CN110707686B - 台区识别方法、构建台区线路拓扑的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种台区识别方法和构建台区线路拓扑的方法。本发明的台区识别方法和构建台区线路拓扑的方法，采用负荷跳变识别技术，基于对台区供电网络中各节点的负荷值进行采集，形成各节点的负荷跳变曲线，通过将所有分表的负荷跳变曲线与总表的负荷跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，实现对相应电表挂载关系的判断，实现台区识别和构建台区线路拓扑，可以消除线损功率的影响，增加了识别的准确性。

Description

台区识别方法、构建台区线路拓扑的方法

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，特别地，涉及一种台区识别方法，另外，还涉及一种构建台区线路拓扑的方法。

背景技术

在电力系统中，台区是指变压器的供电范围或区域，它是一个电力经济运行管理的名词。因此，对台区进行准确、有效的识别可以显著提升电力管理效率。

但是，现有的台区识别方法和构建台区线路拓扑的方法都是基于电网安装时的供电线路连接来进行台区识别和台区线路拓扑识别，但是在电网安装时可能会存在供电线路连接错误的情况，从而导致台区识别错误和台区线路拓扑识别错误，无法对台区进行快速、准确的识别及无法快速、准确地构建台区线路拓扑。

针对现有的台区识别方法和构建台区线路拓扑的方法存在的识别准确性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种台区识别方法、构建台区线路拓扑的方法，以解决现有的台区识别方法及构建台区线路拓扑的方法存在的识别准确性差的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种台区识别方法，包括以下步骤：

步骤S1：对识别域内所有分表和总表应用数据采集以得到负荷的稳态值，并生成负荷稳态值的跳变曲线；

步骤S2：将所有分表的负荷稳态值跳变曲线与总表的负荷稳态值跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，并根据匹配结果得到出现负荷跳变的分表的归属。

进一步地，还包括以下步骤：

步骤S3：对识别域内所有分表和总表应用高频数据采集以得到负荷的暂态变化特征，并将所有分表的负荷暂态变化特征与总表的负荷暂态变化特征进行匹配，根据匹配结果得到出现负荷跳变的分表的归属。

进一步地，所述步骤S3中将所有分表的负荷暂态变化特征与总表的负荷暂态变化特征进行匹配具体包括以下内容：

提取出平滑波动的分表的噪声，并将噪声与跳变分表的负荷暂态变化特征进行叠加以计算得到总表应有的负荷暂态变化特征，再将总表应有的负荷暂态变化特征与以跳变时间点为中心的一段时间内的总表的实际负荷特性曲线进行拟合比对，根据比对结果得到跳变分表的归属；或者

直接忽略平滑波动的分表的噪声，将跳变分表的负荷暂态变化特征进行叠加以计算得到总表应有的负荷暂态变化特征，再将总表应有的负荷暂态变化特征与以跳变时间点为中心的一段时间内的总表的实际负荷特性曲线进行拟合比对，根据比对结果得到跳变分表的归属。

进一步地，还包括以下步骤：

步骤S4：对于一直处于平滑波动状态的分表，采用人为增加特定负荷后进行匹配识别。

进一步地，所述步骤S1中采用窗口抄读的方式获取负荷的稳态数据，一次时间窗口得到多个时间点的负荷数据，若一个时间窗口的多个负荷数据之间是平滑波动的，则采用平滑值进行特征匹配；若一个时间窗口的多个负荷数据之间存在跳变，则放弃抄读到的负荷数据，不进行特征匹配。

本发明还提供一种构建台区线路拓扑的方法，包括以下步骤：

步骤S100：在台区的每个支线起点设置一个分支终端，用于计量以该分支终端为起点的后续供电线路上的总负荷；

步骤S200：对台区内所有分支终端和总表应用数据采集以得到负荷的稳态值，并生成负荷稳态值的跳变曲线；

步骤S300：将出现负荷跳变的分支终端的负荷稳态值跳变曲线与总表的负荷稳态值跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，若出现负荷跳变的分支终端的跳变值与总表的负荷跳变值相当且同向，则这部分跳变的分支终端位于同一支线上，且负荷跳变发生在支线上最后一个跳变分支终端之后；

步骤S400：重复执行步骤S300，直至识别出台区供电网络的所有支线以构建台区的分支拓扑；

步骤S500：对台区内所有分支终端和分表应用数据采集以得到负荷的稳态值，并生成负荷稳态值的跳变曲线；

步骤S600：将出现负荷跳变的分表的负荷稳态值跳变曲线与分支终端的负荷稳态值跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，并根据匹配结果得到该负荷跳变分表的位置；

步骤S700：重复执行步骤S600，直至识别出所有分表的位置以构建台区的线路拓扑。

进一步地，所述步骤S300还包括以下内容：

当出现新的负荷跳变时，根据跳变发生的位置对同一支线上的分支终端进行排序；和/或

根据同一分支上的不同分支终端的同一时刻的负荷值进行排序。

进一步地，所述步骤S300中还包括以下内容：

对台区内所有分支终端应用高频数据采集以得到负荷的暂态变化特征，对所有分支终端的负荷暂态变化特征进行比较，若一部分分支终端的负荷平滑波动，另一部分跳变的分支终端表现出类似的负荷暂态变化特征，则这部分跳变的分支终端位于同一条支线上，且负荷跳变发生在支线上最后一个跳变分支终端之后；

若跳变的分支终端呈现出第一负荷暂态变化特征、第二负荷暂态变化特征和第三负荷暂态变化特征，且第一负荷暂态变化特征是第二负荷暂态变化特征和第三负荷暂态变化特征的叠加，则呈现第一负荷暂态变化特征的分支终端与呈现第二负荷暂态变化特征的分支终端位于同一支线，呈现第一负荷暂态变化特征的分支终端与呈现第三负荷暂态变化特征的分支终端位于同一支线，且呈现第一负荷暂态变化特征的分支终端在支线中排在呈现第二负荷暂态变化特征的分支终端和呈现第三负荷暂态变化特征的分支终端之前。

进一步地，所述步骤S600中具体包括以下内容：

若台区内某一只分表出现负荷跳变，其余分表为负荷平滑波动，则这个跳变分表位于同样出现负荷跳变的支线上，且位于该支线上最后一个跳变的分支终端之后；

若台区内两只分表出现反向负荷跳变，则直接逐一匹配两只分表的单一负荷跳变特征，找到每只跳变分表的位置，此种情况对应两个跳变发生在两个分支上；若无法找到任何一只分表的位置，此种情况对应两只分表在同一分支的同一点上，此时如果这两个跳变差值较大，则计算他们的组合跳变值，然后按照单一跳变处理以找到组合跳变在分支拓扑中的位置，组合跳变的位置就是两个跳变分表的共同位置；若只能找到一只分表的位置，此种情况对应两只分表在同一分支的不同分支终端的后面，另一只分表的位置即位于该分支上负荷跳变值较前一分支终端发生较大改变的第一个分支终端的前面；

若台区内两只分表出现同向负荷跳变，且跳变值差别较大，则首先计算他们的组合跳变值，然后按照单一跳变处理以找到组合跳变在分支拓扑中的位置，再从该位置开始逐一匹配两只分表的单一负荷跳变特征，从而找到每只跳变分表的位置；若无法找到任何一只分表的位置，说明两只分表在同一分支的同一点上，组合跳变的位置即这两个分表的共同位置；若只能找到一只分表的位置，则另一只分表的位置即为组合跳变发生的位置。

进一步地，所述步骤S600还包括以下内容：

对台区内所有分表和分支终端应用高频数据采集以得到负荷的暂态变化特征，并将所有分表的负荷暂态变化特征与所有分支终端的负荷暂态变化特征进行匹配，若某一只分表呈现负荷暂态变化特征，其它分表的负荷平滑波动，则这只跳变分表位于呈现出相同负荷暂态变化特征的分支上，且位于该分支上最后呈现跳变的分支终端之后；若两只分表均呈现出负荷暂态变化特征，其它分表的负荷平滑波动，则首先计算出两只跳变分表的组合负荷暂态变化特征，然后按照单一跳变处理找到组合负荷暂态变化特征在分支拓扑中对应的分支终端，从该分支终端开始，继续匹配每只跳变分表各自的负荷暂态变化特征，从而找到每只跳变分表的位置。

本发明具有以下有益效果：

本发明的台区识别方法采用负荷跳变识别技术，基于对台区供电网络中各节点的负荷的稳态值进行采集，通过将所有分表的负荷稳态值跳变曲线与总表的负荷稳态值跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，基于负荷跳变特征的识别，实现对相应电表挂载关系的判断，可以消除线损功率的影响，增加了识别的准确性。

另外，本发明的构建台区线路拓扑的方法，通过在台区供电网络中引入分支终端来计量每条分支上的总负荷，并结合负荷稳态值的负荷跳变识别技术可以快速、准确地建立台区的分支拓扑和线路拓扑。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明第一实施例的台区识别方法的流程示意图。

图2是本发明第二实施例的构建台区线路拓扑的方法的流程示意图。

图3是本发明第二实施例的图2中的步骤S100中设置分支终端的示意图。

图4是本发明第二实施例的图2中的步骤S300中进行负荷跳变特征匹配的分支拓扑示意图。

图5是本发明第二实施例的图2中的步骤S600中两只分表出现负荷跳变时进行负荷跳变特征匹配的线路拓扑示意图。

图6是本发明的第二实施例的图2中的步骤S800中计算线损功率、平均电流、导线电阻和导线长度中任一种时的线路拓扑示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本发明的第一实施例提供一种台区识别方法，基于负荷跳变识别技术进行台区供电网络的识别，具体包括以下步骤：

步骤S1：对识别域内所有分表和总表应用数据采集以得到负荷的稳态值，并生成负荷稳态值的跳变曲线；

步骤S2：将所有分表的负荷稳态值跳变曲线与总表的负荷稳态值跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，并根据匹配结果得到出现负荷跳变的分表的归属。

其中，负荷跳变是负荷变化的数字化抽象，其可以将一个连续的负荷变化抽象为0(平滑波动)和1(负荷跳变)的两种状态，从而可以将连续变化的负荷特性曲线转化为一个数字化的负荷跳变曲线。可以理解，在所述步骤S1中，负荷可以是视在功率、有功功率、无功功率、功率因素、电流、有功电流、无功电流等电力系统的基本负荷参量，这些负荷参量随时间的变化特征可以应用于判断负荷的类型和归属，从而可以很好地适用于台区供电网络的识别。另外，所述步骤S1中既可以应用低频数据采集以得到负荷的稳态值，又可以应用高频数据采集以得到负荷的稳态值，可以根据实际需要进行选择。另外，所述步骤S1中进行数据采集时需保证时间同步，以确保采集到的数据的可信度以及便于进行后续的负荷跳变识别，其中，时间同步包括采集时间同步和测量时间同步，采集时间同步是整个台区供电网络在同一时刻发起对不同电表的负荷抄读指令，测量时间同步是电表在接收到抄读指令后，在同一时刻进行负荷测量。高精度的时间同步，可以保证台区供电网络内所有设备的负荷统计的时间同步，是负荷跳变识别技术的基础。在本实施例中，台区供电网络的总表和分表都使用载波模块，共同构成一个载波网络，宽带载波网络具有高精度的时间同步，即载波网络中的所有载波模块按网络基准时间保持高精度同步，从而以网络基准时间作为时间系统，在载波模块上按同一时刻发起负荷的抄读指令，即可达到系统采集时间的同步。而对于测量时间同步，在电表中负荷的计量和读出分别由计量芯和管理芯实现，其中，计量芯负责周期性计量、记录负荷数据，管理芯负责读出负荷数据，因此计量负荷的时间点和读出负荷的时间点之间有一个随机的时间差，这个时间差在0到几百毫秒间，这个天然存在的时间差，导致测量时间很难精准同步，这个问题很难从根本上解决，但是其带来的不良影响可以通过本实施例的后续手段消除。

可以理解，在所述步骤S1中，通过单点抄读或者窗口抄读的方式获取负荷的稳态值，其中，单点抄读是指按照一个时间点去抄读，结果得到一个抄读数据，但是采用单点抄读的方式无法消除测量时间不同步带来的影响，导致识别结果出现误差。因此，本实施例优选采用窗口抄读的方式获取负荷的稳态值，具体为，按照一个时间窗口去抄读负荷的稳态值，一个时间窗口中包含多个时间点，一次时间窗口抄读就可以得到多个时间点的抄读数据。如果一个时间窗口抄读到的多个负荷数据之间是平滑波动的，那么可以认为电表的负荷在该抄读节点处于稳态，可以采用平滑值进行特征匹配，该平滑值可以采用窗口某时间点的负荷数据，也可以采用窗口多个负荷数据的平均值；如果一个时间窗口抄读到的多个负荷数据是存在跳变的，则认为电表的负荷在该抄读节点不处于稳态，则放弃该时间窗口抄读到的负荷数据，不进行后续的负荷跳变特征匹配。例如，采集周期为1分钟，即1分钟抄读一次负荷数据，按窗口抄读，窗口为3秒，每秒读一次，这样每个抄读周期可以读到3个负荷数据，间隔1秒。如果这一抄读周期的3个数据是平滑波动，那么可以认为电表的负荷在该节点处于稳态，可以采用负荷数据的平均值进行后续的特征匹配；如果这一抄读周期的3个负荷数据恰好存在跳变，则认为电表的负荷在该节点不处于稳态，则放弃，不在该周期进行稳态负载跳变识别。可以理解，当一个抄读窗口只包含一次抄读时，即对应单点抄读的方式。

本实施例通过采用窗口抄读的方式并进行数据平滑以获取负荷的稳态值，对非稳态的数据直接丢弃，从而可以有效消除测量时间不同步带来的影响，确保了台区识别结果的准确性和可靠性。

可以理解，所述步骤S2具体为：当在某一采集时间点上，只有一个分表的负荷出现跳变，即负荷变化为1，其它分表的负荷平滑波动，即负荷变化为0，则该分表的负荷跳变特征为台区的单一负荷跳变特征。将跳变分表的负荷稳态值跳变曲线与总表的负荷稳态值跳变曲线进行匹配，若跳变分表和总表呈现相应的负荷跳变特征，且跳变值相当，则该跳变分表隶属于总表，若跳变分表和总表未呈现相应的负荷跳变特征，或者跳变值相差较远，则该跳变分表不隶属于总表。另外，单一负荷跳变特征还可以推导出更复杂的组合跳变特征，组合跳变特征可以与总表呈现的负荷跳变进行匹配以确定所有跳变分表的归属。例如，当在某一采集时间点上，多只分表的负荷出现同向跳变，其他分表的负荷平滑波动，则这些分表的负荷跳变构成组合跳变特征，此时如果总表呈现相应的负荷跳变特征，且跳变值相当，则这些跳变分表隶属于总表。

本实施例的台区识别方法采用负荷跳变识别技术，基于对台区供电网络中各节点的负荷稳态值进行采集，通过将所有分表的负荷稳态值跳变曲线与总表的负荷稳态值跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，基于负荷跳变特征的识别实现对相应电表挂载关系的判断，可以消除线损功率的影响，增加了识别的准确性。

可以理解，作为优选的，所述台区识别方法还包括以下步骤：

步骤S3：对识别域内所有分表和总表应用高频数据采集以得到负荷的暂态变化特征，并将所有分表的负荷暂态变化特征与总表的负荷暂态变化特征进行匹配，根据匹配结果得到出现负荷跳变的分表的归属。

可以理解，所述步骤S3中将所有分表的负荷暂态变化特征与总表的负荷暂态变化特征进行匹配具体包括以下内容：

提取出平滑波动的分表的噪声，并将噪声与跳变分表的负荷暂态变化特征进行叠加以计算得到总表应有的负荷暂态变化特征，再将总表应有的负荷暂态变化特征与以跳变时间点为中心的一段时间内的总表的实际负荷特性曲线进行拟合比对，根据比对结果得到跳变分表的归属。特别地，当噪声简化为0时，直接忽略平滑波动的分表的噪声，将跳变分表的负荷暂态变化特征进行叠加以计算得到总表应有的负荷暂态变化特征，再将总表应有的负荷暂态变化特征与以跳变时间点为中心的一段时间内的总表的实际负荷特性曲线进行拟合比对，根据比对结果得到跳变分表的归属。

当出现单一负荷跳变时，跳变分表的负荷呈现出其特有的负荷暂态变化特征，其余电表为平滑波动，此时，总表的负荷应呈现为该跳变分表的负荷暂态变化特征与其余平滑波动分表的噪声的叠加。通过将噪声提取出来并与跳变分表的负荷暂态变化特征相叠加，从而可以计算出总表应有的负荷暂态变化特征，再将总表应有的负荷暂态变化特征与以跳变时间点为中心的一段时间内的总表的实际负荷特性曲线进行拟合比对，若总表应有的负荷暂态变化特征与总表的实际负荷特性曲线相拟合，则判定该跳变分表隶属于总表，否则该跳变分表不隶属于总表。对于出现组合负荷跳变时，可以先使用组合后的负荷暂态变化特征进行识别，再分别使用单一负荷跳变的暂态特性进行识别。例如，当两个分表出现负荷跳变并且具备不同的负荷暂态变化特征，其余分表平滑波动，此时首先将两个分表的负荷暂态变化特征进行叠加，如果总表的负荷暂态变化特征与叠加后的分表的负荷暂态变化特征相匹配，则这两个分表隶属于总表，如果不匹配，则分别将每个分表的负荷暂态变化特征与总表进行匹配，如果匹配成功，则该分表属于总表。

其中，平滑波动的分表的噪声通过以下步骤提取得到：

取跳变前后的一段时间内总表负荷平滑波动时的平均值作为噪声。

可以理解，所述步骤S3的执行顺序与步骤S1不分先后，步骤S1和步骤S3可以同时进行，也可以先后依次进行。

在本实施例中，通过高频数据采集所有分表和总表的负荷暂态变化特征，再将跳变分表的组合状态特征与噪声叠加计算出总表应有的负荷暂态变化特征，最后将计算出来总表的负荷暂态变化特征与以跳变时间点为中心的一段时间内的总表的实际负荷特性曲线进行拟合比对，也可以有效消除测量时间不同步带来的影响，并且采用高频数据采集负荷暂态特性(即负荷暂态变化特征)，与步骤S1中数据采集的稳态特性(即负荷的稳态值)相结合，大大提升了识别速度和识别准确度，缩短了识别周期。

可以理解，作为优选的，所述台区识别方法还包括以下步骤：

步骤S4：对于一直处于平滑波动状态的分表，采用人为增加特定负荷后进行匹配识别。

若台区内的一些分表的负荷始终处于平滑波动状态，即不存在负荷跳变的情况，短时间内无法采用负荷跳变识别技术进行识别时，可以人为在台区供电网络中增加特定的负荷，例如可控硅控制电容器通断等，通过对这种特定负荷进行匹配，可以快速识别出那些一直处于平滑波动状态的分表，加快了台区的识别速度，确保整个台区供电网络识别的完整度。

可以理解，如图2所示，本发明的第二实施例还提供一种构建台区线路拓扑的方法，其可以在现有的台区的基础上构建台区线路拓扑，也可以在第一实施例中描述的稳态跳变识别和暂态跳变识别的基础上构建台区线路拓扑。所述构建台区线路拓扑的方法包括以下步骤：

步骤S100：在台区的每个支线起点设置一个分支终端，用于计量以该分支终端为起点的后续供电线路上的总负荷；

步骤S200：对台区内所有分支终端和总表应用数据采集以得到负荷的稳态值，并生成负荷稳态值的跳变曲线；

步骤S300：将出现负荷跳变的分支终端的负荷稳态值跳变曲线与总表的负荷稳态值跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，若出现负荷跳变的分支终端的跳变值与总表的负荷跳变值相当且同向，则这部分跳变的分支终端位于同一支线上，且负荷跳变发生在支线上最后一个跳变分支终端之后；

步骤S400：重复执行步骤S300，直至识别出台区供电网络的所有支线以构建台区的分支拓扑；

步骤S500：对台区内所有分支终端和分表应用数据采集以得到负荷的稳态值，并生成负荷稳态值的跳变曲线；

步骤S600：将出现负荷跳变的分表的负荷稳态值跳变曲线与分支终端的负荷稳态值跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，并根据匹配结果得到该负荷跳变分表的位置；

步骤S700：重复执行步骤S600，直至识别出所有分表的位置以构建台区的线路拓扑。

可以理解，如图3所示，在所述步骤S100中，分支终端是指装在每条支线起点的分支设备，其可以对整个分支线路进行计量，即计量以分支终端为起点的后续供电线路上的总负荷。所述分支终端可以是智能低压分路监测单元，也可以是其它具有负荷计量功能的分支设备。所述分支终端通过载波模块进行通信，与集中器的CCO(CentralCoordination中央协调器)和分表的STA(Station站点，即载波模块)共同构成载波通信网络。其中，集中器设备包含总表和CCO，分支终端包含电表和载波模块，分表包括电表和载波模块。

所述步骤S200中的数据采集方式与第一实施例中的步骤S1相同，故在此不再赘述。

在所述步骤S300中，当一部分分支终端的负荷平滑波动，另一部分分支终端的负荷跳变，且跳变值与集中器总表的负荷跳变值相当且同向，此时负荷跳变集中在同一分支中的两个相邻分支终端之间或者在分支中的最后一个分支终端之后，则判定这部分跳变的分支终端位于同一条支线上，并且判定负荷跳变是发生在支线上最后一个跳变分支终端之后。例如，如图4所示，当集中器总表与分支终端1、分支终端3均出现稳态同向等值跳变时，则可以判定集中器、分支终端1、分支终端3位于同一条支线上，并且负荷跳变发生在分支终端3之后的支线上。

可以理解，所述步骤S300还包括以下内容：

当出现新的负荷跳变时，根据跳变发生的位置对同一支线上的分支终端进行排序；和/或根据同一分支上的不同分支终端的同一时刻的负荷值进行排序。

当出现新的负荷跳变时，可以根据跳变发生的位置对同一支线上的分支终端进行排序。例如，如图4所示，当集中器、分支终端1、分支终端3出现同向等值的负荷跳变，而分支终端5未出现负荷跳变，则可以判定分支终端5在该分支中位于分支终端1和分支终端3的后面；当集中器、分支终端1出现同向等值的负荷跳变，而分支终端3和分支终端5未出现负荷跳变，则可以判定分支终端3和分支终端5在该分支中排在分支终端1的后面，从而可以得出本分支的排序为分支终端1、分支终端3、分支终端5。作为另一种选择，同一分支上的不同分支终端在同一时刻的负荷值也可以作为排序的依据，例如，在同一分支上，分支终端1的负荷值明显大于分支终端3的负荷值，则可以判定分支终端1位于分支终端3之前。

可以理解，作为优选的，所述步骤S300还包括以下内容：

对台区内所有分支终端应用高频数据采集以得到负荷的暂态变化特征，对所有分支终端的负荷暂态变化特征进行比较，若一部分分支终端的负荷平滑波动，另一部分跳变的分支终端表现出类似的负荷暂态变化特征，则这部分跳变的分支终端位于同一条支线上，且负荷跳变发生在支线上最后一个跳变分支终端之后；

若跳变的分支终端呈现出第一负荷暂态变化特征、第二负荷暂态变化特征和第三负荷暂态变化特征，且第一负荷暂态变化特征是第二负荷暂态变化特征和第三负荷暂态变化特征的叠加，则呈现第一负荷暂态变化特征的分支终端与呈现第二负荷暂态变化特征的分支终端位于同一支线，呈现第一负荷暂态变化特征的分支终端与呈现第三负荷暂态变化特征的分支终端位于同一支线，且呈现第一负荷暂态变化特征的分支终端在支线中排在呈现第二负荷暂态变化特征的分支终端和呈现第三负荷暂态变化特征的分支终端之前。

在本实施例中，通过采用高频数据采集负荷暂态变化特征与数据采集负荷的稳态值相结合，可以大幅提升分支拓扑的构建速度和识别准确度。

重复执行上述步骤S300，直至所有的分支终端都确定支线归属，从而完成台区供电线路的每一条支线的识别，例如图4中的支线1(分支终端1、3、5)、支线2(分支终端1、4)、支线3(分支终端1、3、6)，至此，台区供电网络的分支拓扑识别完成。

可以理解，所述步骤S500与步骤S300大致相同，区别仅在于数据采集对象不同，步骤S300中采集的是分支终端和集中器总表的负荷稳态值，而步骤S500采集的是分支终端和分表的负荷稳态值。

可以理解，作为优选的，所述步骤S500还包括以下步骤：

对于一直处于平滑波动状态的分表，采用人为增加特定负荷后进行匹配识别。

若台区内的一些分表的负荷始终处于平滑波动状态，即不存在负荷跳变的情况，短时间内无法采用负荷跳变识别技术进行识别时，可以人为在台区供电网络中增加特定的负荷，例如可控硅控制电容器通断等，通过对这种特定负荷进行匹配，可以快速识别出那些一直处于平滑波动状态的分表，加快了台区线路拓扑的构建速度，确保整个台区线路拓扑的完整度。

可以理解，在之前的步骤中建立完分支拓扑的基础上，进一步识别分表对应于分支终端的归属关系以完成线路拓扑的识别，所述步骤S600中具体包括以下内容：

若台区内某一只分表出现负荷跳变，其余分表为负荷平滑波动，则应该有一条支线上的分支终端也出现负荷跳变，则这个跳变分表位于同样出现负荷跳变的支线上，且位于该支线上最后一个跳变的分支终端之后；

若台区内两只分表出现反向负荷跳变，则直接逐一匹配两只分表的单一负荷跳变特征，找到每只跳变分表的位置，此种情况对应两个跳变发生在两个分支上；若无法找到任何一只分表的位置，此种情况对应两只分表在同一分支的同一点上，此时如果这两个跳变差值较大，则计算他们的组合跳变值，然后按照单一跳变处理以找到组合跳变在分支拓扑中的位置，组合跳变的位置就是两个跳变分表的共同位置；若只能找到一只分表的位置，此种情况对应两只分表在同一分支的不同分支终端的后面，另一只分表的位置即位于该分支上负荷跳变值较前一分支终端发生较大改变的第一个分支终端的前面；如图5所示，若分表a和分表b出现反向负荷跳变，则逐一匹配两只分表的单一负荷跳变特征，分支终端3和表b匹配成功，则确定表b在分支终端3后面，但无法根据表a的跳变特征直接确定表a的位置，此场景符合前述的第三种情况，而终端3和终端1之间的负荷跳变值发生明显变化，由此可以得出，表a位于分支终端3之前，分支终端1之后。

若台区内两只分表出现同向负荷跳变，且跳变值差别较大，则首先计算他们的组合跳变值，然后按照单一跳变处理以找到组合跳变在分支拓扑中的位置，再从该位置开始逐一匹配两只分表的单一负荷跳变特征，从而找到每只跳变分表的位置；若无法找到任何一只分表的位置，说明两只分表在同一分支的同一点上，组合跳变的位置即这两个分表的共同位置；若只能找到一只分表的位置，则另一只分表的位置即为组合跳变发生的位置。

上述处理方法将分立跳变进行组合，将组合后跳变和各分立跳变在适当的时机同各分支终端进行匹配，以确定跳变的位置。显然，对两只分表反向跳变和两只分表同向跳变的情况，其处理方法是可以互换的。同样，这种处理方法也可以应用到多个跳变的情况。

可以理解，作为优选的，所述步骤S600还包括以下内容：

对台区内所有分表和分支终端应用高频数据采集以得到负荷的暂态变化特征，并将所有分表的负荷暂态变化特征与所有分支终端的负荷暂态变化特征进行匹配，若某一只分表呈现负荷暂态变化特征，其它分表的负荷平滑波动，则这只跳变分表位于呈现出相同负荷暂态变化特征的分支上，且位于该分支上最后呈现跳变的分支终端之后；若两只分表均呈现出负荷暂态变化特征，其它分表的负荷平滑波动，则首先计算出两只跳变分表的组合负荷暂态变化特征，然后按照单一跳变处理找到组合负荷暂态变化特征在分支拓扑中对应的分支终端，从该分支终端开始，继续匹配每只跳变分表各自的负荷暂态变化特征，从而找到每只跳变分表的位置。

重复执行步骤S600，直至识别出所有分表在对应支线中的位置以构建台区的线路拓扑。

本实施例的构建台区线路拓扑的方法，通过在台区供电网络中引入分支终端来计量每条分支上的总负荷，可以结合负荷稳态值的负荷跳变识别技术进而快速、准确地建立台区的分支拓扑和线路拓扑，也可以结合负荷暂态变化特征的负荷跳变识别技术来构建分支拓扑和线路拓扑。稳态的负荷跳变识别技术，通对采用窗口抄读的方式采集稳态数据并进行数据平滑，对非稳态的数据直接丢弃，可以有效消除测量时间不同步带来的影响；暂态的负荷跳变识别技术，将计算出来总表的负荷特性与跳变时间点为中心的一段时间内的总表的实际负荷特性曲线进行拟合比对，也可以有效消除测量时间不同步带来的影响。另外，稳态技术和暂态技术可以结合使用，大幅度提升台区线路拓扑的构建速度和准确性。

可以理解，作为优选的，依赖于台区供电网络的采集时间同步和测量时间同步，并且通过采用窗口抄读稳态数据后进行数据平滑的方式消除掉测量时间不同步的影响，基于同步的稳态负荷数据可以计算台区供电网络的线损功率、平均电流、导线电阻和导线长度中的任一种，从而实现对全线路的电缆老化的动态监测和出现线路故障时的快速定位排查。具体地，所述构建台区线路拓扑的方法还包括以下步骤：

步骤S800：对台区线路拓扑的全线路进行动态监测。

具体地，所述步骤S800包括以下内容：采用分支终端和分表在同一时间点的功率计量值以计算动态的线损功率值，线损功率＝父节点功率-子节点功率之和-父子节点间的电表功率和。例如，如图6所示，节点1到节点3间(加粗段)的线损功率计算如下：

其中，所述P1表示分支终端1的功率值，P3表示分支终端3的功率值，P4表示分支终端4的功率值，

表示分支终端1和分支终端3之间的电表的功率值之和。

所述步骤S800还包括以下步骤：

采用算数平均值计算导线的平均电流，平均电流＝父节点与所有子节点的电流之和/2。例如，图6中的节点1到节点3之间的平均电流计算如下：

I_平均＝(I₁+I₃+I₄)/2

其中，I₁表示分支终端1的电流值，I₃表示分支终端3的电流值，I₄表示分支终端4的电流值。

所述步骤S800还包括以下步骤：

计算导线电阻，导线电阻＝线损功率/平均电流的平方。例如图6中的节点1到节点3之间的导线电阻为

R＝ΔP/I_平均 ²

所述步骤S800还包括以下步骤：

估算导线的长度，导线长度＝导线电阻*导线截面积/电阻率，即

L＝(R**S)/ρ

在本实施例中，基于载波网络的时间同步，以及采用窗口抄读稳态数据后进行数据平滑的方式消除掉测量时间不同步的影响，从而可以获取同步的稳态负荷数据，进而可以计算台区供电网络的线损功率、平均电流、导线电阻和导线长度中的任一种，可以对台区线路拓扑进行全网监测，以实现对全线路的电缆老化的动态监测和出现线路故障时的快速定位排查。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种构建台区线路拓扑的方法，其特征在于，

包括以下步骤：

步骤S100：在台区的每个支线起点设置一个分支终端，用于计量以该分支终端为起点的后续供电线路上的总负荷；

步骤S200：对台区内所有分支终端和总表应用数据采集以得到负荷的稳态值，并生成负荷稳态值的跳变曲线；

步骤S300：将出现负荷跳变的分支终端的负荷稳态值跳变曲线与总表的负荷稳态值跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，若出现负荷跳变的分支终端的跳变值与总表的负荷跳变值相当且同向，则这部分跳变的分支终端位于同一支线上，且负荷跳变发生在支线上最后一个跳变分支终端之后；

步骤S400：重复执行步骤S300，直至识别出台区供电网络的所有支线以构建台区的分支拓扑；

步骤S500：对台区内所有分支终端和分表应用数据采集以得到负荷的稳态值，并生成负荷稳态值的跳变曲线；

步骤S600：将出现负荷跳变的分表的负荷稳态值跳变曲线与分支终端的负荷稳态值跳变曲线进行负荷跳变特征匹配，并根据匹配结果得到该负荷跳变分表的位置；

步骤S700：重复执行步骤S600，直至识别出所有分表的位置以构建台区的线路拓扑；

所述步骤S600包括以下内容：

若台区内某一只分表出现负荷跳变，其余分表为负荷平滑波动，则应该有一条支线上的分支终端也出现负荷跳变，则这个跳变分表位于同样出现负荷跳变的支线上，且位于该支线上最后一个跳变的分支终端之后；

若台区内两只分表出现反向负荷跳变，则直接逐一匹配两只分表的单一负荷跳变特征，找到每只跳变分表的位置，此种情况对应两个跳变发生在两个分支上；若无法找到任何一只分表的位置，此种情况对应两只分表在同一分支的同一点上，此时如果这两个跳变差值较大，则计算他们的组合跳变值，然后按照单一跳变处理以找到组合跳变在分支拓扑中的位置，组合跳变的位置就是两个跳变分表的共同位置；若只能找到一只分表的位置，此种情况对应两只分表在同一分支的不同分支终端的后面，另一只分表的位置即位于该分支上负荷跳变值较前一分支终端发生较大改变的第一个分支终端的前面；

若台区内两只分表出现同向负荷跳变，且跳变值差别较大，则首先计算他们的组合跳变值，然后按照单一跳变处理以找到组合跳变在分支拓扑中的位置，再从该位置开始逐一匹配两只分表的单一负荷跳变特征，从而找到每只跳变分表的位置；若无法找到任何一只分表的位置，说明两只分表在同一分支的同一点上，组合跳变的位置即这两个分表的共同位置；若只能找到一只分表的位置，则另一只分表的位置即为组合跳变发生的位置。

2.如权利要求1所述的构建台区线路拓扑的方法，其特征在于，

所述步骤S300还包括以下内容：

当出现新的负荷跳变时，根据跳变发生的位置对同一支线上的分支终端进行排序；和/或

根据同一分支上的不同分支终端的同一时刻的负荷值进行排序。

3.如权利要求2所述的构建台区线路拓扑的方法，其特征在于，

所述步骤S300中还包括以下内容：

对台区内所有分支终端应用高频数据采集以得到负荷的暂态变化特征，对所有分支终端的负荷暂态变化特征进行比较，若一部分分支终端的负荷平滑波动，另一部分跳变的分支终端表现出类似的负荷暂态变化特征，则这部分跳变的分支终端位于同一条支线上，且负荷跳变发生在支线上最后一个跳变分支终端之后；

若跳变的分支终端呈现出第一负荷暂态变化特征、第二负荷暂态变化特征和第三负荷暂态变化特征，且第一负荷暂态变化特征是第二负荷暂态变化特征和第三负荷暂态变化特征的叠加，则呈现第一负荷暂态变化特征的分支终端与呈现第二负荷暂态变化特征的分支终端位于同一支线，呈现第一负荷暂态变化特征的分支终端与呈现第三负荷暂态变化特征的分支终端位于同一支线，且呈现第一负荷暂态变化特征的分支终端在支线中排在呈现第二负荷暂态变化特征的分支终端和呈现第三负荷暂态变化特征的分支终端之前。

4.如权利要求1所述的构建台区线路拓扑的方法，其特征在于，

所述步骤S600还包括以下内容：

对台区内所有分表和分支终端应用高频数据采集以得到负荷的暂态变化特征，并将所有分表的负荷暂态变化特征与所有分支终端的负荷暂态变化特征进行匹配，若某一只分表呈现负荷暂态变化特征，其它分表的负荷平滑波动，则这只跳变分表位于呈现出相同负荷暂态变化特征的分支上，且位于该分支上最后呈现跳变的分支终端之后；若两只分表均呈现出负荷暂态变化特征，其它分表的负荷平滑波动，则首先计算出两只跳变分表的组合负荷暂态变化特征，然后按照单一跳变处理找到组合负荷暂态变化特征在分支拓扑中对应的分支终端，从该分支终端开始，继续匹配每只跳变分表各自的负荷暂态变化特征，从而找到每只跳变分表的位置。

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