CN110879320A - 一种低压台区变线户关系识别系统及方法 - Google Patents

一种低压台区变线户关系识别系统及方法 Download PDF

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李炳要
余梅梅
戴斌
张昱波
侯玉
黄令忠
李涛
陈昭旻
陈舒宁
钟洁丽
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Abstract

本发明涉及一种低压台区变线户关系识别系统及方法，其中低压台区变线户关系识别系统包括：安装在配变出线处的第一识别装置，安装在各支线路分支箱进线开关处的第二识别装置、安装在各表箱进线开关处的第三识别装置，第一识别装置用于获取所有第二识别装置、所有第三识别装置的台区识别编码及安装信息、谐波数据，并筛选出相应的第二识别装置，将所述第二识别装置的父节点设置为所述第一识别装置；所述第一识别装置还用于根据所述第二识别装置和所述第三识别装置的谐波数据筛选出所有第三识别装置的父节点，形成该台区的变、线、户拓扑关系图。本发明采用谐波分析算法分析各次谐波的特征曲线，可更加准确识别出台区关系。

Description

一种低压台区变线户关系识别系统及方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种低压台区变线户关系识别系统及方法。
背景技术
低压台区的线路错综复杂，用户电表分布不规则，经常出现两个或多个配变靠在一起的情况，电能表的归属关系通常是由人工进行记录，很容易导致档案错误，因此用户的电能表的归属问题对线损统计带来了很大困扰。
目前低压台区识别仪主要采用在载波信号调制方法，在配变出现处安装信号发生装置，在母线上注入载波信号，在低压台区的最末端即电表位置安装信号接收装置，接收载波信号，并根据接收到的载波信号确定用户的台区信息及相位信息。对于距离长干扰严重的线路，电力载波信号可能无法传输，配变不能完全隔离掉载波信号，信号可以通过配变高压侧耦合到另外一个台区，使得台区识别不准确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种低压台区变线户关系识别系统及方法，以更加准确识别出低压台区变线户关系。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种低压台区变线户关系识别系统，包括：
安装在配变出线处的第一识别装置，安装在各支线路分支箱进线开关处的第二识别装置、安装在各表箱进线开关处的第三识别装置，所述第一识别装置执行主机模式，所述第二识别装置和第三识别装置执行从机模式，主机模式主动调制发送台区识别信号，从机模式被动解调接收台区识别信号，以实现台区识别功能；
所述第一识别装置用于获取所有第二识别装置、所有第三识别装置的台区识别编码及安装信息、谐波数据，并筛选出台区识别编码与自身发送的编码一致且安装信息为分支箱的第二识别装置，将所述第二识别装置的父节点设置为所述第一识别装置；所述第一识别装置还用于根据所述第二识别装置和所述第三识别装置的谐波数据筛选出所有第三识别装置的父节点，形成该台区的变、线、户拓扑关系图。
其中，所述第一识别装置、第二识别装置和第三识别装置均包括：主控模块、台区识别模块、交流采样模块、高速电力线载波通信模块、电源模块以及维护接口模块，其中，所述交流采样模块采用6通道24位AD采样芯片与DSP方案，用于测算三相电压、电流2～32次谐波幅值、含有率，以及抽取各次谐波含有率变化量，所述高速电力线载波通信模块用于实现各识别装置之间的时钟同步，以及采样数据传输。
其中，所述第一识别装置用于采样配变出线处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率，所述第二识别装置用于采样各分支箱进线开关处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率，所述第三识别装置用于采样各表箱进线开关处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率。
其中，所述第一识别装置位于集中器附近。
其中，所述第一识别装置还用于根据所述第二识别装置和所述第三识别装置的谐波数据筛选出所有第三识别装置的父节点，形成该台区的变、线、户拓扑关系图，具体是指：
所述第一识别装置从存储中逐一提取出表箱层级的第三识别装置的谐波数据，并筛选出第N次谐波含有率变化量大于设定值的时间节点，形成第N次谐波含有率变化量的三维网格图形，其中X轴表示第三识别装置的资产编号，Y轴表示第N次谐波含有率变化量超过设定值的时间节点，Z轴表示第N次谐波含有率变化量；
以Y轴的时间节点为主键，筛选出X轴上的唯一的第三识别装置，在所述时间节点上，比较某分支箱节点的第二识别装置在第N次谐波含有率变化量，如果变化趋势相同、变化量差值在设定值范围内，则将此分支箱节点的第二识别装置设置为此表箱节点的第三识别装置的父节点；逐一比较所有分支箱节点的第二识别装置，计算出所有表箱节点的第三识别装置的父节点；
依次分析2～32次谐波含有率变化量，重复上述筛选分析步骤，最终若存在某表箱的第三识别装置没有父节点，则比较其台区识别编码，当与所述第一识别装置的台区识别编码一致时，则将所述第三识别装置的父节点设置为所述第一识别装置。
本发明还提供一种低压台区变线户关系识别方法，通过所述的低压台区变线户关系识别系统实施，所述低压台区变线户关系识别方法包括：
步骤S1，第一识别装置获取所有第二识别装置、所有第三识别装置的台区识别编码及安装信息、谐波数据；
步骤S2，所述第一识别装置筛选出台区识别编码与自身发送的编码一致且安装信息为分支箱的第二识别装置，将所述第二识别装置的父节点设置为所述第一识别装置；
步骤S3，所述第一识别装置根据所述第二识别装置和所述第三识别装置的谐波数据筛选出所有第三识别装置的父节点，形成该台区的变、线、户拓扑关系图。
其中，所述谐波数据为上一日的电流2～32次谐波含有率的1分钟周期曲线数据。
其中，所述步骤S3具体包括：
步骤S31，所述第一识别装置从存储中逐一提取出表箱层级的第三识别装置的谐波数据，并筛选出第N次谐波含有率变化量大于设定值的时间节点，形成第N次谐波含有率变化量的三维网格图形，其中X轴表示第三识别装置的资产编号，Y轴表示第N次谐波含有率变化量超过设定值的时间节点，Z轴表示第N次谐波含有率变化量；
步骤S32，以Y轴的时间节点为主键，筛选出X轴上的唯一的第三识别装置，在所述时间节点上，比较某分支箱节点的第二识别装置在第N次谐波含有率变化量，如果变化趋势相同、变化量差值在设定值范围内，则将此分支箱节点的第二识别装置设置为此表箱节点的第三识别装置的父节点；逐一比较所有分支箱节点的第二识别装置，计算出所有表箱节点的第三识别装置的父节点；
步骤S33，依次分析2～32次谐波含有率变化量，重复上述筛选分析步骤，最终若存在某表箱的第三识别装置没有父节点，则比较其台区识别编码，当与所述第一识别装置的台区识别编码一致时，则将所述第三识别装置的父节点设置为所述第一识别装置。
其中，在配变出线处安装主机模式的第一识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率；在各分支箱进线开关处安装从机模式的第二识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率；在各表箱的进线开关处安装从机模式的第三识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率。
其中，所述第一识别装置、第二识别装置和第三识别装置均包括：主控模块、台区识别模块、交流采样模块、高速电力线载波通信模块、电源模块以及维护接口模块，其中，所述交流采样模块采用6通道24位AD采样芯片与DSP方案，用于测算三相电压、电流2～32次谐波幅值、含有率，以及抽取各次谐波含有率变化量，所述高速电力线载波通信模块用于实现各识别装置之间的时钟同步，以及采样数据传输。
本发明实施例的有益效果在于，在载波信号识别的基础上，添加交流采样，计算配变出线处与被测处的谐波数据，采用谐波分析算法分析各次谐波的特征曲线，可更加准确识别出台区关系，确定分支线路关系，进一步理清变线户关系。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一一种低压台区变线户关系识别系统的架构示意图。
图2是本发明实施例一中识别装置的模块结构示意图。
图3是本发明实施例二一种低压台区变线户关系识别方法的流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种低压台区变线户关系识别系统，包括：
安装在配变出线处的第一识别装置，安装在各支线路分支箱进线开关处的第二识别装置、安装在各表箱进线开关处的第三识别装置，所述第一识别装置执行主机模式，所述第二识别装置和第三识别装置执行从机模式，主机模式主动调制发送台区识别信号，从机模式被动解调接收台区识别信号，以实现台区识别功能；
所述第一识别装置用于获取所有第二识别装置、所有第三识别装置的台区识别编码及安装信息、谐波数据，并筛选出台区识别编码与自身发送的编码一致且安装信息为分支箱的第二识别装置，将所述第二识别装置的父节点设置为所述第一识别装置；所述第一识别装置还用于根据所述第二识别装置和所述第三识别装置的谐波数据筛选出所有第三识别装置的父节点，形成该台区的变、线、户拓扑关系图。
具体地，请结合图2所示，本实施例中，第一识别装置、第二识别装置和第三识别装置均包括主控模块、台区识别模块、交流采样模块、高速电力线载波通信模块、电源模块以及维护接口模块。其中，交流采样模块采用6通道24位高精度AD采样芯片与DSP方案，具备高速采样及计算能力，可测算三相电压、电流2～32次谐波幅值、含有率等数据，在此数据基础上抽取各次谐波的含有率变化特征，以对比分析关联关系，确定变线户拓扑关系。高速电力线载波通信(HPLC)模块用于实现各识别装置之间的时钟同步，以及采样数据传输。
低压台区从配变出线后，进入各分支箱，由各分支箱出线进入各表箱。在配变出线处安装主机模式的第一识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率。在各分支箱进线开关处安装从机模式的第二识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率。在各表箱的进线开关处安装从机模式的第三识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率。作为一种示例，第一识别装置可安装于集中器附近。
经过一段时间的运行，第一识别装置通过HPLC模块抄读所有第二识别装置、所有第三识别装置的台区识别编码及安装信息(分支箱、表箱)。然后，第一识别装置筛选出台区识别编码与自身发送的编码一致且安装信息为分支箱的第二识别装置，将该第二识别装置的父节点设置为第一识别装置。
第一识别装置还通过HPLC模块抄读所有第二识别装置、所有第三识别装置的谐波数据，即上一日的电流2～32次谐波含有率的1分钟周期曲线数据。第一识别装置从存储中逐一提取出表箱层级的第三识别装置的谐波数据，并筛选出第N次谐波含有率变化量大于设定值的时间节点，形成第N次谐波含有率变化量的三维网格图形，其中X轴表示第三识别装置的资产编号，Y轴表示第N次谐波含有率变化量超过设定值的时间节点，Z轴表示第N次谐波含有率变化量。
以Y轴的时间节点为主键，筛选出X轴上的唯一的第三识别装置，即某个时间点上有且仅有一个第三识别装置的第N次谐波上发生了谐波含有率变化量超过设定值。在此时间节点上，比较某分支箱节点的第二识别装置在第N次谐波含有率变化量，基于处于同一条线路上的识别装置，各次谐波含有率变化趋势应完全一致，因此，如果变化趋势相同、变化量差值在设定值范围内，则表明此分支箱节点的第二识别装置是此表箱节点的第三识别装置的父节点。逐一比较所有分支箱节点的第二识别装置，计算出所有表箱节点的第三识别装置的父节点。
依次分析2～32次谐波含有率变化量，重复上述筛选分析步骤，最终若存在某表箱的第三识别装置没有父节点，则比较其台区识别编码，当与第一识别装置的台区识别编码一致时，则表明此表箱节点的线路未经过分支箱，可将该第三识别装置的父节点设置为第一识别装置。
通过上述流程，最终在第一识别装置内部，所有从机模式的第二识别装置以及第三识别装置都存在一个父节点，以此形成该台区的变、线、户拓扑关系图。
相应于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种低压台区变线户关系识别方法，通过本发明实施例一所述的低压台区变线户关系识别系统实施，该低压台区变线户关系识别方法包括：
步骤S1，第一识别装置获取所有第二识别装置、所有第三识别装置的台区识别编码及安装信息、谐波数据；
步骤S2，所述第一识别装置筛选出台区识别编码与自身发送的编码一致且安装信息为分支箱的第二识别装置，将所述第二识别装置的父节点设置为所述第一识别装置；
步骤S3，所述第一识别装置根据所述第二识别装置和所述第三识别装置的谐波数据筛选出所有第三识别装置的父节点，形成该台区的变、线、户拓扑关系图。
具体地，在配变出线处安装主机模式的第一识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率。在各分支箱进线开关处安装从机模式的第二识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率。在各表箱的进线开关处安装从机模式的第三识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率。
步骤S1中，经过一段时间的运行，第一识别装置通过HPLC模块抄读所有第二识别装置、所有第三识别装置的台区识别编码及安装信息(分支箱、表箱)，抄读所有第二识别装置、所有第三识别装置的谐波数据，即上一日的电流2～32次谐波含有率的1分钟周期曲线数据。
步骤S3具体包括：
步骤S31，第一识别装置从存储中逐一提取出表箱层级的第三识别装置的谐波数据，并筛选出第N次谐波含有率变化量大于设定值的时间节点，形成第N次谐波变化的三维网格图形，其中X轴表示第三识别装置的资产编号，Y轴表示第N次谐波含有率变化量超过设定值的时间节点，Z轴表示第N次谐波含有率变化量；
步骤S32，以Y轴的时间节点为主键，筛选出X轴上的唯一的第三识别装置，即在某个时间节点上，有且仅有一个第三识别装置的第N次谐波上发生了谐波含有率变化量超过设定值；在此时间节点上，比较某分支箱节点的第二识别装置在第N次谐波变化量，如果变化趋势相同、变化量差值在设定值范围内，说明此分支箱节点的第二识别装置是此表箱节点的第三识别装置的父节点，则将此分支箱节点的第二识别装置设置为此表箱节点的第三识别装置的父节点；逐一比较所有分支箱节点的第二识别装置，计算出所有表箱节点的第三识别装置的父节点；
步骤S33，依次分析2～32次谐波含有率的变化量，重复上述筛选分析步骤，最终若存在某表箱的第三识别装置没有父节点，则比较其台区识别编码，当与第一识别装置的台区识别编码一致时，则将该第三识别装置的父节点设置为第一识别装置。
通过上述步骤，最终在第一识别装置内部，所有从机模式的第二识别装置以及第三识别装置都存在一个父节点，以此形成该台区的变、线、户拓扑关系图。
通过上述说明可知，本发明实施例的有益效果在于，在载波信号识别的基础上，添加交流采样，计算配变出线处与被测处的谐波数据，采用谐波分析算法分析各次谐波的特征曲线，可更加准确识别出台区关系，确定分支线路关系，进一步理清变线户关系。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种低压台区变线户关系识别系统，其特征在于，包括：
安装在配变出线处的第一识别装置，安装在各支线路分支箱进线开关处的第二识别装置、安装在各表箱进线开关处的第三识别装置，所述第一识别装置执行主机模式，所述第二识别装置和第三识别装置执行从机模式，主机模式主动调制发送台区识别信号，从机模式被动解调接收台区识别信号，以实现台区识别功能；
所述第一识别装置用于获取所有第二识别装置、所有第三识别装置的台区识别编码及安装信息、谐波数据，并筛选出台区识别编码与自身发送的编码一致且安装信息为分支箱的第二识别装置，将所述第二识别装置的父节点设置为所述第一识别装置；所述第一识别装置还用于根据所述第二识别装置和所述第三识别装置的谐波数据筛选出所有第三识别装置的父节点，形成该台区的变、线、户拓扑关系图。
2.根据权利要求1所述的低压台区变线户关系识别系统，其特征在于，所述第一识别装置、第二识别装置和第三识别装置均包括：主控模块、台区识别模块、交流采样模块、高速电力线载波通信模块、电源模块以及维护接口模块，其中，所述交流采样模块采用6通道24位AD采样芯片与DSP方案，用于测算三相电压、电流2～32次谐波幅值、含有率，以及抽取各次谐波含有率变化量，所述高速电力线载波通信模块用于实现各识别装置之间的时钟同步，以及采样数据传输。
3.根据权利要求1所述的低压台区变线户关系识别系统，其特征在于，所述第一识别装置用于采样配变出线处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率，所述第二识别装置用于采样各分支箱进线开关处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率，所述第三识别装置用于采样各表箱进线开关处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率。
4.根据权利要求3所述的低压台区变线户关系识别系统，其特征在于，所述第一识别装置位于集中器附近。
5.根据权利要求1所述的低压台区变线户关系识别系统，其特征在于，所述第一识别装置还用于根据所述第二识别装置和所述第三识别装置的谐波数据筛选出所有第三识别装置的父节点，形成该台区的变、线、户拓扑关系图，具体是指：
所述第一识别装置从存储中逐一提取出表箱层级的第三识别装置的谐波数据，并筛选出第N次谐波含有率变化量大于设定值的时间节点，形成第N次谐波含有率变化量的三维网格图形，其中X轴表示第三识别装置的资产编号，Y轴表示第N次谐波含有率变化量超过设定值的时间节点，Z轴表示第N次谐波含有率变化量；
以Y轴的时间节点为主键，筛选出X轴上的唯一的第三识别装置，在所述时间节点上，比较某分支箱节点的第二识别装置在第N次谐波含有率变化量，如果变化趋势相同、变化量差值在设定值范围内，则将此分支箱节点的第二识别装置设置为此表箱节点的第三识别装置的父节点；逐一比较所有分支箱节点的第二识别装置，计算出所有表箱节点的第三识别装置的父节点；
依次分析2～32次谐波含有率变化量，重复上述筛选分析步骤，最终若存在某表箱的第三识别装置没有父节点，则比较其台区识别编码，当与所述第一识别装置的台区识别编码一致时，则将所述第三识别装置的父节点设置为所述第一识别装置。
6.一种低压台区变线户关系识别方法，其特征在于，通过如权利要求1所述的低压台区变线户关系识别系统实施，所述低压台区变线户关系识别方法包括：
步骤S1，第一识别装置获取所有第二识别装置、所有第三识别装置的台区识别编码及安装信息、谐波数据；
步骤S2，所述第一识别装置筛选出台区识别编码与自身发送的编码一致且安装信息为分支箱的第二识别装置，将所述第二识别装置的父节点设置为所述第一识别装置；
步骤S3，所述第一识别装置根据所述第二识别装置和所述第三识别装置的谐波数据筛选出所有第三识别装置的父节点，形成该台区的变、线、户拓扑关系图。
7.根据权利要求6所述的低压台区变线户关系识别方法，其特征在于，所述谐波数据为上一日的电流2～32次谐波含有率的1分钟周期曲线数据。
8.根据权利要求7所述的低压台区变线户关系识别方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
步骤S31，所述第一识别装置从存储中逐一提取出表箱层级的第三识别装置的谐波数据，并筛选出第N次谐波含有率变化量大于设定值的时间节点，形成第N次谐波含有率变化量的三维网格图形，其中X轴表示第三识别装置的资产编号，Y轴表示第N次谐波含有率变化量超过设定值的时间节点，Z轴表示第N次谐波含有率变化量；
步骤S32，以Y轴的时间节点为主键，筛选出X轴上的唯一的第三识别装置，在所述时间节点上，比较某分支箱节点的第二识别装置在第N次谐波含有率变化量，如果变化趋势相同、变化量差值在设定值范围内，则将此分支箱节点的第二识别装置设置为此表箱节点的第三识别装置的父节点；逐一比较所有分支箱节点的第二识别装置，计算出所有表箱节点的第三识别装置的父节点；
步骤S33，依次分析2～32次谐波含有率变化量，重复上述筛选分析步骤，最终若存在某表箱的第三识别装置没有父节点，则比较其台区识别编码，当与所述第一识别装置的台区识别编码一致时，则将所述第三识别装置的父节点设置为所述第一识别装置。
9.根据权利要求6所述的低压台区变线户关系识别方法，其特征在于，在配变出线处安装主机模式的第一识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率；在各分支箱进线开关处安装从机模式的第二识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率；在各表箱的进线开关处安装从机模式的第三识别装置采样此处的三相电压、电流信号，并计算电压、电流的各次谐波含有率。
10.根据权利要求6所述的低压台区变线户关系识别方法，其特征在于，所述第一识别装置、第二识别装置和第三识别装置均包括：主控模块、台区识别模块、交流采样模块、高速电力线载波通信模块、电源模块以及维护接口模块，其中，所述交流采样模块采用6通道24位AD采样芯片与DSP方案，用于测算三相电压、电流2～32次谐波幅值、含有率，以及抽取各次谐波含有率变化量，所述高速电力线载波通信模块用于实现各识别装置之间的时钟同步，以及采样数据传输。
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