CN110988476A - 一种台区相位拓扑识别装置及识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种台区相位拓扑识别装置及识别方法，其中拓扑识别装置由过零检测电路、单片机、拓扑电流发生器、电流互感器、拓扑电流检测电路等部分组成。识别方法首先检测台区电网电压的过零点，并将过零信号发送给识别装置单片机，识别装置发射模块向台区电网发送拓扑电流，接收节点电流互感器在台区电网中对拓扑电流进行采样并发送给本节点拓扑电流检测电路及单片机，单片机在过零点后附近时刻对接收到拓扑信号进行采样，最后根据各个节点的相位关系以及上下级电路关系得到整个台区电网相位拓扑关系图。本发明通过检测电网电压的过零点进行台区拓扑相位识别，最大可能地消除了电网中负载电流对相位识别的影响，提高了识别率。

Description

一种台区相位拓扑识别装置及识别方法

技术领域

本发明涉及一种台区相位拓扑识别装置及识别方法，属于智能电网技术领域。

背景技术

台区相位拓扑识别是将识别装置置于台区节点中，利用瞬时短路火线零线并产生瞬时的脉冲拓扑电流向台区电网发送，识别时在台区各个回路节点依次产生脉冲拓扑电流，其余节点接收电流，并根据拓扑电流发射与接收的关系推导出整个台区的相位拓扑的过程。

现有相位拓扑识别通常采用电流法，即在台区电网中产生脉冲电流，之后通过电流互感器采集脉冲电流判断台区的相位拓扑关系。由于在台区电网中存在有大小形状不定的负载电流，且负载电流随用户用电量的增加而增大畸变，而用于识别的拓扑感知电流混杂在正常负载电流中，采样时极易受到电网中负载电流的干扰，故现有的相位识别算法易产生误识别，识别准确率不高。

发明内容

发明要解决的技术问题

为解决现有台区相位识别方法拓扑感知电流与负载电流混杂，识别率不高的问题，本发明提出一种能够提高识别率的台区相位拓扑识别方法，通过检测电网电压的过零点，并使识别方法只在该过零点附近进行采样，避免电网中负载电流的影响，提高识别率。

技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种台区相位拓扑识别装置，包括过零检测电路、单片机、拓扑电流发生器、电流互感器、拓扑电流检测电路，其中单片机、过零检测电路、拓扑电流发生器组成拓扑感知电流发射模块；单片机、过零检测电路、电流互感器、拓扑电流检测电路组成拓扑感知电流接收模块。

一种使用上述台区相位拓扑识别装置的台区相位拓扑识别方法，包括以下步骤：

步骤1，将台区相位拓扑识别装置安装在电网的每个线路节点中，一个节点作为发送节点发射拓扑感知电流，其余节点作为接收节点接收拓扑感知电流；

步骤2，台区相位拓扑识别装置过零检测电路检测台区电网电压的过零点，并将过零信号发送给装置单片机；

步骤3，在发送节点，装置单片机在过零信号所提供的过零点后附近时刻向拓扑电流发生器发送脉冲电流驱动信号；

步骤4，在发送节点，拓扑电流发生器在接收到脉动电流驱动信号后向台区电网发送拓扑电流；

步骤5，在接收节点，电流互感器在台区电网中对拓扑电流进行采样并发送给本节点拓扑电流检测电路；

步骤6，在接收节点，拓扑电流检测电路将电流互感器采样到的拓扑信号发送给所述单片机；

步骤7，在接收节点，单片机在过零点后附近时刻对接收到拓扑信号进行采样，若单片机采样到某发送节点的拓扑信号，则说明该接收节点与发送节点处于同一台区、同一相位，且此接收节点处于发送节点的上级回路；

步骤8，依次将台区电网中的每个节点作为发射节点，其余节点作为接收节点执行步骤1-7，根据各个接收节点与发送节点的相位关系以及上下级电路关系，得到整个台区电网相位拓扑关系图。

进一步地，步骤3中脉冲电流驱动信号采用编码方式进行发送，步骤7中单片机在接收到拓扑信号后首先进行比较，当接收端所接收编码与发射端发送编码完全对应时方可执行后续方法步骤。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过检测电网电压的过零点进行台区拓扑相位识别，最大可能地消除了电网中负载电流对相位识别的影响，提高了识别率；

本发明通过对拓扑感知脉冲电流信号进行编码的方式进行识别，避免了电网中突然出现的杂波信号干扰，提高了拓扑识别方法的抗干扰性能。

附图说明

图1为本发明拓扑识别装置的组成示意图；

图2为本发明拓扑识别方法拓扑电流发送的步骤图；

图3为本发明识别装置拓扑电流发生器发送拓扑感知电流示意图；

图4为本发明拓扑感知电流编码示意图；

图5为本发明拓扑识别方法拓扑信号接收的步骤图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和具体实施方式对本发明作详细描述。

如图1所示，台区相位拓扑感知装置由过零检测电路、单片机、拓扑电流发生器、电流互感器、拓扑电流检测电路等部分组成，其中过零检测电路、单片机、拓扑电流发生器组成拓扑感知电流发送模块；过零检测电路、单片机、电流互感器、拓扑电流检测电路组成拓扑感知电流接收模块。感知装置安装在电网的每个线路节点中，工作时每个节点依次发射拓扑感知电流，其余节点接收电流，根据接收的信号判定台区节点的拓扑关系。

识别装置中的过零检测电路用于检测电网中电压过零信号，我国交流电频率为50Hz，一个周期为20ms，过零检测电路在每个周期产生一个过零信号并发送至装置单片机，该信号为每个台区拓扑感知终端提供基准。

图2为拓扑电流的发射过程，感知终端中的单片机接收到过零检测电路所发送过零信号后产生拓扑感知电流驱动信号，拓扑电流发生器在接收到该驱动信号后向台区电网发送拓扑电流。

图3为拓扑电流发生器发送拓扑感知电流示意图，拓扑电流在过零点后附近时刻进行发送，发送时采用编码方式，在本实施例中，采用一个周期1位，13位为一组的编码方式，如图4所示，发送编码为1110001001011。接收拓扑电流时，只有接收端所接收编码与发射端发送编码完全对应时才是有效的拓扑感知信号，这种方法可以避免电网中突然出现的杂波信号的干扰，使得拓扑电流采样抗干扰性增强，采样准确率更高。

图5为拓扑信号的接收过程，识别装置单片机接收过零检测电路所发送过零信号后，在过零点后附近时刻对电流互感器感知拓扑电流进行采样，拓扑电流检测电路将拓扑信号发送给单片机，单片机在过零点后附近时刻对接收到拓扑信号进行采样，若单片机采样到某发送节点的拓扑信号，则说明该接收节点与发送节点处于同一台区、同一相位，且此接收节点处于发送节点的上级回路。

在本实施例中，单片机采样对拓扑感知电流进行采样间隔时间为800us，单片机在正弦波谷底后附近时刻进行采样，此时电网内负载电流较小，在此时刻产生脉冲电流可以提高信噪比，提高拓扑信号识别率。

识别时依次将台区电网中的每个节点作为发射节点，其余节点作为接收节点，根据各个接收节点与发送节点的相位关系以及上下级电路关系，即可得到整个台区电网相位拓扑关系图。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种台区相位拓扑识别装置，其特征在于，包括过零检测电路、单片机、拓扑电流发生器、电流互感器、拓扑电流检测电路，其中单片机、过零检测电路、拓扑电流发生器组成拓扑感知电流发射模块；单片机、过零检测电路、电流互感器、拓扑电流检测电路组成拓扑感知电流接收模块。

2.一种使用如权利要求1所述台区相位拓扑识别装置的台区相位拓扑识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将所述台区相位拓扑识别装置安装在电网的每个线路节点中，一个节点作为发送节点发射拓扑感知电流，其余节点作为接收节点接收拓扑感知电流；

步骤2，所述台区相位拓扑识别装置过零检测电路检测台区电网电压的过零点，并将过零信号发送给装置单片机；

步骤3，在发送节点，所述装置单片机在过零信号所提供的过零点后附近时刻向所述拓扑电流发生器发送脉冲电流驱动信号；

步骤4，在发送节点，所述拓扑电流发生器在接收到脉动电流驱动信号后向台区电网发送拓扑电流；

步骤5，在接收节点，所述电流互感器在台区电网中对拓扑电流进行采样并发送给本节点拓扑电流检测电路；

步骤6，在接收节点，所述拓扑电流检测电路将所述电流互感器采样到的拓扑信号发送给所述单片机；

步骤7，在接收节点，所述单片机在过零点后附近时刻对接收到拓扑信号进行采样，若所述单片机采样到某发送节点的拓扑信号，则说明该接收节点与发送节点处于同一台区、同一相位，且此接收节点处于发送节点的上级回路；

步骤8，依次将台区电网中的每个节点作为发射节点，其余节点作为接收节点执行步骤1-7，根据各个接收节点与发送节点的相位关系以及上下级电路关系，得到整个台区电网相位拓扑关系图。

3.一种如权利要求2所述的台区相位拓扑识别方法，其特征在于，所述步骤3中脉冲电流驱动信号采用编码方式进行发送，所述步骤7中单片机在接收到拓扑信号后首先进行比较，当接收端所接收编码与发射端发送编码完全对应时方可执行后续方法步骤。

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