CN110365111B - 一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法、装置及系统 - Google Patents

一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法、装置及系统 Download PDF

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CN110365111B CN201910638300.5A CN201910638300A CN110365111B CN 110365111 B CN110365111 B CN 110365111B CN 201910638300 A CN201910638300 A CN 201910638300A CN 110365111 B CN110365111 B CN 110365111B
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Abstract

本发明公开了一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法、装置及系统，步骤1：采集配电网中各个开关节点的ID信息、状态信息；步骤2：计算两两开关节点之间距离d；步骤3：基于开关节点之间的距离信息识别、ID信息、状态信息配电网拓扑。本发明采用基于相对时钟计算的开关节点测距算法，根据两个从装置的信息交互过程中的时间尺度特征和电力线通信速率，通过采用相对时钟计算原理，求出两个从装置之间的实际距离。通过将共线判定原则与邻接关系判定方法结合，建立含距离标识的配电网拓扑模型，实现拓扑自动识别。该方案所识别的拓扑信息更精确、投资成本与运维工作量更低，从而具有很高的应用价值。

Description

一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法、装置及 系统
技术领域
本发明涉及一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法、装置及系统，属于电力系统及其自动化技术领域。
背景技术
配电网作为电力系统的末端环节，承载着直接向用户供电的重要使命。打造坚强智能配电网是提高供电可靠性的一项重要举措。完整、一致、准确、及时、可靠的拓扑模型是实现配电网智能化建设的基础，能够为配电网调度运行、检修以及供电服务优化提供关键支撑。
针对配电网拓扑模型的研究可分为四类，第一类是研究基于国际标准的配电网拓扑模型描述规则；第二类是研究适用于拓扑模型存储与分析的高级应用算法，类似于邻接表、邻接矩阵、深度优先遍历算法、广度优先遍历算法等；第三类是研究拓扑模型的具体用途，例如作为主站集中式馈线自动化(Feeder Automation,FA)、智能分布式FA、潮流计算等技术或者功能实现的模型依据；第四类是研究拓扑识别方法。相对于前三类研究而言，针对第四类的研究虽然不多，但其具有重要的研究价值。
当前，拓扑识别工作主要依赖于人工维护完成，即模型维护人员在生产管理系统或者地理信息系统中提前将拓扑模型维护好，然后将其导入配电自动化主站系统，或者直接在配电自动化主站系统中将拓扑图绘制出来，在配电网拓扑频繁变更的背景下，该方式工作量巨大，以致常出现模型维护不及时、模型准确性偏低等问题。
随着计算机与通信技术的发展，部分学者提出在智能分布式FA系统中，主控智能终端单元(Smart Terminal Unit,STU)通过对等通信网络与其他终端进行信息交互，以获取各终端的局部拓扑信息，从而建立馈线拓扑模型。但凡以上涉及到拓扑识别的研究均是建立在智能分布式FA系统的基础上而实现的，需要建立专用的对等通信网络，所建模型仅能反应一次设备的邻接关系且投资成本较高，不利于在全国大规模推广。
而目前尚未有经济、可靠的技术方案能够实现拓扑自动识别的功能。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法，包括如下步骤：
步骤1：识别配电网中各个开关节点的ID信息、状态信息；
步骤2：电力线作为通信介质测量两两开关节点之间距离；
步骤3：基于开关节点之间的距离信息判断开关节点所在支路、将ID信息、状态信息添加给对应开关，构建成配电网拓扑。
作为优选方案，所述步骤2包括如下步骤：
采用
Figure BDA0002129943440000021
计算两两开关节点之间距离；
其中，TB＝t3-t2，
Figure BDA0002129943440000022
t1为节点A向节点B发出信息的时刻；t2为节点B收到节点A的信息的时刻；t3为节点B向节点A返回确认信息的时刻；t4为节点A收到节点B确认信息的时刻；v为在电力线介质中信号传输速率；τ为节点A与节点B之间的传输延时；d为节点A与节点B之间的距离，TB为节点B从获取信号到回复确认的延迟时间。
作为优选方案，所述步骤3包括如下步骤：
3-1：设配电网网络上含有n个节点，编号次序为1至n，其中将变电站出口断路器对应的开关节点指定为边缘计算节点，其编号设置为1；通过步骤2得到配电网中任意两个节点之间的距离，构建集合w：
w＝{d12,d13,...dij,...d(n-1)n} (7)
3-2：从集合w中抽取节点1与其他节点之间的距离值，构建集合α，并求出该集合中的最小元素值d1t：
Figure BDA0002129943440000031
3-3：判定节点t与节点1具有邻接关系，在除节点1、节点t外的剩余n-2个节点中，每次按照编号顺序选取一个节点，使用共线判定原则判断该节点是否与节点1、节点t共线，求出与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合β；
Figure BDA0002129943440000032
3-4：求出不与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合γ1；取节点1与距离最近的分支节点u，具有邻接关系，重复步骤3-3，求出与节点1、分支节点u共线的所有节点；
Figure BDA0002129943440000041
3-5：从集合γ1中抽取与节点1、分支节点u共线的所有节点到节点1的距离值，构建集合γi，i代表大于1的整数，重复步骤3-4，直到γi为空集，得到所有共线节点的集合；
3-6：根据各个共线节点的集合中各节点与节点1的距离值，将距离值从小到大所对应的节点依次排列在同一支路上，并赋予对应开关节点的ID信息、状态信息。
作为优选方案，所述共线判定原则：
若节点A、B和C三点不共线，则有如下关系：
dAC＜dAB+dBC (5)
若节点A、B、C三点共线，则有如下关系：
dAC＝dAB+dBC (6)。
一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别装置，包括：节点采集单元、节点距离计算单元、节点识别单元：
节点采集单元：识别配电网中各个开关节点的ID信息、状态信息；
节点距离计算单元：电力线作为通信介质测量两两开关节点之间距离；
节点识别单元：基于开关节点之间的距离信息判断开关节点所在支路、将ID信息、状态信息添加给对应开关，构建成配电网拓扑。
一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别系统，包括：配电主站，所述配电主站通过馈线与N个PLSN装置组成网络，出口断路器连接的开关节点对应的PLSN装置设置为边缘计算装置，剩余的N-1个PLSN装置设置为从装置；所述边缘计算装置控制芯片内存储有节点采集单元、节点距离计算单元；所述从装置的控制芯片存储有节点采集单元；所述配电主站控制芯片内存储有节点识别单元。
作为优选方案，所述节点距离计算单元用于：
2-1：节点A于t1时刻向节点B发出信息；节点B于t2时刻收到节点A的信息；节点B于t3时刻向节点A返回确认信息；节点A于t4时刻收到节点B的确认信息；
其中，节点A与节点B之间的距离设为d，节点B从获取信号到回复确认的延迟时间设为TB，PLC信号的传输速率设为v，两点之间的传输延时设为τ；
2-2：若节点A与节点B之间的时钟不同步，t1、t2、t3、t4与v均为已知量，而d为未知量，则有如下关系：
Figure BDA0002129943440000051
2-3：求出节点B的转发延时TB：
TB＝t3-t2 (2)
2-4：求出节点A与节点B之间的传输延时τ：
Figure BDA0002129943440000052
2-5：求出节点A与节点B之间的近似距离d：
Figure BDA0002129943440000053
作为优选方案，所述节点识别单元用于：
3-1：设配电网网络上含有n个节点，编号次序为1至n，其中将变电站出口断路器对应的开关节点指定为边缘计算节点，其编号设置为1；通过步骤2得到配电网中任意两个节点之间的距离，构建集合w：
w＝{d12,d13,...dij,...d(n-1)n} (7)
3-2：从集合w中抽取节点1与其他节点之间的距离值，构建集合α，并求出该集合中的最小元素值d1t：
Figure BDA0002129943440000061
3-3：判定节点t与节点1具有邻接关系，在除节点1、节点t外的剩余n-2个节点中，每次按照编号顺序选取一个节点，使用共线判定原则判断该节点是否与节点1、节点t共线，求出与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合β；
Figure BDA0002129943440000062
3-4：求出不与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合γ1；取节点1与距离最近的分支节点u，具有邻接关系，重复步骤3-3，求出与节点1、分支节点u共线的所有节点；
Figure BDA0002129943440000063
3-5：从集合γ1中抽取与节点1、分支节点u共线的所有节点到节点1的距离值，构建集合γi，i代表大于1的整数，重复步骤3-4，直到γi为空集，得到所有共线节点的集合；
3-6：根据各个共线节点的集合中各节点与节点1的距离值，将距离值从小到大所对应的节点依次排列在同一支路上，并赋予对应开关节点的ID信息、状态信息。
有益效果：本发明提供的一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法及装置，可以充分利用电力线的优势，例如电力线结构坚固，作为通信媒介使用时，具有通信速率快、通道可靠性高、低成本、与电网建设同步等得天独厚，更为关键的是，相对于光纤测距、无线测距而言，采用电力线通信进行测距，更能够反应一次设备之间的实际线路距离，选择合适的频段，其将无法跨越处于分闸状态的联络开关，可探测馈线的边界，从而能够建立含距离标识的配电网拓扑模型，以支撑配电主站故障处理、潮流计算等高级应用。
本发明相对于传统配电系统的拓扑识别方案，优先采用基于相对时钟计算的开关节点测距算法，其中边缘计算装置指定与其同一馈线上的任意两个从装置采用电力线通信进行测距，根据两个从装置的信息交互过程中的时间尺度特征和电力线通信速率，通过采用相对时钟计算原理，求出两个从装置之间的实际距离。通过将共线判定原则与邻接关系判定方法结合，建立含距离标识的配电网拓扑模型，实现拓扑自动识别。该方案所识别的拓扑信息更精确、投资成本与运维工作量更低，从而具有很高的应用价值。
附图说明
图1为基于电力线通信的配电网拓扑框架系统示意图；
图2为本发明基于相对时钟计算的开关节点测距示意图；
图3为本发明的共线判定原则示意图，(a)为三点不共线示意图，(b)为三点共线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法，包括如下步骤：
步骤1：采集配电网中各个开关节点的ID信息、状态信息；
本发明中采用了配电主站和电力线通信与传感一体(Power Line Communicationand Sensing,PLSN)装置，如图1所示，该框构的馈线侧包含#1线与#2线两条馈线，其中#1线含有5个开关以及5个PLSN装置，S0是变电站出口断路器，该处的PLSN-M1为#1线的边缘计算装置；S1至S3为#1线的分段开关，分别与S1、S2和S3对应的PLSN-10、PLSN-11、PLSN-12为#1线的从装置；S4是连接#1线与#2线的联络开关，与其对应的PLSN-C12既是#1线的从装置也是#2线的从装置。除了联络开关S4外，#2线还含有4个开关以及4个PLSN装置，S8是变电站出口断路器，该处的PLSN-M2为#2线的边缘计算装置；S5至S7为#2线的分段开关，分别与S5、S6和S7对应的PLSN-21、PLSN-22、PLSN-23为#2线的从装置。
该框构的配电主站包含高级应用和拓扑生成两个模块，其中高级应用模块包括：故障处理、潮流计算，拓扑生成模块包括：数据分析、拓扑重构和拓扑校核。配电主站主动下发拓扑召唤命令给边缘计算装置，边缘计算装置根据命令获取所属馈线的开关ID及状态信息，并完成开关节点之间的距离信息的测量，之后将开关ID、状态以及开关之间的距离信息上送给配电主站，配电主站对数据进行分析调用拓扑重构算法生成拓扑并进行校核，完成配电网拓扑自动识别。或者，边缘计算装置也可以设置定时，定期将开关ID、状态以及开关之间的距离信息主动上送给配电主站，配电主站对数据进行分析调用拓扑重构算法生成拓扑并进行校核，完成配电网拓扑自动识别。
步骤2：计算两两开关节点之间距离d；
基于相对时钟计算的开关节点测距算法获得：
如图2所示，为了测量开关节点A、B之间的距离，节点A与节点B之间需先进行信息交互，再根据交互过程中的时间尺度特征，计算两者之间的距离。
2-1：节点A于t1时刻向节点B发出信息；节点B于t2时刻收到节点A的信息；节点B于t3时刻向节点A返回确认信息；节点A于t4时刻收到节点B的确认信息。
其中，节点A与节点B之间的距离设为d，节点B从获取信号到回复确认的延迟时间设为TB，PLC信号的传输速率设为v，两点之间的传输延时设为τ。
2-2：若节点A与节点B之间的时钟不同步，t1、t2、t3、t4与v均为已知量，而d为未知量，则有如下关系。
Figure BDA0002129943440000091
考虑到开关节点A与开关节点B可能存在时间不同步的情况，无法直接求出传输延时，但可以通过以下步骤，间接求出传输延时。
2-3：求出节点B的转发延时TB。
TB＝t3-t2 (2)
2-4：求出节点A与节点B之间的传输延时τ。
Figure BDA0002129943440000101
2-5：求出节点A与节点B之间的近似距离d。
Figure BDA0002129943440000102
基于相对时钟的节点测距算法无需对时，更容易实现，所以在测距环节中宜采用基于相对时钟计算的节点测距算法。
步骤3：基于开关节点之间的距离信息、ID信息、状态信息识别配电网拓扑；
如图3所示，共线判定原则：
如图3(a)所示，在配电网中将开关等设备抽象为节点，若A、B和C三点不共线，则有如下关系。
dAC＜dAB+dBC (5)
如图3(b)所示，若A、B、C三点共线，则有如下关系。
dAC＝dAB+dBC (6)
3-1：设配电网网络上含有n个节点，编号次序为1至n，其中将变电站出口断路器对应的开关节点指定为边缘计算节点，其编号设置为1；通过步骤2得到配电网中任意两个节点之间的距离，构建集合w。
w＝{d12,d13,...dij,...d(n-1)n} (7)
3-2：从集合w中抽取节点1与其他节点之间的距离值，构建集合α，并求出该集合中的最小元素值d1t。
Figure BDA0002129943440000103
3-3：由于网络具有连通性，所以可判定节点t与节点1具有邻接关系，在除节点1、节点t外的剩余n-2个节点中，每次按照编号顺序选取一个节点，使用共线判定原则判断该节点是否与节点1、节点t共线，求出与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合β。
Figure BDA0002129943440000111
3-4：求出不与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合γ1；取该集合中的最小元素对应的两个节点，即节点1与距离最近的分支节点u，具有邻接关系，重复步骤3-3，求出与节点1、分支节点u共线的所有节点。
Figure BDA0002129943440000112
3-5：从集合γ1中抽取与节点1、分支节点u共线的所有节点到节点1的距离值，构建集合γi，i代表大于1的整数，重复步骤3-4，直到γi为空集，得到所有共线节点的集合。
3-6：根据各个共线节点的集合中各节点与节点1的距离值，将距离值从小到大所对应的节点依次排列在同一支路上，并赋予对应开关节点的ID信息、状态信息，完成配电网拓扑自动识别。
实施例1：
基于电力线通信的配电网拓扑框架系统，包括在配电线路开关节点处部署电力线通信与传感一体化装置，其中变电站出口断路器对应的装置称为边缘计算装置，同一条馈线其他开关节点对应的装置称为从装置；配电主站向边缘计算装置发出拓扑召唤命令，边缘计算装置获取并解析指令信息，依次向同一馈线其他所有从装置发出读开关ID和状态信息，当从装置返回上述信息后，边缘计算装置依次控制线路上所有从装置采用基于相对时钟计算的开关节点测距方法进行两两测距；边缘计算装置将所获取的测距、开关ID及状态信息打包上送给配电主站，配电主站根据边缘计算装置上送的信息，调用拓扑重构算法，建立拓扑模型，完成拓扑自动识别。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：识别配电网中各个开关节点的ID信息、状态信息；
步骤2：电力线作为通信介质测量两两开关节点之间距离；
步骤3：基于开关节点之间的距离信息判断开关节点所在支路、将ID信息、状态信息添加给对应开关，构建成配电网拓扑；
采用
Figure FDA0003708410580000011
计算两两开关节点之间距离；
其中，TB＝t3-t2，
Figure FDA0003708410580000012
t1为节点A向节点B发出信息的时刻；t2为节点B收到节点A的信息的时刻；t3为节点B向节点A返回确认信息的时刻；t4为节点A收到节点B确认信息的时刻；v为在电力线介质中信号传输速率；τ为节点A与节点B之间的传输延时；d为节点A与节点B之间的距离，TB为节点B从获取信号到回复确认的延迟时间。
2.根据权利要求1所述的一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法，其特征在于：所述步骤3包括如下步骤：
3-1：设配电网网络上含有n个节点，编号次序为1至n，其中将变电站出口断路器对应的开关节点指定为边缘计算节点，其编号设置为1；通过步骤2得到配电网中任意两个开关节点之间的距离，构建集合w：
w＝{d12,d13,...dij,...d(n-1)n} (7)
3-2：从集合w中抽取节点1与其他节点之间的距离值，构建集合α，并求出该集合中的最小元素值d1t：
Figure FDA0003708410580000021
3-3：判定节点t与节点1具有邻接关系，在除节点1、节点t外的剩余n-2个节点中，每次按照编号顺序选取一个节点，使用共线判定原则判断该节点是否与节点1、节点t共线，求出与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合β；
Figure FDA0003708410580000022
3-4：求出不与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合γ1；取节点1与距离最近的分支节点u，具有邻接关系，重复步骤3-3，求出与节点1、分支节点u共线的所有节点；
Figure FDA0003708410580000023
3-5：从集合γ1中抽取与节点1、分支节点u共线的所有节点到节点1的距离值，构建集合γi，i代表大于1的整数，重复步骤3-4，直到γi为空集，得到所有共线节点的集合；
3-6：根据各个共线节点的集合中各节点与节点1的距离值，将距离值从小到大所对应的节点依次排列在同一支路上，并赋予对应开关节点的ID信息、状态信息，构建成配电网拓扑。
3.根据权利要求2所述的一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别方法，其特征在于：所述共线判定原则为：
若节点A、B和C三点不共线，则有如下关系：
dAC＜dAB+dBC (5)
若节点A、B、C三点共线，则有如下关系：
dAC＝dAB+dBC (6)。
4.一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别装置，其特征在于：包括：节点采集单元、节点距离计算单元、节点识别单元：
节点采集单元：识别配电网中各个开关节点的ID信息、状态信息；
节点距离计算单元：电力线作为通信介质测量两两开关节点之间距离；
节点识别单元：基于开关节点之间的距离信息判断开关节点所在支路、将ID信息、状态信息添加给对应开关，构建成配电网拓扑；
采用
Figure FDA0003708410580000031
计算两两开关节点之间距离；
其中，TB＝t3-t2，
Figure FDA0003708410580000032
t1为节点A向节点B发出信息的时刻；t2为节点B收到节点A的信息的时刻；t3为节点B向节点A返回确认信息的时刻；t4为节点A收到节点B确认信息的时刻；v为在电力线介质中信号传输速率；τ为节点A与节点B之间的传输延时；d为节点A与节点B之间的距离，TB为节点B从获取信号到回复确认的延迟时间。
5.根据权利要求4所述的一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别装置，其特征在于：所述节点识别单元用于：
3-1：设配电网网络上含有n个节点，编号次序为1至n，其中将变电站出口断路器对应的开关节点指定为边缘计算节点，其编号设置为1；通过步骤2得到配电网中任意两个节点之间的距离，构建集合w：
w＝{d12,d13,...dij,...d(n-1)n} (7)
3-2：从集合w中抽取节点1与其他节点之间的距离值，构建集合α，并求出该集合中的最小元素值d1t：
Figure FDA0003708410580000041
3-3：判定节点t与节点1具有邻接关系，在除节点1、节点t外的剩余n-2个节点中，每次按照编号顺序选取一个节点，使用共线判定原则判断该节点是否与节点1、节点t共线，求出与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合β；
Figure FDA0003708410580000042
3-4：求出不与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合γ1；取节点1与距离最近的分支节点u，具有邻接关系，重复步骤3-3，求出与节点1、分支节点u共线的所有节点；
Figure FDA0003708410580000043
3-5：从集合γ1中抽取与节点1、分支节点u共线的所有节点到节点1的距离值，构建集合γi，i代表大于1的整数，重复步骤3-4，直到γi为空集，得到所有共线节点的集合；
3-6：根据各个共线节点的集合中各节点与节点1的距离值，将距离值从小到大所对应的节点依次排列在同一支路上，并赋予对应开关节点的ID信息、状态信息，构建成配电网拓扑。
6.根据权利要求5所述的一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别装置，其特征在于：所述共线判定原则为：
若节点A、B和C三点不共线，则有如下关系：
dAC＜dAB+dBC (5)
若节点A、B、C三点共线，则有如下关系：
dAC＝dAB+dBC (6)。
7.一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别系统，包括：配电主站，其特征在于：所述配电主站通过馈线与N个PLSN装置组成网络，出口断路器连接的开关节点对应的PLSN装置设置为边缘计算装置，剩余的N-1个PLSN装置设置为从装置；所述边缘计算装置控制芯片内存储有节点采集单元、节点距离计算单元；所述从装置的控制芯片存储有节点采集单元；所述配电主站控制芯片内存储有节点识别单元；
节点采集单元：识别配电网中各个开关节点的ID信息、状态信息；
节点距离计算单元：电力线作为通信介质测量两两开关节点之间距离；
节点识别单元：基于开关节点之间的距离信息判断开关节点所在支路、将ID信息、状态信息添加给对应开关，构建成配电网拓扑；
采用
Figure FDA0003708410580000051
计算两两开关节点之间距离；
其中，TB＝t3-t2，
Figure FDA0003708410580000061
t1为节点A向节点B发出信息的时刻；t2为节点B收到节点A的信息的时刻；t3为节点B向节点A返回确认信息的时刻；t4为节点A收到节点B确认信息的时刻；v为在电力线介质中信号传输速率；τ为节点A与节点B之间的传输延时；d为节点A与节点B之间的距离，TB为节点B从获取信号到回复确认的延迟时间。
8.根据权利要求7所述的一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别系统，其特征在于：所述节点识别单元用于：
3-1：设配电网网络上含有n个节点，编号次序为1至n，其中将变电站出口断路器对应的开关节点指定为边缘计算节点，其编号设置为1；通过步骤2得到配电网中任意两个节点之间的距离，构建集合w：
w＝{d12,d13,...dij,...d(n-1)n} (7)
3-2：从集合w中抽取节点1与其他节点之间的距离值，构建集合α，并求出该集合中的最小元素值d1t：
Figure FDA0003708410580000062
3-3：判定节点t与节点1具有邻接关系，在除节点1、节点t外的剩余n-2个节点中，每次按照编号顺序选取一个节点，使用共线判定原则判断该节点是否与节点1、节点t共线，求出与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合β；
Figure FDA0003708410580000071
3-4：求出不与节点1、节点t共线的所有节点，从集合α中抽取这些节点到节点1的距离值，构建集合γ1；取节点1与距离最近的分支节点u，具有邻接关系，重复步骤3-3，求出与节点1、分支节点u共线的所有节点；
Figure FDA0003708410580000072
3-5：从集合γ1中抽取与节点1、分支节点u共线的所有节点到节点1的距离值，构建集合γi，i代表大于1的整数，重复步骤3-4，直到γi为空集，得到所有共线节点的集合；
3-6：根据各个共线节点的集合中各节点与节点1的距离值，将距离值从小到大所对应的节点依次排列在同一支路上，并赋予对应开关节点的ID信息、状态信息，构建成配电网拓扑。
9.根据权利要求8所述的一种基于电力线通信的配电网拓扑自动识别系统，其特征在于：所述共线判定原则为：
若节点A、B和C三点不共线，则有如下关系：
dAC＜dAB+dBC (5)
若节点A、B、C三点共线，则有如下关系：
dAC＝dAB+dBC (6)。
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