CN110601723A - 一种电气网络拓扑自动辨识方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电气网络信息处理技术领域，公开了一种电气网络拓扑自动辨识方法及系统，通过在配变低压线路注入脉冲式工频小功率信号拓扑识别的特征信号，于各分布单元及用户都设置开关，所述开关被标识且检测信号强度；通过所述开关检测的信号强度强弱判定得到每个子节点其父节点，将子节点与精确父节点相连接，形成台区电气拓扑图；同时CTU通过与采集器就地化级联通讯获取用户电表信息，校验台变关系。本发明根据其注册所带的GPS信息，纳入附近2km的配变终端进行台区识别的检测，各配变终端后续定时进行拓扑，形成台区电气拓扑图，同时CTU通过与采集器就地化级联通讯获取用户电表信息，从而准确校验台变关系。

Description

一种电气网络拓扑自动辨识方法及系统

技术领域

本发明属于电气网络信息处理技术领域，尤其涉及一种电气网络拓扑自动辨识方法及系统。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

配电台区电气网络拓扑自动辨识其实质就是精确得出社区、园区、楼栋内各电气设备与其供电电源的连接关系，并采取一定方式将这些连接关系进行储存。电网公司正大力开展营配信息贯通工作，配电台区电气网络拓扑自动辨识对电力公司其供电可靠性管理、供电服务能力的提高至关重要。由于电力公司的配电台区数量大且电气接线复杂，并且存在着私搭乱建现象；尽管电力公司通过电能计量表计进行普查，但要及时准确地掌握配电台区电气网络拓扑仍是存在较大难度。

目前比较常见的实现配电台区电气网络拓扑自动辨识的方法有：

利用目前的低压线路电力线载波通信技术，包括窄带电力线载波或、带电力线载波，通过用电信息采集系统的集中器和采集器实现载波信号的发送和回传。该方法的特点是简单易行，但是存在传送死区，受配电台区负载影响大。

在低压配电线路上，注入较大功率的工频信号，用移动采集设备在用电设备或电能计量设备处检测注入的工频信号。该方法的优点是准确性较高，但是现场测试时接线麻烦，效率低，还存在着一定的安全隐患。

利用用电信息采集系统采集的配电台区用户用电信息，通过电压数据相似性或相关性分析方法，不增加硬件成本，自动分析台区供电电源与用电设备间的连接关系。该方法优点是不需要增加投资，方法新颖，但是该方法拓扑识别准确性有待提高，对线路重载或有分布式电源接入线路电压特殊分布适应性较差。

因此，需要一种可减少电力公司工作人员的劳动强度、提高效率、成本低的电气网络拓扑识别系统。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有低压线路电力线载波通信技术存在传送死区，受配电台区负载影响大。

(2)在低压配电线路上，注入较大功率的工频信号，用移动采集设备在用电设备或电能计量设备处检测注入的工频信号时，现场测试时接线麻烦，效率低，还存在着一定的安全隐患。

(3)利用用电信息采集系统采集的配电台区用户用电信息，通过电压数据相似性或相关性分析方法，自动分析台区供电电源与用电设备间的连接关系中，对线路重载或有分布式电源接入线路电压特殊分布适应性较差。

解决上述技术问题的难度：

(1)未找到能够较大减少低压线路电力线载波通信技术传送死区的技术方法，难以减小配电台区负载对其影响。

(2)接线数量多且麻烦，只能依靠人工接线，耗费时间长效率低且容易出现差错导致线路出现特殊问题，存在安全隐患。

(3)未找到适用于区分特殊分布线路该方面的较好算法，无法有效地解决台区供电电源与用电设备间的连接关系中，对线路重载或有分布式电源接入线路电压特殊分布适应性较差地问题。

解决上述技术问题的意义：

能够较好地减少电力公司工作人员的劳动强度，提高一定效率，降低一定成本，避免了低压线路电力线载波通信技术存在传送死区问题，避免了现场测试繁琐的接线流程，可以有效且高效准确地自动分析台区供电电源与用电设备间的连接关系。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电气网络拓扑自动辨识方法及系统。本发明进一步还涉及脉冲式工频小功率信号拓扑识别的特征信号的快速、高精度的信号检测技术，RFmesh通讯网络领域，计算机算法及应用领域，并提出一种能够获取精确台区电气拓扑图的方法。

本发明是这样实现的，一种电气网络拓扑自动辨识方法，所述电气网络拓扑自动辨识方法包括：

首先通过在配变低压线路注入脉冲式工频小功率信号拓扑识别的特征信号，于各分布单元及用户都设置开关，此开关被标识且检测信号强度；

然后通过信号强度的强弱判定得到每个子节点其父节点，将子节点与精确父节点相连接，形成台区电气拓扑图；同时CTU通过与采集器就地化级联通讯获取用户电表信息，校验台变关系。

进一步，特征信号传输过程中，配变次数越多，信号强度越弱。

进一步，将各子节点的父节点范围进行检索配对，若两子节点的父节点范围各自出现对方，排除对方为己方父节点，经筛选获得精确父节点。

进一步，所述电气网络拓扑自动辨识方法进一步包括以下步骤：

步骤一，于各分布单元及用户处设置开关，并于用户端注入脉冲式工频小功率信号拓扑识别的特征信号，开关处检测通过信号的强度，各子节点获取父节点范围；

步骤二，通过自主编写的寻找子节点其精确父节点算法进行检索配对，获取各子节点的精确父节点；

步骤三，将各子节点与精确父节点相连接形成台区电气拓扑图；

步骤四，基于REmesh通讯网络自发现CTU上线获取注册所带的GPS信息，CTU通过与采集器就地化级联通讯获取用户电表信息，校验台变关系；

步骤五，进行定时设定，每隔一段时间进行拓扑，更新台区电气拓扑图。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述电气网络拓扑自动辨识方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的电气网络拓扑自动辨识方法。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述电气网络拓扑自动辨识方法的电气网络拓扑自动辨识系统。

本发明与现有技术相比，能够较好地减少电力公司工作人员的劳动强度，提高一定效率，降低一定成本，避免了低压线路电力线载波通信技术存在传送死区问题，避免了现场测试繁琐的接线流程，可以有效且高效准确地自动分析台区供电电源与用电设备间的连接关系。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明通过在配变低压线路注入脉冲式工频小功率信号拓扑识别的特征信号，并采用快速、高精度技术进行信号检测，将各子节点与其父节点一一对应，基于RFmesh通讯网络自发现CTU上线，根据其注册所带的GPS信息，纳入附近2km的配变终端进行台区识别的检测，各配变终端后续定时进行拓扑，形成台区电气拓扑图，同时CTU通过与采集器就地化级联通讯获取用户电表信息，从而准确校验台变关系。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电气网络拓扑自动辨识方法流程图。

图2是本发明实施例提供的简易台区电气拓扑图。

图3是本发明实施例提供的子节点与父节点对应存储形式示意图。

图4是本发明实施例提供的电气网络拓扑自动辨识方法原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有低压线路电力线载波通信技术存在传送死区，受配电台区负载影响大。

在低压配电线路上，注入较大功率的工频信号，用移动采集设备在用电设备或电能计量设备处检测注入的工频信号时，现场测试时接线麻烦，效率低，还存在着一定的安全隐患。

利用用电信息采集系统采集的配电台区用户用电信息，通过电压数据相似性或相关性分析方法，自动分析台区供电电源与用电设备间的连接关系中，对线路重载或有分布式电源接入线路电压特殊分布适应性较差。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电气网络拓扑自动辨识方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的电气网络拓扑自动辨识方法包括以下步骤：

S101，于各分布单元及用户处设置开关，并于用户端注入脉冲式工频小功率信号拓扑识别的特征信号，因此开关处检测通过信号的强度，各子节点获取其父节点范围。

S102，通过算法进行检索配对，获取各子节点的精确父节点。

S103，将各子节点与其精确父节点相连接形成台区电气拓扑图。

S104，基于REmesh通讯网络自发现CTU上线获取其注册所带的GPS信息，CTU通过与采集器就地化级联通讯获取用户电表信息，从而准确校验台变关系。

S105，进行定时设定，每隔一段时间进行拓扑，更新台区电气拓扑图。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例

本发明实施例提供的电气网络拓扑自动辨识方法包括：

首先，提出通过在配变低压路线注入脉冲式工频小功率信号拓扑识别的特征信号，并采用快，速、高精度技术进行信号检测，基于REmesh通讯网络自发现CTU上线获取其注册所带的GPS信息的思想。如前所述，在配变低压路线注入脉冲式工频小功率信号经过不同次数配变传输所获得的反馈信号强度不同，经过传输次数越少反馈信号越强，因此可通过检测所得的信号判断所得反馈信号来自何级别，结合REmesh通讯网络自发现CTU上线，获取其注册所带的GPS信息，进行准确的台区识别功能。

其次，基于上述思想提出载波信号检测判定方法。每个用户及分布单元都会设置一个开关，每个开关都被标识且可检测信号强弱，由于在配变低压路线注入脉冲式工频小功率信号经过不同次数配变传输所获得的反馈信号强度不同，配变次数增加，信号强度减弱，设信号强度为a、b、c、d、e、f且强度递减。

如图3所示，设用户A输入特征信号，用户B、C、D及分布单元(1.3.1)所检测到的信号强度皆为b，借此可推断用户A的父节点为用户B、C、D、分布单元(1.3.1)其中之一，同理可得用户B的父节点为用户A、C、D、分布单元(1.3.1)其中之一，用户C的父节点为用户A、B、D、分布单元(1.3.1)其中之一，用户D的父节点为用户A、B、C、分布单元(1.3.1)其中之一，根据所设算法进行检索对比，可获得结果：分布单元(1.3.1)为用户A、B、C、D的父节点。同理可得分布单元(1.3.1)、(1.3.2)、(1.3.3)、…、(1.3.n)其父节点为分布单元(1.3.0)。将所获得结果以二维数组的形式存储，即每个子节点对应其父节点(见图3)。借此，可获得每个用户及分布单元其相对应的父节点，将所有子节点与其父节点相连接，即可形成台区电气拓扑图(如图2所示)。同时CTU通过与采集器就地化级联通讯获取用户电表信息，从而准确校验台变关系。

下面结合运行程序对本发明作进一步描述。

本发明的电气网络拓扑自动辨识程序为:

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电气网络拓扑自动辨识方法，其特征在于，所述电气网络拓扑自动辨识方法包括：

通过在配变低压线路注入脉冲式工频小功率信号拓扑识别的特征信号，于各分布单元及用户都设置开关，所述开关被标识且检测信号强度；

通过所述开关检测的信号强度强弱判定得到每个子节点其父节点，将子节点与精确父节点相连接，形成台区电气拓扑图；同时CTU通过与采集器就地化级联通讯获取用户电表信息，校验台变关系。

2.如权利要求1所述的电气网络拓扑自动辨识方法，其特征在于，特征信号传输过程中，配变次数越多，信号强度越弱。

3.如权利要求1所述的电气网络拓扑自动辨识方法，其特征在于，将各子节点的父节点范围进行检索配对，若两子节点的父节点范围各自出现对方，排除对方为己方父节点，经筛选获得精确父节点。

4.如权利要求1所述的电气网络拓扑自动辨识方法，其特征在于，所述电气网络拓扑自动辨识方法进一步包括以下步骤：

步骤一，于各分布单元及用户处设置开关，并于用户端注入脉冲式工频小功率信号拓扑识别的特征信号，开关处检测通过信号的强度，各子节点获取父节点范围；

步骤二，通过算法进行检索配对，获取各子节点的精确父节点；

步骤三，将各子节点与精确父节点相连接形成台区电气拓扑图；

步骤四，基于REmesh通讯网络自发现CTU上线获取注册所带的GPS信息，CTU通过与采集器就地化级联通讯获取用户电表信息，校验台变关系；

步骤五，进行定时设定，每隔一段时间进行拓扑，更新台区电气拓扑图。

5.一种实现权利要求1～4任意一项所述电气网络拓扑自动辨识方法的信息数据处理终端。

6.一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-4任意一项所述的电气网络拓扑自动辨识方法。

7.一种实现权利要求1～4任意一项所述电气网络拓扑自动辨识方法的电气网络拓扑自动辨识系统。