CN111030303A - 一种基于特征电流的低压台区拓扑识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于特征电流的低压台区拓扑识别系统，涉及电力技术领域，该系统通过安装在低压台区的各个供电支路上的支路终端，利用一个支路终端注入特征电流、其余支路终端识别特征电流的方式，可以自动识别低压台区的电力系统的拓扑逻辑，自动化、智能化水平高，大大降低了低压台区电力线路拓扑的获取难度并提高了获取准确度。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其是一种基于特征电流的低压台区拓扑识别系统。
背景技术
在电力系统中，台区是指一台变压器的供电范围或区域，低压台区一般是指从一台变压器(10kV变400V)低压侧至其最终服务的用户电表侧的供电范围或区域，这其中的区域，包含诸如架空线、电缆、变压器、断路器、电表、传感器等等大量电力设备，以及箱变、JP柜、分支箱、表箱等等大量用于容纳电力设备的载体设施。这些电力设备和载体设施的低压台区电力线路拓扑能够准确、真实地反映出低压台区内的连接关系，对电力管理部门提高供电可靠性管理水平、提高供电服务能力至关重要。
现有技术中，对于低压台区电力线路拓扑的获取通常有两种方式：
1、通过移动工具测试低压台区电力线路拓扑，这种方式需要先耗费大量的人力物力进行现场勘查，然后人为判断拓扑关系，再绘制拓扑图，这种方式效率较低，而且容易受到人为因素影响，因此效果并不理想。
2、依赖生产部门提供台区建设时保存下来的拓扑资料，但往往原始资料和实际情况的匹配程度欠佳，而且资料不能得到及时更新，因此这种方式获取得到的拓扑的可靠性无法得到保证。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于特征电流的低压台区拓扑识别系统，本发明的技术方案如下：
一种基于特征电流的低压台区拓扑识别系统，该系统包括上位机、网关以及安装在低压台区的各个供电支路上的支路终端，每个支路终端包括电流发生电路、采样识别电路以及通讯器，每个支路终端通过内置的通讯器与网关建立通讯，网关与上位机建立网络通讯；在利用所述低压台区拓扑识别系统进行拓扑识别时：
上位机向网关下发拓扑识别指令；
网关根据拓扑识别指令向第i个支路终端发送电流注入指令、向其余N-1个支路终端发送电流采样指令，N为支路终端的总数，i为参数且i的起始值为1；
第i个支路终端根据电流注入指令通过内置的电流发生电路向所在供电支路注入特征电流，特征电流是与各个供电支路上传输的负载电流不同的电流；
其余N-1个支路终端根据电流采样指令通过内置的采样识别电路对所在供电支路进行电流采样和识别，并在识别到特征电流时向网关发送反馈信号；
网关确定发送反馈信号的支路终端所在的供电支路为第i个支路终端所在的供电支路的上级支路；
若i＜N，则令i＝i+1，并再次执行根据拓扑识别指令向第i个支路终端发送电流注入指令、向其余N-1个支路终端发送电流采样指令的步骤；
若i＝N，则网关根据各个供电支路及其上级支路确定低压台区的各个供电支路之间的拓扑关系并反馈给上位机。
其进一步的技术方案为，各个供电支路上传输的负载电路为50hZ的正弦电流，各个支路终端据电流注入指令向所在供电支路注入的特征电流为100KHz的矩形电流。
其进一步的技术方案为，第i个支路终端根据电流注入指令在负载电流的过零点时刻附近的预定时间段内向所在供电支路注入特征电流；其余N-1个支路终端根据电流采样指令在负载电流的过零点时刻对所在供电支路进行电流采样和识别。
其进一步的技术方案为，每个支路终端内置的通讯器为宽带电力线载波通讯模块，每个支路终端采用宽带电力线载波的方式与网关建立通讯。
本发明的有益技术效果是：
本申请公开了一种基于特征电流的低压台区拓扑识别系统，该系统通过安装在低压台区的各个供电支路上的支路终端，利用一个支路终端注入特征电流、其余支路终端识别特征电流的方式，可以自动识别低压台区的电力系统的拓扑逻辑，自动化、智能化水平高，大大降低了低压台区电力线路拓扑的获取难度并提高了获取准确度。
附图说明
图1是本申请公开的低压台区拓扑识别系统的架构图。
图2是本申请公开的低压台区拓扑识别系统的实现流程图。
图3是在本申请的一个实例中还原出的拓扑关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
本申请公开了一种基于特征电流的低压台区拓扑识别系统，请参考图1所示的架构图，该系统包括上位机、网关以及安装在低压台区的各个供电支路上的支路终端，如图1以包括支路终端A、支路终端B、支路终端C、支路终端D、支路终端E、支路终端F和支路终端G为例。支路终端及其所在的供电支路是一一对应的关系，支路终端安装在哪一个供电支路上是预先固定好的，但互相之间的拓扑关系是不确定的。其中，每个支路终端中包括电流发生电路、采样识别电路以及通讯器，其中，电流发生电路和采样识别电路均可以采用现有常规电路实现，本申请不详细介绍。每个支路终端通过内置的通讯器与网关建立通讯，在本申请中，支路终端内置的通讯器为宽带电力线载波通讯模块，可以采用现有市售模块实现，则每个支路终端采用宽带电力线载波(HPLC)的方式与网关建立通讯。支路终端中实际还包括各类运行必备的硬件或固件，比如处理器等等，本申请不作赘述。网关与上位机建立网络通讯，网关通常部署在主路处，网关可以通过网线或者蜂窝网等方式与上位机建立网络通讯，上位机可以是本地PC或云平台。
本申请公开的系统进行低压台区拓扑识别的过程如下，包括如下步骤，请参考图2所示的流程图：
1、工作人员操作上位机，上位机向网关下发拓扑识别指令。
2、网关根据拓扑识别指令向第i个支路终端发送电流注入指令、向其余N-1个支路终端发送电流采样指令，N为支路终端的总数，i为参数且i的起始值为1。在本申请中，网关的遍历顺序可以是预先设定的、也可以是随机选择的，也即本申请并不限定第1个支路终端为哪一个支路终端，也不限定第i+1个支路终端和第i个支路终端之间的关系。
3、第i个支路终端根据电流注入指令通过内置的电流发生电路向所在供电支路注入特征电流，其中特征电流是与各个供电支路上传输的负载电流不同的电流。在本申请中，各个供电支路上传输的负载电路为50hZ的正弦电流，而各个支路终端据电流注入指令向所在供电支路注入的特征电流为100KHz的矩形电流。
另外，第i个支路终端在进行电流注入时，在供电支路中原有的负载电流的过零点时刻附近的预定时间段内向所在供电支路注入特征电流，且通常持续一定时长。支路终端在负载电流的过零点附近注入特征电流，具体的注入时刻本申请不限定，持续的时长也不限定，比如为10s。
4、其余N-1个支路终端根据电流采样指令通过内置的采样识别电路对所在供电支路进行电流采样和识别，具体的，在供电支路中原有的负载电流的过零点时刻对所在供电支路进行电流采样和识别。支路终端若识别到特征电流，则向网关发送反馈信号。
5、网关确定发送反馈信号的支路终端所在的供电支路为第i个支路终端所在的供电支路的上级支路。
6、若i＜N，则令i＝i+1，并再次回到步骤2进入下一次循环。
7、若i＝N，则网关根据各个供电支路及其上级支路确定低压台区的各个供电支路之间的拓扑关系并反馈给上位机。
本申请以图1所示的包含支路终端A-G的结构为例提供如下实例进行说明，假设网关通过支路终端注入特征电流的顺序以及每一次接收到反馈信号的支路终端的情况列表如下：
| i | 第i个支路终端 | 发送反馈信号的支路终端 |
| 1 | 支路终端A | — |
| 2 | 支路终端B | 支路终端A |
| 3 | 支路终端C | 支路终端A |
| 4 | 支路终端D | 支路终端A、支路终端B |
| 5 | 支路终端E | 支路终端A、支路终端B |
| 6 | 支路终端F | 支路终端A、支路终端C |
| 7 | 支路终端G | 支路终端A、支路终端C |
由此可以确定，支路终端B在支路终端D和支路终端E的上级支路上，支路终端C在支路终端F和支路终端G的上级支路上，支路终端A在支路终端B和支路终端C的上级支路上，由此可以还原出如图3所示的拓扑关系。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于特征电流的低压台区拓扑识别系统，其特征在于，所述系统包括上位机、网关以及安装在低压台区的各个供电支路上的支路终端，每个所述支路终端包括电流发生电路、采样识别电路以及通讯器，每个所述支路终端通过内置的通讯器与所述网关建立通讯，所述网关与所述上位机建立网络通讯，在利用所述低压台区拓扑识别系统进行拓扑识别时：
所述上位机向所述网关下发拓扑识别指令；
所述网关根据所述拓扑识别指令向第i个支路终端发送电流注入指令、向其余N-1个支路终端发送电流采样指令，N为支路终端的总数，i为参数且i的起始值为1；
所述第i个支路终端根据所述电流注入指令通过内置的电流发生电路向所在供电支路注入特征电流，所述特征电流是与各个供电支路上传输的负载电流不同的电流；
其余N-1个支路终端根据所述电流采样指令通过内置的采样识别电路对所在供电支路进行电流采样和识别，并在识别到特征电流时向所述网关发送反馈信号；
所述网关确定发送反馈信号的支路终端所在的供电支路为所述第i个支路终端所在的供电支路的上级支路；
若i＜N，则令i＝i+1，并再次执行所述根据所述拓扑识别指令向第i个支路终端发送电流注入指令、向其余N-1个支路终端发送电流采样指令的步骤；
若i＝N，则所述网关根据各个供电支路及其上级支路确定所述低压台区的各个供电支路之间的拓扑关系并反馈给所述上位机。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各个供电支路上传输的负载电路为50hZ的正弦电流，各个支路终端据电流注入指令向所在供电支路注入的所述特征电流为100KHz的矩形电流。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第i个支路终端根据所述电流注入指令在所述负载电流的过零点时刻附近的预定时间段内向所在供电支路注入所述特征电流；其余N-1个支路终端根据所述电流采样指令在所述负载电流的过零点时刻对所在供电支路进行电流采样和识别。
4.根据权利要求1-3任一所述的系统，其特征在于，每个所述支路终端内置的通讯器为宽带电力线载波通讯模块，每个所述支路终端采用宽带电力线载波的方式与所述网关建立通讯。
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