CN110646677B - 一种台区低压配电网拓扑及线路阻抗识别方法 - Google Patents

Abstract

一种台区低压配电网拓扑及线路阻抗识别方法，属于低压配电网技术领域。该方法首先在台区低压配电网中增加一个边缘计算终端及若干个电气测量装置；在每次台区低压配电网拓扑识别时，根据测量装置与边缘计算终端之间的电力线载波通信关系，确定测量装置台区归属关系及通信接入相的相别，每个测量装置与边缘计算终端进行时间同步后进行电压和电流波形采样并上传边缘计算终端，边缘计算终端依据波形数据识别出同一母线测量装置及母线上级测量装置；多次拓扑识别后，得到最终的拓扑识别结果并进行阻抗计算。本发明对低压配电网拓扑及线路阻抗识别准确率高、速度快，且充分利用低压配电网智能设备的采集信息能力，设备成本低，对电能质量无影响。

Description

一种台区低压配电网拓扑及线路阻抗识别方法

技术领域

本发明属于低压配电网技术领域，具体涉及一种台区低压配电网拓扑及线路阻抗识别方法。

背景技术

台区低压配电网拓扑关系是开展其他台区低压配电网智能化业务的基础，可有助于解决停电范围准确判定、线损统计等多种电网业务。伴随着智能电网的建设，台区低压配电网的开关、监测终端等设备都具备了电压、电流采集及对外通信能力。

台区低压配电网具有分布广泛，拓扑种类复杂的特点，因此如何准确快速获得低压配电网拓扑是低压配电领域的技术难题。

通过人工的方法获得台区低压配电网拓扑，费事费力，且难以保证准确性。

通过在电表处加装电力线载波通信方式，只可以识别用户和变压器的关系，及用户的分相关系，难以识别低压配电中配电箱设备处的分支关系及设备的从属及线路上下游关系。

通过在低压设备中注入信号的方式，可解决低压配电网的分支关系识别，但具有设备成本高，注入信号对电能质量有影响的缺点。

通过运行设备的分钟级的电压电流有效值信息，可识别低压配电网的分支关系，但存在准确率较低，耗时较长的缺点。

而现有低压线路阻抗识别方法一般是基于已有的拓扑信息进行识别，而实际情况下低压台区的拓扑关系一般是不具备的，因此无法开展低压线路阻抗识别。而且现有的阻抗识别方法主要基于各节点采集的电压、电流有效值及功率值进行计算，由于数据采集缺乏同时性，容易因一些随机干扰因素导致计算出的线路阻抗误差较大。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种台区低压配电网拓扑及线路阻抗识别方法。本发明具有拓扑及线路阻抗识别准确率高、速度快的优点，且充分利用低压配电网智能设备的采集信息能力，设备成本低，对电网电能质量无影响。

本发明提出一种台区低压配电网拓扑识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)在每个台区低压配电网中设置一个边缘计算终端，在台区低压配电网中的每个配电箱各出线和每个计量箱各进线处分别设置一个对应的电气测量装置；所述电气测量装置用于采集对应位置的三相或单相电压波形以及与电压对应的该相上的电流波形；各电气测量装置分别与该台区的边缘计算终端进行通信；边缘计算终端和各测量装置之间进行同步对时，使得边缘计算终端和各测量装置之间相对时间误差小于±10ms；

2)令计数器i＝1；

3)在每个台区进行第i次台区低压配电网拓扑识别时，根据台区各测量装置与边缘计算终端之间的通信确定每个测量装置台区归属关系及该测量装置通信接入相的相别；

4)对台区里所有测量装置进行时间同步，使得每个台区里的任意两个测量装置相对时间误差在±10ms以内；

5)利用步骤3)的结果，每个台区边缘计算终端向本台区的每个测量装置发送电压波形采样需求及对应的电流波形采样需求；

6)台区各测量装置按照步骤5)接收的需求截取对应的电压波形样本及电流波形样本并上传给本台区的边缘计算节终端；

7)每个台区的边缘计算终端根据接收到的各测量装置的通信接入相电压波形过零点时间，在时间上对齐各测量装置电压波形，消除各测量装置相对时间误差，采集三相电压的测量装置根据另外两相电压波形过零点时间确定另外两相对应的相别；

8)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电压波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

若任意两个测量装置各相同相别电压波形的基波幅值相对偏差在设定的第一基波幅值偏差阈值以内，且该两个装置的各相同相别电压波形的第j次谐波幅值相对偏差在设定的第j次电压谐波幅值偏差阈值以内，则该两个测量装置为处于同一条母线上的测量装置；其中j依次取值为2,3…n，n为谐波次数上限，n≤50

对台区内所有测量装置判定完毕后，对所有母线依次编号；

9)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电流波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

基于每个测量装置发送的电流波形样本，根据步骤8)的判定结果，计算处于任一母线的任一测量装置的电流基波向量幅值记为A1、第k次电流谐波向量幅值Ak，其中k依次取值为2,3…n，并基于A1至An的值寻找该母线对应上级测量装置；具体方法如下：

任意选取处于另一条母线上的任一测量装置的电流波形，计算该装置电流基波向量幅值记为B1、第k次电流谐波向量幅值Bk，其中k依次取值为2,3…n；若A1和B1幅值的相对偏差在设定的第二基波幅值偏差阈值范围以内，且Ak和Bk的幅值的相对偏差在设定的对应第k次电流谐波幅值偏差阈值范围以内，k＝2,3…n，则B1对应的测量装置为A1对应测量装置所处母线的上级测量装置；

10)利用步骤9)的结果，形成每个台区低压配电网第i次的拓扑识别结果，将拓扑结果中与该台区其他所有测量装置无连接测量装置记为孤立测量装置并从该台区拓扑范围中剔除该孤立测量装置；

11)令i＝i+1，然后重新返回步骤2)，进行下一次拓扑识别，直至i＝m，共得到每个台区低压配电网m次的拓扑识别结果，其中m为拓扑识别的次数上限；

将m次识别结果中，每次识别都位于同一条母线的测量装置认定为最终的位于同一母线的测量装置，并对各测量装置对应母线进行重新编号，若存在任意测量装置在每次识别结果中均为同一条母线上级测量装置，则将该测量装置判定为最终的该母线上级测量装置，得到最终的台区拓扑识别结果。

本发明提出一种台区低压配电网线路阻抗识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)在每个台区低压配电网中设置一个边缘计算终端，在台区低压配电网中的每个配电箱各出线和每个计量箱各进线处分别设置一个对应的电气测量装置；所述电气测量装置用于采集对应位置的三相或单相电压波形以及与电压对应的该相上的电流波形；各电气测量装置分别与该台区的边缘计算终端进行通信；边缘计算终端和各测量装置之间进行同步对时，使得边缘计算终端和各测量装置之间相对时间误差小于±10ms；

2)令计数器i＝1；

3)在每个台区进行第i次台区低压配电网拓扑识别时，根据台区各测量装置与边缘计算终端之间的通信确定每个测量装置台区归属关系及该测量装置通信接入相的相别；

4)对台区里所有测量装置进行时间同步，使得每个台区里的任意两个测量装置相对时间误差在±10ms以内；

5)利用步骤3)的结果，每个台区边缘计算终端向本台区的每个测量装置发送电压波形采样需求及对应的电流波形采样需求；

6)台区各测量装置按照步骤5)接收的需求截取对应的电压波形样本及电流波形样本并上传给本台区的边缘计算节终端；

7)每个台区的边缘计算终端根据接收到的各测量装置的通信接入相电压波形过零点时间，在时间上对齐各测量装置电压波形，消除各测量装置相对时间误差，采集三相电压的测量装置根据另外两相电压波形过零点时间确定另外两相对应的相别；

8)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电压波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

若任意两个测量装置各相同相别电压波形的基波幅值相对偏差在设定的第一基波幅值偏差阈值以内，且该两个装置的各相同相别电压波形的第j次谐波幅值相对偏差在设定的第j次电压谐波幅值偏差阈值以内，则该两个测量装置为处于同一条母线上的测量装置；其中j依次取值为2,3…n，n为谐波次数上限，n≤50

对台区内所有测量装置判定完毕后，对所有母线依次编号；

9)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电流波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

基于每个测量装置发送的电流波形样本，根据步骤8)的判定结果，计算处于任一母线的任一测量装置的电流基波向量幅值记为A1、第k次电流谐波向量幅值Ak，其中k依次取值为2,3…n，并基于A1至An的值寻找该母线对应上级测量装置；具体方法如下：

任意选取处于另一条母线上的任一测量装置的电流波形，计算该装置电流基波向量幅值记为B1、第k次电流谐波向量幅值Bk，其中k依次取值为2,3…n；若A1和B1幅值的相对偏差在设定的第二基波幅值偏差阈值范围以内，且Ak和Bk的幅值的相对偏差在设定的对应第k次电流谐波幅值偏差阈值范围以内，k＝2,3…n，则B1对应的测量装置为A1对应测量装置所处母线的上级测量装置；10)利用步骤9)的结果，形成每个台区低压配电网第i次的拓扑识别结果，将拓扑结果中与该台区其他所有测量装置无连接测量装置记为孤立测量装置并从该台区拓扑范围中剔除该孤立测量装置；

11)令i＝i+1，然后重新返回步骤2)，进行下一次拓扑识别，直至i＝m，共得到每个台区低压配电网m次的拓扑识别结果，其中m为拓扑识别的次数上限；

将m次识别结果中，每次识别都位于同一条母线的测量装置认定为最终的位于同一母线的测量装置，并对各测量装置对应母线进行重新编号，若存在任意测量装置在每次识别结果中均为同一条母线上级测量装置，则将该测量装置判定为最终的该母线上级测量装置，得到最终的台区拓扑识别结果；

12)利用步骤11)的结果，基于任意一次拓扑识别中各线路两端测量装置测量的电压波形和电流波形，根据电流波形对齐每条线路中各测量装置各电压波形，计算每条线路两端各相电压波形的基波及L次谐波的幅值及相位，其中L依次取值为2,3…n；根据电路原理计算每条线路的基波及各次谐波的阻抗及各序分量的阻抗。

本发明的特点及有益效果：

本发明首先利用电力线载波实现设备从属台区识别，并利用电力线载波通信/北斗/GPS技术，实现各电压电流测量装置的时间同步，对时相对误差要求小于±10ms，然后充分利用了低压配电网中各测量装置三相电压、三相电流波形的同时互异特性，通过电压电流波形特征数值的提取，完成各测量装置所处相位、拓扑位置的识别，形成台区低压拓扑关系。同时利用生成的拓扑关系及线路两侧的电压电流波形信息，计算各段线路阻抗。

该发明具有识别拓扑及阻抗快速、准确的特点，且充分利用了各测量点的电压电流波形信息，不再额外加装装置，节约成本，对低压配电网无电能质量影响。

附图说明

图1是本发明方法的整体流程图。

图2是本发明实施例中边缘计算终端及电气量测量装置连接示意图。

图3是本发明实施例中低压配电网的一个实际拓扑识别结果示意图。

具体实施方式

本发明提出一种台区低压配电网拓扑及线路阻抗识别方法，下面结合附图及具体实施例对本发明进一步详细说明如下。

本发明提出一种台区低压配电网拓扑及线路阻抗识别方法，本发明中低压指1000V及以下，该方法整体流程如图1所示，包括以下步骤：

1)在每个台区低压配电网中增加一个边缘计算终端及若干个电气测量装置；

在每个台区低压配电网中设置一个边缘计算终端，边缘计算终端位置可置于配电箱内或其他可实现电力线载波通信的位置，在台区低压配电网中的每个配电箱各出线、每个计量箱各进线处分别设置一个对应的电气测量装置(以下简称测量装置)，所述电气测量装置用于采集对应位置的三相或单相电压波形以及每相对应的电流波形。各电气测量装置通过电力线载波通信方式分别与该台区的边缘计算终端进行通信。所述电气测量装置可采用常规设备，由电压电流传感器、对外电力载波通信模块、数据采集模块、主控制模块、电源模块、北斗/GPS对时模块等构成，各测量装置之间通过北斗/GPS或电力线载波通信进行对时使得相对时间误差小于±10ms。

边缘计算终端可采用常规设备，由主控CPU、电力线载波通信单元、电源模块等构成。边缘计算终端可具备电气测量能力，也可包含电压电流传感器、AD采集电路。本发明可采用任意型号的边缘计算终端。

本发明中各电气测量装置具备电压电流波形采集能力，并可根据边缘计算终端要求进行采集波形的上传；边缘计算终端和各测量装置之间具备同步对时能力，且相对时间误差小于±10ms。

2)令计数器i＝1；

3)在每个台区进行第i次台区低压配电网拓扑识别时，根据台区各测量装置与边缘计算终端之间的电力线载波通信确定每个测量装置台区归属关系及该测量装置通信接入相的相别(如果测量装置采集单相电压，则该单相即为通信接入相；如果测量装置采集三相电压，则其中一相为通信接入相)；

4)利用电力线载波通信/GPS/北斗方式中任意一种方式，实现台区里各测量装置时间同步，使得每个台区里的任意两个测量装置相对时间误差在±10ms以内；

5)利用步骤3)的结果，每个台区边缘计算终端向本台区的每个测量装置发送电压波形采样需求及对应的电流波形采样需求；所述波形采样需求可采用时段需求或起始时刻加周波个数需求的方式；

例如，时段需求：边缘计算终端可要求本台区的每个测量装置发送2019年8月30日15:00:00:000到2019年8月30日15:00:00:100的电压波形及对应的电流波形；起始时刻加波形个数需求：边缘计算终端可要求本台区的每个测量装置发送从2019年8月30日15:00:00:000开始起5个周波时间的电压波形及对应的电流波形。

6)台区各测量装置按照步骤5)接收的需求截取对应的电压波形样本及电流波形样本(每相电压对应一个波形，每相电流对应一个波形，若电气测量装置采集三相电压，则该测量装置共截取对应六个波形；若电气测量装置采集单相电压，则该测量装置共截取对应两个波形)并上传给本台区的边缘计算节终端；

7)每个台区的边缘计算终端根据接收到的各测量装置的通信接入相电压波形过零点时间，在时间上对齐各测量装置电压波形，消除各测量装置相对时间误差，采集三相电压的测量装置根据另外两相电压波形过零点时间确定另外两相对应的相别；

8)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电压波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

若任意两个测量装置各相同相别电压波形的基波幅值相对偏差在设定的第一基波幅值偏差阈值以内，且该两个装置的各相同相别电压波形的第j次谐波幅值相对偏差在设定的第j次电压谐波幅值偏差阈值以内，则该两个测量装置为处于同一条母线上的测量装置；其中j依次取值为2,3…n，n为谐波次数上限，n≤50

对台区内所有测量装置判定完毕后，对所有母线依次编号；

本实施例中，第一基波幅值偏差阈值和第j次谐波幅值偏差阈值均为±0.5％；

9)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电流波形样本，根据同一线路电流相等原理对台内区内所有测量装置进行判定：

基于每个测量装置发送的电流波形样本，根据步骤8)的判定结果，计算处于任一母线的任一测量装置的电流基波向量幅值记为A1、第k次电流谐波向量幅值Ak，其中k依次取值为2,3…n，并基于A1至An的值寻找该母线对应上级测量装置；具体方法如下：

任意选取处于另一条母线上的任一测量装置的电流波形，计算该装置电流基波向量幅值记为B1、第k次电流谐波向量幅值Bk，其中k依次取值为2,3…n；若A1和B1幅值的相对偏差在设定的第二基波幅值偏差阈值范围以内，且Ak和Bk的幅值的相对偏差在设定的对应第k次电流谐波幅值偏差阈值范围以内，k＝2,3…n，则B1对应的测量装置为A1对应测量装置所处母线的上级测量装置；其中，n为谐波次数上限，n≤50；

本实施例中，第二基波幅值偏差阈值和第二k次谐波幅值偏差阈值均为±0.2％；

10)利用步骤9)的结果，形成每个台区低压配电网第i次的拓扑识别结果，将每个台区的拓扑结果中的孤立测量装置剔除该台区拓扑范围，所述孤立测量装置跟该台区其他所有测量装置无连接(无连接的意思是既没有处于同一母线上的其他测量装置，也没有上级测量装置)，认为是干扰信号，故予以剔除拓扑范围；

11)令i＝i+1，然后重新返回步骤2)，进行下一次拓扑识别，直至i＝m，共得到每个台区低压配电网m次的拓扑识别结果，其中m为拓扑识别的次数上限(m的取值为5-10次)；

将m次识别结果中，每次识别都位于同一条母线的测量装置认定为最终的位于同一母线的测量装置；并对各测量装置对应母线进行重新编号，若存在任意测量装置在每次识别结果中均为同一条母线上级测量装置，则将该测量装置判定为最终的该母线上级测量装置，得到最终的台区拓扑识别结果。

12)利用步骤11)的结果，基于任意一次拓扑识别中各线路两端测量装置测量的电压波形和电流波形，根据电流波形对齐每条线路中各测量装置各电压波形，计算每条线路两端各相电压电流波形的基波及i次谐波的幅值及相位，其中i依次取值为2,3…n；根据电路原理计算每条线路的基波及各次谐波的阻抗及各序分量的阻抗。

下面结合一个具体实施例对本发明进一步详细说明如下。

本实施例提出一种台区低压配电网拓扑及线路阻抗识别方法，包括以下步骤：

1)在台区低压配电网中增加一个边缘计算终端及若干个电气测量装置；

图2是本发明实施例中边缘计算终端及电气量测量装置连接示意图。图2中，低压台区配电网包括边缘计算终端(本实施例中边缘计算终端包含一个测量装置M0)和测量装置M1-M14,M1-M14通过电力线载波方式与边缘计算终端进行通信。

2)令计数器i＝1；

3)在台区进行第i次台区低压配电网拓扑识别时，根据台区各测量装置(智能开关)与边缘计算终端之间的电力线载波通信确定每个测量装置台区归属关系及该测量装置通信接入相的相别；

4)利用电力线载波通信/北斗/GPS通信方式中任意一种方式，实现各测量装置时间同步，使得每个台区里的任意两个测量装置间相对时间误差小于±10ms；

5)利用步骤3)的结果，每个台区边缘计算终端向本台区的每个测量装置发送电压波形采样需求及对应的电流波形采样需求；本实施例中所述波形采样需求采用起始时刻加波形个数需求的方式，其中起始时刻为t1，周波个数为a；

6)台区各测量装置按照步骤5)接收的需求截取对应的电压波形样本及对应的电流波形样本(每相电压对应一个波形，每相电流对应一个波形，若电气测量装置采集三相电压，则该测量装置共截取对应六个波形；若电气测量装置采集单相电压，则该测量装置共截取对应两个波形)并上传给本台区的边缘计算节终端；

7)每个台区的边缘计算终端根据接收到的各测量装置的通信接入相电压波形过零点时间，在时间上对齐各测量装置电压波形，消除各测量装置时间误差，采集三相电压的测量装置根据另外两相电压波形过零点时间确定另外两相对应的相别；

8)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电压波形样本，根据同一母线电压相同原理进行判定：

若任意两个测量装置各相同相别电压波形的基波幅值相对偏差在设定的第一基波幅值偏差阈值以内，且该两个装置的各相同相别电压波形的第j次谐波幅值相对偏差在设定的第j次电压谐波幅值偏差阈值以内，则该两个测量装置为处于同一条母线上的测量装置；其中j依次取值为2,3…n，n为谐波次数上限，n≤50

对台区内所有测量装置判定完毕后，对所有母线依次编号；

本实施例中，第一基波幅值偏差阈值和第一j次谐波幅值偏差阈值均为±0.5％；

9)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电流波形样本，根据同一线路电流相等原理进行判定：

基于每个测量装置发送的电流波形样本，根据步骤8)的判定结果，计算处于任一母线的任一测量装置的电流基波向量幅值记为A1、第k次电流谐波向量幅值Ak，其中k依次取值为2,3…n，并基于A1至An的值寻找该母线对应上级测量装置；具体方法如下：

任意选取处于另一条母线上的任一测量装置的电流波形，计算该装置电流基波向量幅值记为B1、第k次电流谐波向量幅值Bk，其中k依次取值为2,3…n；若A1和B1幅值的相对偏差在设定的第二基波幅值偏差阈值范围以内，且Ak和Bk的幅值的相对偏差在设定的对应第k次电流谐波幅值偏差阈值范围以内，k＝2,3…n，则B1对应的测量装置为A1对应测量装置所处母线的上级测量装置；

本实施例中，第二基波幅值偏差阈值和第k次电流谐波幅值偏差阈值均为±0.2％；

10)利用步骤9)的结果，形成每个台区低压配电网第i次的拓扑识别结果，将每个台区的拓扑结果中的孤立测量装置剔除该台区拓扑范围，所述孤立测量装置跟该台区其他所有测量装置无连接(无连接的意思是既没有处于同一母线上的其他测量装置，也没有上级测量装置)，认为是干扰信号，故予以剔除拓扑范围；

11)令i＝i+1，然后重新返回步骤2)，进行下一次拓扑识别，直至i＝m，共得到每个台区低压配电网m次的拓扑识别结果，其中m为拓扑识别的次数上限(m的取值为5-10次)；

将m次识别结果中，每次识别都位于同一条母线的测量装置认定为最终的位于同一母线的测量装置，并对各测量装置对应母线进行重新编号，若存在任意测量装置在每次识别结果中均为同一条母线上级测量装置，则将该测量装置判定为最终的该母线上级测量装置，得到最终的台区拓扑识别结果。

图3是本发明实施例中低压配电网的一个实际拓扑识别结果示意图。

其中，M0、M1、M2位于母线1上，M3、M4、M5位于母线2上，M6、M7、M8位于母线3上，M9位于母线4上，M10位于母线5上，M11位于母线6上，M12位于母线7上，M13位于母线8上，M14位于母线9上；母线2上级测量装置为M1，母线3上级测量装置为M2，母线4上级测量装置M3,母线5上级测量装置M4,母线6上级测量装置M5,母线7上级测量装置M6，母线8上级测量装置M7，母线9上级测量装置M8。

12)利用步骤11)的结果，基于任意一次拓扑识别中各线路两端测量装置测量的电压波形和电流波形，根据电流波形对齐每条线路中各测量装置各电压波形，计算每条线路两端各相电压电流波形的基波及i次谐波的幅值及相位，其中i依次取值为2,3…n；根据电路原理计算每条线路的基波及各次谐波的阻抗及各序分量的阻抗。

Claims (2)

1.一种台区低压配电网拓扑识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)在每个台区低压配电网中设置一个边缘计算终端，在台区低压配电网中的每个配电箱各出线和每个计量箱各进线处分别设置一个对应的电气测量装置；所述电气测量装置用于采集对应位置的三相或单相电压波形以及与电压对应的该相上的电流波形；各电气测量装置分别与该台区的边缘计算终端进行通信；边缘计算终端和各测量装置之间进行同步对时，使得边缘计算终端和各测量装置之间相对时间误差小于±10ms；

2)令计数器i＝1；

3)在每个台区进行第i次台区低压配电网拓扑识别时，根据台区各测量装置与边缘计算终端之间的通信确定每个测量装置台区归属关系及该测量装置通信接入相的相别；

4)对台区里所有测量装置进行时间同步，使得每个台区里的任意两个测量装置相对时间误差在±10ms以内；

5)利用步骤3)的结果，每个台区边缘计算终端向本台区的每个测量装置发送电压波形采样需求及对应的电流波形采样需求；

6)台区各测量装置按照步骤5)接收的需求截取对应的电压波形样本及电流波形样本并上传给本台区的边缘计算节终端；

7)每个台区的边缘计算终端根据接收到的各测量装置的通信接入相电压波形过零点时间，在时间上对齐各测量装置电压波形，消除各测量装置相对时间误差，采集三相电压的测量装置根据另外两相电压波形过零点时间确定另外两相对应的相别；

8)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电压波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

若任意两个测量装置各相同相别电压波形的基波幅值相对偏差在设定的第一基波幅值偏差阈值以内，且该两个装置的各相同相别电压波形的第j次谐波幅值相对偏差在设定的第j次电压谐波幅值偏差阈值以内，则该两个测量装置为处于同一条母线上的测量装置；其中j依次取值为2,3…n，n为谐波次数上限，n≤50

对台区内所有测量装置判定完毕后，对所有母线依次编号；

9)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电流波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

基于每个测量装置发送的电流波形样本，根据步骤8)的判定结果，计算处于任一母线的任一测量装置的电流基波向量幅值记为A1、第k次电流谐波向量幅值Ak，其中k依次取值为2,3…n，并基于A1至An的值寻找该母线对应上级测量装置；具体方法如下：

任意选取处于另一条母线上的任一测量装置的电流波形，计算该装置电流基波向量幅值记为B1、第k次电流谐波向量幅值Bk，其中k依次取值为2,3…n；若A1和B1幅值的相对偏差在设定的第二基波幅值偏差阈值范围以内，且Ak和Bk的幅值的相对偏差在设定的对应第k次电流谐波幅值偏差阈值范围以内，k＝2,3…n，则B1对应的测量装置为A1对应测量装置所处母线的上级测量装置；

10)利用步骤9)的结果，形成每个台区低压配电网第i次的拓扑识别结果，将拓扑结果中与该台区其他所有测量装置无连接测量装置记为孤立测量装置并从该台区拓扑范围中剔除该孤立测量装置；

11)令i＝i+1，然后重新返回步骤2)，进行下一次拓扑识别，直至i＝m，共得到每个台区低压配电网m次的拓扑识别结果，其中m为拓扑识别的次数上限；

将m次识别结果中，每次识别都位于同一条母线的测量装置认定为最终的位于同一母线的测量装置，并对各测量装置对应母线进行重新编号，若存在任意测量装置在每次识别结果中均为同一条母线上级测量装置，则将该测量装置判定为最终的该母线上级测量装置，得到最终的台区拓扑识别结果。

2.一种台区低压配电网线路阻抗识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)在每个台区低压配电网中设置一个边缘计算终端，在台区低压配电网中的每个配电箱各出线和每个计量箱各进线处分别设置一个对应的电气测量装置；所述电气测量装置用于采集对应位置的三相或单相电压波形以及与电压对应的该相上的电流波形；各电气测量装置分别与该台区的边缘计算终端进行通信；边缘计算终端和各测量装置之间进行同步对时，使得边缘计算终端和各测量装置之间相对时间误差小于±10ms；

2)令计数器i＝1；

3)在每个台区进行第i次台区低压配电网拓扑识别时，根据台区各测量装置与边缘计算终端之间的通信确定每个测量装置台区归属关系及该测量装置通信接入相的相别；

4)对台区里所有测量装置进行时间同步，使得每个台区里的任意两个测量装置相对时间误差在±10ms以内；

5)利用步骤3)的结果，每个台区边缘计算终端向本台区的每个测量装置发送电压波形采样需求及对应的电流波形采样需求；

6)台区各测量装置按照步骤5)接收的需求截取对应的电压波形样本及电流波形样本并上传给本台区的边缘计算节终端；

7)每个台区的边缘计算终端根据接收到的各测量装置的通信接入相电压波形过零点时间，在时间上对齐各测量装置电压波形，消除各测量装置相对时间误差，采集三相电压的测量装置根据另外两相电压波形过零点时间确定另外两相对应的相别；

8)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电压波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

若任意两个测量装置各相同相别电压波形的基波幅值相对偏差在设定的第一基波幅值偏差阈值以内，且该两个装置的各相同相别电压波形的第j次谐波幅值相对偏差在设定的第j次电压谐波幅值偏差阈值以内，则该两个测量装置为处于同一条母线上的测量装置；其中j依次取值为2,3…n，n为谐波次数上限，n≤50

对台区内所有测量装置判定完毕后，对所有母线依次编号；

9)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电流波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

基于每个测量装置发送的电流波形样本，根据步骤8)的判定结果，计算处于任一母线的任一测量装置的电流基波向量幅值记为A1、第k次电流谐波向量幅值Ak，其中k依次取值为2,3…n，并基于A1至An的值寻找该母线对应上级测量装置；具体方法如下：

任意选取处于另一条母线上的任一测量装置的电流波形，计算该装置电流基波向量幅值记为B1、第k次电流谐波向量幅值Bk，其中k依次取值为2,3…n；若A1和B1幅值的相对偏差在设定的第二基波幅值偏差阈值范围以内，且Ak和Bk的幅值的相对偏差在设定的对应第k次电流谐波幅值偏差阈值范围以内，k＝2,3…n，则B1对应的测量装置为A1对应测量装置所处母线的上级测量装置；

10)利用步骤9)的结果，形成每个台区低压配电网第i次的拓扑识别结果，将拓扑结果中与该台区其他所有测量装置无连接测量装置记为孤立测量装置并从该台区拓扑范围中剔除该孤立测量装置；

11)令i＝i+1，然后重新返回步骤2)，进行下一次拓扑识别，直至i＝m，共得到每个台区低压配电网m次的拓扑识别结果，其中m为拓扑识别的次数上限；

将m次识别结果中，每次识别都位于同一条母线的测量装置认定为最终的位于同一母线的测量装置，并对各测量装置对应母线进行重新编号，若存在任意测量装置在每次识别结果中均为同一条母线上级测量装置，则将该测量装置判定为最终的该母线上级测量装置，得到最终的台区拓扑识别结果；

12)利用步骤11)的结果，基于任意一次拓扑识别中各线路两端测量装置测量的电压波形和电流波形，根据电流波形对齐每条线路中各测量装置各电压波形，计算每条线路两端各相电压电流波形的基波及L次谐波的幅值及相位，其中L依次取值为2,3…n；根据电路原理计算每条线路的基波及各次谐波的阻抗及各序分量的阻抗。

Images