CN111342555B - 一种智能分布式dtu配电终端及控制方法 - Google Patents

一种智能分布式dtu配电终端及控制方法 Download PDF

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CN111342555B CN202010125471.0A CN202010125471A CN111342555B CN 111342555 B CN111342555 B CN 111342555B CN 202010125471 A CN202010125471 A CN 202010125471A CN 111342555 B CN111342555 B CN 111342555B
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Abstract

本发明属于电力电气技术领域,公开了一种智能分布式DTU配电终端及控制方法,测控模块实现对开关的监测;通信模块用于实现使用户的控制信息通过USB接口和单片机通信;故障定位模块能对单元内线路中的所有故障信息实现定位采集;母线保护模块对于母线出现异常闭锁现象时,实现跳闸操作。本发明DTU配电终端采用分布式结构,具有较强的配置功能,可以满足DTU设备实施控制线路,并实现对各类数据的记录、存储、传输等,可实现监控保护配电线路,隔离故障单元,还能在线路出现故障时确保系统能够正常运行。同时本发明通过设置有通信模块可以满足配电网中对发送短消息的装置实时性、可靠性,促进电力系统的正常运行。

Description

一种智能分布式DTU配电终端及控制方法
技术领域
本发明属于电力电气技术领域,尤其涉及一种智能分布式DTU配电终端及控制方法。
背景技术
目前:数据传输单元DTU,是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备,在电力系统中具有广泛的应用,DTU属于配网中的监控装置,利于实现配网自动化,对开关起到监控、保护等作用,同时结合变电站对线路展开监控、查找、识别各类故障,将故障区域从整个配网系统中隔离出来。但实际的配电环境十分复杂,整个配电网面临着各种干扰和突发状况,因此DTU设备常常因此而产生断电,不能进行连续供电,导致无法进行监控;并且随着无线网技术和计算机技术的发展,对短消息的实时性、可靠性、信息量提出了更高的要求,现在DTU设备常用的发送短消息的装置已不能满足这些要求。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
(1)实际的配电环境十分复杂,整个配电网面临着各种干扰和突发状况,因此DTU设备常常因此而产生断电,不能进行连续供电,导致无法进行监控;
(2)随着无线网技术和计算机技术的发展,配电网中的DTU设备的发送短消息的装置不能满足实时性、可靠性、信息量的要求。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种智能分布式DTU配电终端及控制方法。
本发明是这样实现的,一种智能分布式DTU配电终端,智能分布式DTU配电终端控制方法,其特征在于,所述智能分布式DTU配电终端控制方法,包括:
步骤一,电源模块分别对测控模块、通信模块、故障定位模块、母线保护模块进行供电;
步骤二,测控模块包含芯片化DTU,实现对开关的监测,并且利用相应的传感器检测三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率和直流电压数据;
步骤三,根据采集的数据,中央控制模块调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元;同时控制故障定位模块,实时对单元内线路中的所有故障信息进行识别采集,为线路故障的保护提供判断依据;
步骤四,根据数据判断结果,中央控制模块控制母线保护模块将DTU芯片连接在配电网的母线中,对于母线出现异常闭锁现象时,通过将母线保护的动作进行延时之后,向不同的间隔DTU芯片发出命令,实现跳闸操作;
步骤五,通信模块实现使用户的控制信息通过USB接口和单片机通信,单片机再通过串口和GSM通信,把用户的控制信息通过GSM发送到远方的配电终端,或者GSM接收配电终端的信号,再通过单片机发送到上位机;
所述步骤二中,对蓄电池充电与放电状态进行实时监控的方法,具体如下:
步骤A,使用同一个低电容采样电阻对线路电流以及电压进行采样;
步骤B,使用两个电流监测芯片构成两路监测体系对蓄电池充放电回路的电流进行监测;
步骤C,蓄电池工作在充电以及放电状态下,采用电阻中的电流Is为充电电流或者放电电流大小,采样电阻为R406,芯片内输出端附近的电阻为RL;
步骤D,依据上公式,将采样电阻配置在较低的值,当充电及放电电流正常时,芯片将输出1-25V电压,供控制器进行采样,已完成对充电及放电回路电流状态的监测功能。
进一步,所述步骤C中,电流监测芯片输出电压与采样电阻中的电流满足如下关系:
Figure BDA0002394261580000031
进一步,所述步骤二中,测控模块中利用传感器采集的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压信号数据进行去噪的过程为:
利用相应噪声识别方法对三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压信号数据中的噪声进行识别;
提取相应的含有噪声的信号数据,利用小波变换进行分解,计算每层相对应的阈值和调整系数;
阈值和调整系数通过优化算法进行优化,对含有噪声的信号进行去噪。
进一步,所述相应噪声识别方法,包括:
将三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压信号数据建立相应的训练数据,并且求出整体主体成分矩阵,建立相应的相似度计算模型;
将储存的信号和待训练的信号带入到相似度计算模型中,计算相对应的相似度值;根据计算的相似度值,对采集信号中的噪声进行识别。
进一步,所述步骤三中,中央控制模块在调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元的过程中,对测控模块的数据进行分类的过程为:
根据测控模块的采集的数据,制定分类的标准,并且为每个分类标准确定对应的分类训练模型;
将分类对象利用分类训练模型进行训练,求出相应的距离;根据距离差异度判断方法,分类对象与分类训练模型距离小的划分为一类;同时利用分类训练模型更新方法,更新各个分类训练模型;
分类完成后,对各个分类集合进行核实,利用差异度计算,对每个分类对象与分类训练模型的距离进行计算;根据距离大的,将该分类对象分类到其他分类集合中,直至各个分类集合中的分类对象不变,则停止;
所述差异度计算过程为:
Figure BDA0002394261580000041
d(X,Y)是X,Y的差度函数,则:
Figure BDA0002394261580000042
其中,
Figure BDA0002394261580000043
进一步,所述步骤三中,中央控制模块在调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元的过程中,对各个运行程序的数据进行数据融合过程为:
根据各个运行程序的数据,计算数据融合过程中的权重;根据权重的结果,对权重和运行的数据进行加权求和,建立相应的数据融合模型;
将数据融合模型,改成相应的矩阵形式,并且求出相应的特征值和特征向量;
根据特征值和特征向量,对权重进行归一化处理,得到相应的数据融合结果。
进一步,所述步骤五中,通信模块提供的USB接口连接可以分为三个逻辑层:USB功能层、USB设备层和USB总线接口层。
进一步,所述步骤五中,通信模块提供的USB接口通信方法,具体如下:
1)USB功能层首先对来自主机端的数据流进行打包,并向下传输到USB设备层;
2)USB设备层接收传输的打包数据流进行格式转换,将数据流转换为USB格式,并向下传输到USB总线接口层;
3)USB总线接口层接收USB设备层的数据并进行拆包操作,然后将数据发送到单片机。
进一步,所述步骤五中,通信模块提供的DTU芯片的通信方法,具体如下:
(1)通过网络拨号使DTU芯片由离线状态转化为唤醒上线状态;
(2)DTU芯片在接入网络后,被分配一个动态IP地址,同时动态IP一直也传输给客户端设备;
(3)上线后服务端设备根据RRSV参数中包含的服务器IP地址和端口号,自动执行IP注册过程,DTU将通过Socket注册模式注册它的IP地址和监听端口号到注册服务器上;
(4)远程客户端可通过注册服务器获取服务端设备的动态IP地址和监听端口号,根据这个IP地址,远程客户端就可与服务端设备建立连接,一旦连接被建立,在两设备之间就可实现双向数据通信,直到终止信号发生。
本发明另一目的在于提供一种实施所述的智能分布式DTU配电终端控制方法的智能分布式DTU配电终端,其特征在于,所述智能分布式DTU配电终端包括:
测控模块,与中央控制模块连接,包含芯片化DTU,实现对开关的监测,并且利用相应的传感器检测三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压数据;
通信模块,与中央控制模块连接,包括兼有监控和USB接口双重功能的单片机、DTU芯片,用于实现使用户的控制信息通过USB接口和单片机通信,单片机再通过串口和GSM通信,把用户的控制信息通过GSM发送到远方的配电终端,或者GSM接收配电终端的信号,再通过单片机发送到上位机;
故障定位模块,与中央控制模块连接,包括芯片化DTU,芯片化DTU设置在线路单元中,实时对单元内线路中的所有故障信息进行识别采集,为线路故障的保护提供判断依据;在电网线路单元的条环网柜中,分别安装一个芯片化的DTU,对这条线路中的交流信息及开关信息进行采集,当线路正常运行时,如果满足正向标准时,并且持续10s以上,则可判断出线路处于荷载出现,否则即为电源进线,当线路中故障电流最大位置处于电源进行当中时,能够判断出线路存在母线接地的故障,当线路中故障电流最大的位置处于荷载出线位置时,则可判断出线线路的接地装置存在故障,此时,芯片化的DTU就可直接显示出故障结果,并将其传输至中央控制模块中;
母线保护模块,与中央控制模块连接,包括具有各类馈线的DTU芯片,用于将DTU芯片连接在配电网的母线中,对于母线出现异常闭锁现象时,通过将母线保护的动作进行延时之后,向不同的间隔DTU芯片发出命令,实现跳闸操作;
中央控制模块,与各模块连接,用于调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元;
电源模块,与中央控制模块连接,包括接线电源、蓄电池、隔离供电单元,用于对下级卡板、下级电容进行供电,在断电情况下确保系统能够正常运行,并且对测控模块、通信模块、故障定位模块、母线保护模块进行供电。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:
(1)本发明DTU配电终端采用分布式结构,具有较强的配置功能,可以满足DTU设备实施控制线路,并实现对各类数据的记录、存储、传输等,可实现监控保护配电线路,隔离故障单元,还能在线路出现故障时确保系统能够正常运行,并且设计的通信模块可以满足配电网中对发送短消息的装置实时性、可靠性、信息量的要求,促进了电力系统的正常运行。
(2)本发明提供的充放电监测电路设计结构简单,在出现短路或其他故障导致回路中的电流激增时,芯片输出电平将反转,控制器采集后反映给人机交互界面,便于提醒操作者出现过电流状况。
(3)本发明提供的USB接口可以实现数据流的控制传输、中断传输、批量传输、实时传输、高速传输,满足了信息传输实时性、可靠性、信息量的要求。
(4)本发明DTU芯片的通信方法可以实现远程采集终端与上位机实现完整的数据协议对接,使传输结果更为准确。
附图说明
图1是本发明实施例提供的智能分布式DTU配电终端系统结构图;
图中:1、测控模块;2、通信模块;3、故障定位模块;4、母线保护模块;5、中央控制模块;6、电源模块。
图2是本发明实施例提供的智能分布式DTU配电终端控制方法流程图。
图3是本发明实施例提供的蓄电池充电与放电状态进行实时监控的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的通信模块提供的USB接口通信方法流程图。
图5是本发明实施例提供的通信模块2提供的DTU芯片的通信方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种智能分布式DTU配电终端及控制方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明智能分布式DTU配电终端包括:
测控模块1,与中央控制模块5连接,包含芯片化DTU,实现对开关的监测,并且利用相应的传感器检测三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压数据。
通信模块2,与中央控制模块5连接,包括兼有监控和USB接口双重功能的单片机、DTU芯片,用于实现使用户的控制信息通过USB接口和单片机通信,单片机再通过串口和GSM通信,把用户的控制信息通过GSM发送到远方的配电终端,或者GSM接收配电终端的信号,再通过单片机发送到上位机。
故障定位模块3,与中央控制模块5连接,包括芯片化DTU,芯片化DTU设置在线路单元中,实时对单元内线路中的所有故障信息进行识别采集,为线路故障的保护提供判断依据。
在电网线路单元的5条环网柜中,分别安装一个芯片化的DTU,对这5条线路中的交流信息及开关信息进行采集,当线路正常运行时,如果满足正向标准时,并且持续10s以上,则可判断出线路处于荷载出现,否则即为电源进线,当线路中故障电流最大位置处于电源进行当中时,能够判断出线路存在母线接地的故障,当线路中故障电流最大的位置处于荷载出线位置时,则可判断出线线路的接地装置存在故障,此时,芯片化的DTU就可直接显示出故障结果,并将其传输至中央控制模块中。
母线保护模块4,与中央控制模块5连接,包括具有各类馈线的DTU芯片,用于将DTU芯片连接在配电网的母线中,对于母线出现异常闭锁现象时,通过将母线保护的动作进行延时之后,向不同的间隔DTU芯片发出命令,实现跳闸操作。
中央控制模块5,与各模块连接,用于调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元。
电源模块6,与中央控制模块5连接,包括接线电源、蓄电池、隔离供电单元,用于对下级卡板、下级电容进行供电,在断电情况下确保系统能够正常运行,并且对测控模块1、通信模块2、故障定位模块3、母线保护模块4进行供电。
如图2所示,本发明提供的智能分布式DTU配电终端控制方法,包括:
S101:电源模块分别对测控模块、通信模块、故障定位模块、母线保护模块进行供电。
S102:测控模块包含芯片化DTU,实现对开关的监测,并且利用相应的传感器检测三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率和直流电压数据。
S103:根据采集的数据,中央控制模块调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元;同时控制故障定位模块,实时对单元内线路中的所有故障信息进行识别采集,为线路故障的保护提供判断依据。
S104:根据数据判断结果,中央控制模块控制母线保护模块将DTU芯片连接在配电网的母线中,对于母线出现异常闭锁现象时,通过将母线保护的动作进行延时之后,向不同的间隔DTU芯片发出命令,实现跳闸操作。
S105:通信模块实现使用户的控制信息通过USB接口和单片机通信,单片机再通过串口和GSM通信,把用户的控制信息通过GSM发送到远方的配电终端,或者GSM接收配电终端的信号,再通过单片机发送到上位机。
本发明实施例提供的S102中,对蓄电池充电与放电状态进行实时监控的方法,具体如下:
S201:使用同一个低电容采样电阻对线路电流以及电压进行采样。
S202:使用两个电流监测芯片构成两路监测体系对蓄电池充放电回路的电流进行监测。
S203:蓄电池工作在充电以及放电状态下,采用电阻中的电流Is为充电电流或者放电电流大小,采样电阻为R406,芯片内输出端附近的电阻为RL。
S204:依据上公式,将采样电阻配置在较低的值,当充电及放电电流正常时,芯片将输出1-25V电压,供控制器进行采样,已完成对充电及放电回路电流状态的监测功能。
所述S203中电流监测芯片输出电压与采样电阻中的电流满足如下关系:
Figure BDA0002394261580000111
本发明实施例提供的S102中,测控模块中利用传感器采集的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压信号数据进行去噪的过程为:
利用相应噪声识别方法对三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压信号数据中的噪声进行识别;
提取相应的含有噪声的信号数据,利用小波变换进行分解,计算每层相对应的阈值和调整系数;
阈值和调整系数通过优化算法进行优化,对含有噪声的信号进行去噪。
所述相应噪声识别方法,包括:
将三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压信号数据建立相应的训练数据,并且求出整体主体成分矩阵,建立相应的相似度计算模型;
将储存的信号和待训练的信号带入到相似度计算模型中,计算相对应的相似度值;根据计算的相似度值,对采集信号中的噪声进行识别。
本发明实施例提供的S103中,中央控制模块5在调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元的过程中,对测控模块的数据进行分类的过程为:
根据测控模块的采集的数据,制定分类的标准,并且为每个分类标准确定对应的分类训练模型;
将分类对象利用分类训练模型进行训练,求出相应的距离;根据距离差异度判断方法,分类对象与分类训练模型距离小的划分为一类;同时利用分类训练模型更新方法,更新各个分类训练模型;
分类完成后,对各个分类集合进行核实,利用差异度计算,对每个分类对象与分类训练模型的距离进行计算;根据距离大的,将该分类对象分类到其他分类集合中,直至各个分类集合中的分类对象不变,则停止。
所述差异度计算过程为:
Figure BDA0002394261580000121
d(X,Y)是X,Y的差度函数,则:
Figure BDA0002394261580000122
其中,
Figure BDA0002394261580000123
本发明实施例提供的S103中,中央控制模块5在调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元的过程中,对各个运行程序的数据进行数据融合过程为:
根据各个运行程序的数据,计算数据融合过程中的权重;根据权重的结果,对权重和运行的数据进行加权求和,建立相应的数据融合模型;
将数据融合模型,改成相应的矩阵形式,并且求出相应的特征值和特征向量;
根据特征值和特征向量,对权重进行归一化处理,得到相应的数据融合结果。
所述数据融合模型为:
Figure BDA0002394261580000124
其中,wi为计算的权重,i第i个运行数据,xi为运行数据。
本发明实施例提供的S105中,通信模块2提供的USB接口连接可以分为三个逻辑层:USB功能层、USB设备层和USB总线接口层。
本发明实施例提供的S105中,通信模块2提供的USB接口通信方法,具体如下:
S301:USB功能层首先对来自主机端的数据流进行打包,并向下传输到USB设备层。
S302:USB设备层接收传输的打包数据流进行格式转换,将数据流转换为USB格式,并向下传输到USB总线接口层。
S303:USB总线接口层接收USB设备层的数据并进行拆包操作,然后将数据发送到单片机。
本发明实施例提供的S105中,通信模块2提供的DTU芯片的通信方法,具体如下:
S401:通过网络拨号使DTU芯片由离线状态转化为唤醒上线状态。
S402:DTU芯片在接入网络后,被分配一个动态IP地址,同时动态IP一直也传输给客户端设备。
S403:上线后服务端设备根据RRSV参数中包含的服务器IP地址和端口号,自动执行IP注册过程,DTU将通过Socket注册模式注册它的IP地址和监听端口号到注册服务器上。
S404:远程客户端可通过注册服务器获取服务端设备的动态IP地址和监听端口号,根据这个IP地址,远程客户端就可与服务端设备建立连接,一旦连接被建立,在两设备之间就可实现双向数据通信,直到终止信号发生。
本发明的工作原理为:电源模块6分别对测控模块1、通信模块2、故障定位模块3、母线保护模块4进行供电。测控模块1包含芯片化DTU,实现对开关的监测,并且利用相应的传感器检测三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率和直流电压数据。
根据采集的数据,中央控制模块5调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元;同时控制故障定位模块3,实时对单元内线路中的所有故障信息进行识别采集,为线路故障的保护提供判断依据。根据数据判断结果,中央控制模块5控制母线保护模块4将DTU芯片连接在配电网的母线中,对于母线出现异常闭锁现象时,通过将母线保护的动作进行延时之后,向不同的间隔DTU芯片发出命令,实现跳闸操作。通信模块2实现使用户的控制信息通过USB接口和单片机通信,单片机再通过串口和GSM通信,把用户的控制信息通过GSM发送到远方的配电终端,或者GSM接收配电终端的信号,再通过单片机发送到上位机。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能分布式DTU配电终端控制方法,其特征在于,所述智能分布式DTU配电终端控制方法,包括:
步骤一,电源模块分别对测控模块、通信模块、故障定位模块、母线保护模块进行供电;
步骤二,测控模块包含芯片化DTU,实现对开关的监测,并且利用相应的传感器检测三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率和直流电压数据;
步骤三,根据采集的数据,中央控制模块调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元;同时控制故障定位模块,实时对单元内线路中的所有故障信息进行识别采集,为线路故障的保护提供判断依据;
步骤四,根据数据判断结果,中央控制模块控制母线保护模块将DTU芯片连接在配电网的母线中,对于母线出现异常闭锁现象时,通过将母线保护的动作进行延时之后,向不同的间隔DTU芯片发出命令,实现跳闸操作;
步骤五,通信模块实现使用户的控制信息通过USB接口和单片机通信,单片机再通过串口和GSM通信,把用户的控制信息通过GSM发送到远方的配电终端,或者GSM接收配电终端的信号,再通过单片机发送到上位机;
所述步骤二中,对蓄电池充电与放电状态进行实时监控的方法,具体如下:
步骤A,使用同一个低电容采样电阻对线路电流以及电压进行采样;
步骤B,使用两个电流监测芯片构成两路监测体系对蓄电池充放电回路的电流进行监测;
步骤C,蓄电池工作在充电以及放电状态下,采用电阻中的电流Is为充电电流或者放电电流大小,采样电阻为R406,芯片内输出端附近的电阻为RL;电流监测芯片输出电压与采样电阻中的电流满足如下关系:
Figure FDA0003220299750000021
步骤D,依据上公式,将采样电阻配置在较低的值,当充电及放电电流正常时,芯片将输出1-25V电压,供控制器进行采样,已完成对充电及放电回路电流状态的监测功能;
所述步骤二中,测控模块中利用传感器采集的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压信号数据进行去噪的过程为:
利用相应噪声识别方法对三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压信号数据中的噪声进行识别;
提取相应的含有噪声的信号数据,利用小波变换进行分解,计算每层相对应的阈值和调整系数;
阈值和调整系数通过优化算法进行优化,对含有噪声的信号进行去噪;
所述相应噪声识别方法,包括:
将三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压信号数据建立相应的训练数据,并且求出整体主体成分矩阵,建立相应的相似度计算模型;
将储存的信号和待训练的信号带入到相似度计算模型中,计算相对应的相似度值;根据计算的相似度值,对采集信号中的噪声进行识别。
2.如权利要求1所述的智能分布式DTU配电终端控制方法,其特征在于,所述步骤三中,中央控制模块在调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元的过程中,对测控模块的数据进行分类的过程为:
根据测控模块的采集的数据,制定分类的标准,并且为每个分类标准确定对应的分类训练模型;
将分类对象利用分类训练模型进行训练,求出相应的距离;根据距离差异度判断方法,分类对象与分类训练模型距离小的划分为一类;同时利用分类训练模型更新方法,更新各个分类训练模型;
分类完成后,对各个分类集合进行核实,利用差异度计算,对每个分类对象与分类训练模型的距离进行计算;根据距离大的,将该分类对象分类到其他分类集合中,直至各个分类集合中的分类对象不变,则停止;
所述差异度计算过程为:
设X,
Figure FDA0003220299750000031
d(X,Y)是X,Y的差度函数,则:
Figure FDA0003220299750000032
其中,
Figure FDA0003220299750000033
3.如权利要求1所述的智能分布式DTU配电终端控制方法,其特征在于,所述步骤三中,中央控制模块在调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元的过程中,对各个运行程序的数据进行数据融合过程为:
根据各个运行程序的数据,计算数据融合过程中的权重;根据权重的结果,对权重和运行的数据进行加权求和,建立相应的数据融合模型;
将数据融合模型,改成相应的矩阵形式,并且求出相应的特征值和特征向量;
根据特征值和特征向量,对权重进行归一化处理,得到相应的数据融合结果。
4.如权利要求1所述的智能分布式DTU配电终端控制方法,其特征在于,所述步骤五中,通信模块提供的USB接口连接分为三个逻辑层:USB功能层、USB设备层和USB总线接口层。
5.如权利要求1所述的智能分布式DTU配电终端控制方法,其特征在于,所述步骤五中,通信模块提供的USB接口通信方法,具体如下:
1)USB功能层首先对来自主机端的数据流进行打包,并向下传输到USB设备层;
2)USB设备层接收传输的打包数据流进行格式转换,将数据流转换为USB格式,并向下传输到USB总线接口层;
3)USB总线接口层接收USB设备层的数据并进行拆包操作,然后将数据发送到单片机。
6.如权利要求1所述的智能分布式DTU配电终端控制方法,其特征在于,所述步骤五中,通信模块提供的DTU芯片的通信方法,具体如下:
(1)通过网络拨号使DTU芯片由离线状态转化为唤醒上线状态;
(2)DTU芯片在接入网络后,被分配一个动态IP地址,同时动态IP一直也传输给客户端设备;
(3)上线后服务端设备根据RRSV参数中包含的服务器IP地址和端口号,自动执行IP注册过程,DTU将通过Socket注册模式注册它的IP地址和监听端口号到注册服务器上;
(4)远程客户端通过注册服务器获取服务端设备的动态IP地址和监听端口号,根据这个IP地址,远程客户端就与服务端设备建立连接,一旦连接被建立,在两设备之间就实现双向数据通信,直到终止信号发生。
7.一种实施如权利要求1-6所述的智能分布式DTU配电终端控制方法的智能分布式DTU配电终端,其特征在于,所述智能分布式DTU配电终端包括:
测控模块,与中央控制模块连接,包含芯片化DTU,实现对开关的监测,并且利用相应的传感器检测三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流电压数据;
通信模块,与中央控制模块连接,包括兼有监控和USB接口双重功能的单片机、DTU芯片,用于实现使用户的控制信息通过USB接口和单片机通信,单片机再通过串口和GSM通信,把用户的控制信息通过GSM发送到远方的配电终端,或者GSM接收配电终端的信号,再通过单片机发送到上位机;
故障定位模块,与中央控制模块连接,包括芯片化DTU,芯片化DTU设置在线路单元中,实时对单元内线路中的所有故障信息进行识别采集,为线路故障的保护提供判断依据;在电网线路单元的条环网柜中,分别安装一个芯片化的DTU,对这条线路中的交流信息及开关信息进行采集,当线路正常运行时,如果满足正向标准时,并且持续10s以上,则判断出线路处于荷载出现,否则即为电源进线,当线路中故障电流最大位置处于电源进行当中时,能够判断出线路存在母线接地的故障,当线路中故障电流最大的位置处于荷载出线位置时,则判断出线线路的接地装置存在故障,此时,芯片化的DTU就直接显示出故障结果,并将其传输至中央控制模块中;
母线保护模块,与中央控制模块连接,包括具有各类馈线的DTU芯片,用于将DTU芯片连接在配电网的母线中,对于母线出现异常闭锁现象时,通过将母线保护的动作进行延时之后,向不同的间隔DTU芯片发出命令,实现跳闸操作;
中央控制模块,与各模块连接,用于调配各个模块的正常运行,监控保护配电线路、隔离故障单元;
电源模块,与中央控制模块连接,包括接线电源、蓄电池、隔离供电单元,用于对下级卡板、下级电容进行供电,在断电情况下确保系统能够正常运行,并且对测控模块、通信模块、故障定位模块、母线保护模块进行供电。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114142611A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 贵州电网有限责任公司 一种基于开放架构的配电网智能测控通用终端及测控方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1866664A (zh) * 2006-06-14 2006-11-22 江苏技术师范学院 蓄电池充电器及充电方法
CN102508076A (zh) * 2011-11-09 2012-06-20 东北大学 一种基于多智能体系统和小波分析的故障诊断装置及方法
CN102522827A (zh) * 2011-12-31 2012-06-27 国网信息通信有限公司 智能一体化配电方法、装置及智能一体化配电终端
CN104020396A (zh) * 2014-06-12 2014-09-03 国家电网公司 一种基于数据挖掘的电网故障诊断方法
CN205646919U (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 广州泓淮能源科技有限公司 一种配电通信箱蓄电池寿命延长装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8320248B2 (en) * 2006-09-13 2012-11-27 Broadcom Corporation Method and system for communicating data in xDSL using data retransmission
CN105449865B (zh) * 2015-12-17 2018-09-28 南京因泰莱电器股份有限公司 一种用于配电网络故障定位隔离的智能馈线终端ftu
CN106253250B (zh) * 2016-08-23 2019-02-05 江苏方天电力技术有限公司 一种智能配电网分布式快速保护系统及保护方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1866664A (zh) * 2006-06-14 2006-11-22 江苏技术师范学院 蓄电池充电器及充电方法
CN102508076A (zh) * 2011-11-09 2012-06-20 东北大学 一种基于多智能体系统和小波分析的故障诊断装置及方法
CN102522827A (zh) * 2011-12-31 2012-06-27 国网信息通信有限公司 智能一体化配电方法、装置及智能一体化配电终端
CN104020396A (zh) * 2014-06-12 2014-09-03 国家电网公司 一种基于数据挖掘的电网故障诊断方法
CN205646919U (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 广州泓淮能源科技有限公司 一种配电通信箱蓄电池寿命延长装置

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