信号频率与工频信号的频率相异。

优选的，在所述的步骤1003中，配电终端对是否检测到该反馈信号进行记录时，若检测到反馈信号则以“1”进行记录，若未检测到反馈信号则以“0”进行记录。

优选的，在所述的步骤1004中，配电主站通过主动查询或配电终端主动上传的方式获得配电终端的记录。

优选的，在步骤1003中，配电终端对步骤1002中发出的反馈信号进行检测时，判断需要反馈的配电终端注入的电流信号是否流经本配电终端，如果检测到电流信号流经本配电终端，则表示检测到反馈信号，如果未检测到电流信号流经本配电终端，则表示未检测到反馈信号。

优选的，发出反馈信号的配电终端以检测到该反馈信号进行记录。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

在本应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法中，根据反馈信号的单一流通路径确定配电终端网络拓扑图，同时无需额外增加设备，对配电网络影响较小。

配电终端向配电网络中注入的电流信号的频率与工频信号的频率相异，因此便于对该电流信号进行检测。

附图说明

图1为应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法流程图。

图2为利用应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法生成的网络拓扑图。

具体实施方式

图1~2是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~2对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，包括如下步骤：

步骤1001，配电主站发出控制信号；

配电主站向配电网中的所有配电终端发出控制信号，控制信号中要求某一个确定的配电终端进行反馈。

配电主站发出的控制信号可以采用广播的形式，配电主站在某一时刻发出的控制信号实际只针对配电网络中某个确定的配电终端，并要求该配电终端进行反馈，但是配电网络中其他的配电终端虽然无需进行反馈，但是都可以接收到该控制信号。

步骤1002，配电终端向线路中注入电流信号；

配电主站发出的控制信号所对应的配电终端接收到控制主站发出的信号之后，向配电网络中注入电流信号。

配电终端向配电网络中注入的电流信号即为该配电终端向配电主站进行的反馈，配电终端向配电网络中注入的电流信号，至少其频率需要区别于工频信号的50Hz。且由本领域公知常识可知，配电网中电源侧的阻抗远小于其他线路阻抗，所以配电终端注入的电流信号沿配电线路流向电源侧的电流远大于流向其他线路的电流。

步骤1003，线路中的所有配电终端对电流信号进行检测；

线路中除了注入电流信号外的其他所有配电终端在接收到配电主站发出的控制信号之后，检测是否有作为反馈信号的电流信号流过，并进行记录。所有配电终端采用相同的记录方式，比如：如果检测到有电流信号流过，以标记“1”进行记录，反之则以标记“0”进行记录。此时向配电网络中注入电流信号的配电终端定义为有电流经过，即以标记“1”进行记录。

步骤1004，配电主站得到所有配电终端的记录。

配电终端将记录上传给配电主站，使配电主站得到所有配电终端的记录。也可以通过主站主动查询的方式从配电终端获得对电流信号的检测记录。

步骤1005，配电主站依次向所有配电终端发出控制信号；

配电主站通过上述步骤1001~步骤1003，控制配电网络中某个配电终端向配电网络中注入反馈信号且其他配电终端完成反馈信号的检测及记录后，配电终端继续向配电网络中另外的配电终端发出控制信号，并控制其向配电网络中注入反馈信号，直到所有配电终端均在配电主站的控制下完成一次反馈信号的注入。

步骤1006，配电主站根据所有配电终端的记录形成统计表。

配电主站根据所有配电终端对电流信号的检测记录形成统计表。

步骤1007，配电主站根据形成的统计表进一步形成配电终端拓扑网络图。

按照上述配电终端检测到有电流信号通过记为“1”，反之记为“0”的记录方式，配电主站统计表形成配电终端拓扑网络图的依据为：如果某个配电终端的记录中记录结果全部为“1”，表示该配电终端检测到了其它所有配电终端注入的电流信号，由上述可知，由配电终端向配电线路中注入的电流信号沿配电线路流向电源侧的电流远大于流向其他线路的电流，因此该配电终端为位于主干线路上的根节点；如果某个配电终端的记录结果中只包含有一个“1”，其余记录均为“0”，则表示该配电终端只记录了自身的电流信号，未检测到其他任何一个配电终端注入的电流信号，则表示该配电终端位于配电线路的末端；如果某个配电终端的记录结果中至少包含一个“0”，则表示该配电终端位于分支线路中。

下面以一个实例对上述的应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法进行进一步描述：

假设某段配电网络中包含有六个配电终端，并以此记为配电终端A、配电终端B、……、配电终端F，由上述步骤1001，配电主站首先向所有配电终端发出控制信号，在该控制信号中要求配电终端A向线路中注入电流信号。

由上述步骤1002~步骤1003，配电网络中所有配电终端均会接收到配电主站发出的控制信号，但只有配电终端A需要向线路中注入电流信号，配电终端B~配电终端F准备检测所对应的线路中是否有配电终端A注入的电流信号流经，并进行记录，如果检测到配电终端A发出的电流信号，以标记“1”进行记录，反之则以标记“0”进行记录。由于电流信号是配电终端A注入的，因此配电终端A同样以“1”进行记录。

由上述步骤1004，所有配电终端将其记录上传至配电主站。

由上述步骤1005，配电主站继续发出控制信号，并依次要求配电终端B、配电终端C、……、配电终端F向线路中注入电流信号，配电主站每次发出控制信号后，相对应的配电终端向线路中注入电流信号，其他配电终端对电流信号进行检测，最后所有配电终端上传自己的记录数据。

由上述步骤1006，配电主站根据配电终端上传的记录形成统计表，假设统计表如表1所示：

表1 配电终端信号检测结果统计表

在表1中，第一行表示接收电流信号的配电终端，第一列表示注入电流信号的配电终端，即表1中的第2~7行分别表示：当配电终端A注入信号时，配电终端A~配电终端F对该信号的检测结果；……；当配电终端F注入信号时，配电终端A~配电终端F对该信号的检测结果。第2~7列分别表示：配电终端A对在配电终端A~F注入电流信号时的检测结果；……；配电终端F对在配电终端A~F注入电流信号时的检测结果。

由上述步骤1007，配电主站根据记录表形成形成配电终端拓扑网络图，其具体步骤如下：

第1步，配电主站按列进行检索，检索记录全部为“1”的一列，则该列所对应的配电终端A，在配电终端A、配电终端B、配电终端C、配电终端D、配电终端E和配电终端F分别注入电流信号时，配电终端A均检测到线路中有电流，说明配电终端A为主干线路的根节点。

第2步，配电主站按列进行检索，在记录不全为“1”的某一列的数据中，记录为“1”所对应的配电终端位于同一分支线路中，记录为“0”的位于其他分支线路中。以配电终端所对应的第3列为例，配电终端B~配电终端E的记录为“1”，表示配电终端B~配电终端E位于同一分支线路中，而配电终端A和配电终端F则不与配电终端B~配电终端E位于同一分支线路中。同理，有配电终端C所在的第4行可知，配电终端B~配电终端E所在的分支线路中，配电终端C还同时与配电终端D位于同一条分支电路中。

第3步，在表1中按行进行检索。

由于已知配电终端A位于主干线路的根节点，因此自配电终端B所在的第3行进行检索，该行表示在配电终端B向线路中注入电流信号时，只有配电终端A、配电终端B检测到电流信号，说明配电终端B电流路径上的上游配电终端只有配电终端A；

继续按行检索配电终端C所在的第4行，在配电终端C向线路中注入电流信号时，配电终端A、配电终端B、配电终端C检测到电流信号，说明配电终端A、配电终端B均为配电终端C电流路径上的上游配电终端；

继续按行检索配电终端D，在配电终端D向线路中注入电流信号时，配电终端A、配电终端B、配电终端C和配电终端D检测到电流信号，说明配电终端A、配电终端B和配电终端C均为配电终端D电流路径上的上游配电终端；

继续按行检索配电终端E，在配电终端E向线路中注入电流信号时，配电终端A、配电终端B、和配电终端E检测到低频信号，说明说明配电终端A和配电终端B为配电终端E电流路径上的上游配电终端；而由上述可知配电终端B~配电终端E位于同一分支线路中，则配电终端E位于配电终端B和配电终端C之间的一分支线路上。

继续按行检索配电终端F，在配电终端F向线路中注入电流信号时，只有配电终端A检测到低频信号，说明配电终端A为配电终端F电流路径上的上游配电终端；而配电终端B、配电终端C、配电终端D和配电终端E没有检测到电流信号，说明配电终端B、配电终端C、配电终端D和配电终端E不是配电终端F电流路径上的配电终端。根据上述判断，最终得到如图2所示的配电终端拓扑网络图。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，包括配电网络中的配电主站以及多个配电终端，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1001，配电主站向配电网中的所有配电终端发出控制信号，控制信号中要求多个配电终端中的其中一个进行反馈；

步骤1002，所有配电终端接收到控制信号，且需要进行反馈的配电终端发出反馈信号；

步骤1003，配电网络中的所有配电终端对步骤1002中发出的反馈信号进行检测，并对是否检测到该反馈信号进行记录；

步骤1004，配电主站得到配电终端对反馈信号检测的记录；

步骤1005，重复执行步骤1001~步骤1003，配电主站多次发出控制信号，每次发出的控制信号依次控制不同的配电终端进行反馈，直到每个配电终端均完成一次反馈；每次控制信号中需要进行反馈的配电终端发出反馈信号，其他配电终端对是否检测到该反馈信号进行记录；

步骤1006，配电主站得到所有配电终端对反馈信号检测的记录结果，并生成统计表；

步骤1007，配电主站根据统计表生成配电终端拓扑网络图。

2.根据权利要求1所述的应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，其特征在于：在所述的步骤1002中，反馈信号为对应配电终端向配电网中注入的电流信号。

3.根据权利要求2所述的应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，其特征在于：所述的电流信号至少信号频率与工频信号的频率相异。

4.根据权利要求1所述的应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，其特征在于：在所述的步骤1003中，配电终端对是否检测到该反馈信号进行记录时，若检测到反馈信号则以“1”进行记录，若未检测到反馈信号则以“0”进行记录。

5.根据权利要求1所述的应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，其特征在于：在所述的步骤1004中，配电主站通过主动查询或配电终端主动上传的方式获得配电终端的记录。

6.根据权利要求2所述的应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，其特征在于：在步骤1003中，配电终端对步骤1002中发出的反馈信号进行检测时，判断需要反馈的配电终端注入的电流信号是否流经本配电终端，如果检测到电流信号流经本配电终端，则表示检测到反馈信号，如果未检测到电流信号流经本配电终端，则表示未检测到反馈信号。

7.根据权利要求1所述的应用于中低压配电网的配电终端拓扑网络生成方法，其特征在于：发出反馈信号的配电终端以检测到该反馈信号进行记录。