CN111446988A - 基于hplc载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法 - Google Patents

基于hplc载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，具体涉及通信技术领域，包括低压台区HPLC载波通信网络，该网络由一个CCO节点、若干个STA节点组成，所述CCO节点配置于集中器内，所述STA节点具体为分支箱监测单元，且配置于各表箱监测单元内。本发明低压台区的采集设备定时交换采集数据，基于同一分支采集数据值同步波动的原则，可以识别出采集设备安装处的线路关系，整个识别过程由各边缘设备自行运算、验证，无需增加硬件设备或主站运算。本发明在原有采集设备基础上通过边缘计算方法识别低压台区变线户拓扑关系，节省了硬件成本和主站资源，且具有较高的准确性及实时性。

Description

基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，具体涉及基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法。
背景技术
配电台区电气网络拓扑可以帮助电力公司快速定位故障设备，提高采集准确率等，是电力公司供电管理的基石。
目前，台区拓扑图是靠人工绘制的，由于电力公司配电台区数量大、电气接线复杂，还存在私搭乱建现象，因此要及时准确掌握配电台区电气网络拓扑较为困难。目前市场上也有不少台区拓扑识别方案，但大多选择将数据汇集到主站后集中运算，存在数据源较少、实时性较差、精确度较低等问题。
发明内容
针对上述情况，为了获得详细、准确、实时的台区网络拓扑，本发明实施例提供基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，通过低压台区的采集设备定时交换采集数据，基于同一分支采集数据值同步波动的原则，可以识别出采集设备安装处的线路关系，整个识别过程由各边缘设备自行运算、验证，无需增加硬件设备或主站运算，本发明在原有采集设备基础上通过边缘计算方法识别低压台区变线户拓扑关系，节省了硬件成本和主站资源，且具有较高的准确性及实时性，以解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，包括低压台区HPLC载波通信网络，该网络由一个CCO节点、若干个STA节点组成，所述CCO节点配置于集中器内，所述STA节点具体为分支箱监测单元，且配置于各表箱监测单元内，通过此网络进行低压台区变线户拓扑识别边缘计算，包括以下步骤：
S1、集中器通过CCO节点将载波网络内所有节点信息广播下发给各节点；
S2、集中器同步各节点时钟，各节点设备运行一段时间获得基本采集数据，运行时间由设定的抄读周期决定；
S3、通过载波点对点通信，分支箱节点轮询抄读载波网络内的表箱节点，抄读数据为分钟曲线数据，分钟曲线数据的内容为电压、电流、有功功率，曲线时长与抄读周期一致；
S4、各分支箱计算表箱节点与本分支箱节点数据在同一曲线间隔波动的相似度，为减少测量误差影响，当波动大于某限值时该相似度结果有效；
S5、子节点精确筛选，当同一间隔内有且仅有一个表箱的波动相似度大于阈值，则该表箱节点记录为本分支箱节点的子节点；
S6、重复步骤S3-步骤S5，直至所有曲线点计算完毕，得到当前周期内本分支箱识别出的所有子节点；
S7、将本分支箱地址分别发送至识别出的各子节点，设置其父节点信息；
S8、集中器轮询抄读各节点的父节点信息，若存在节点未知其父节点，等待下一周期后，重复上述步骤S1-步骤S7，直至所有节点已知其父节点，最终形成完整的低压台区变线户拓扑关系。
进一步地，在步骤S1中各节点设备获得所有节点信息。
进一步地，在步骤S2中各节点设备采集数据高度同步。
进一步地，在步骤S3中各节点设备通过载波点对点P2P通信交互高频采集数据。
进一步地，步骤S4中依据电压、电流、有功功率等三种采集数据计算节点同步波动相似度。
进一步地，步骤S5中基于同一分支采集数据值同步波动的原则，分支箱节点依据数据波动相似度寻找其子节点。
进一步地，步骤S6中曲线数据基于高频采集，1天计算验证1440个曲线点。
进一步地，步骤S8中轮询抄读各节点的父节点信息，相互比较验证形成完整的低压台区变线户拓扑关系。
本发明实施例具有如下优点：
1、本发明在原有采集设备基础上通过边缘计算方法获取低压台区变线户拓扑关系，节省了硬件成本和主站资源；
2、本发明识别运算过程由各边缘设备分工完成，避免了集中运算导致的设备运算压力过大影响正常运行的问题；
3、本发明可选择电压、电流、有功功率等作为数据源，多个数据源计算可增加样本数据，提高计算速率及准确率；
4、本发明通过采集设备点对点通信传输数据，解决了上行通道限值于数据传输量，无法获取完整的高频采集数据的问题，进而提高了低压台区变线户拓扑关系计算的速率及准确率；
5、本发明在识别运算过程中存在多个边缘设备输出结果，对多个识别结果相互比较验证后形成的低压台区变线户拓扑关系具有较高的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明提供的低压台区各级采集设备示意图；
图2为本发明提供的采集设备点对点通信(P2P)示意图；
图3为本发明提供的定位节点相关性流程图；
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照说明书附图1，该实施例的基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，包括低压台区HPLC载波通信网络，该网络由一个CCO节点、若干个STA节点组成，所述CCO节点配置于集中器内，所述STA节点具体为分支箱监测单元，且配置于各表箱监测单元内；
参照说明书附图1-3，通过该低压台区HPLC载波通信网络进行低压台区变线户拓扑识别边缘计算，包括以下步骤：
S1、集中器将载波网络内所有节点的信息广播下发给各节点，各节点获得同一网络内其他节点的信息(地址及设备类型等)；
S2、集中器通过广播校时同步各节点时钟，各节点设备运行一段时间获得基本采集数据，运行时间由设定的抄读周期决定，假设抄读周期为Lt，实际实施中Lt值为1440分钟，即抄读周期为1天，可有效降低通信数据量对载波的影响；
S3、通过载波点对点通信(P2P)，分支箱节点轮询抄读载波网络内的表箱节点，如图2所示，抄读仅由分支箱节点对表箱节点发起，抄读数据选择采样电流分钟曲线数据，曲线间隔为Δt，实际实施中Δt值为2分钟，可降低时钟误差影响，曲线时长与抄读周期Lt一致；
S4、各分支箱计算表箱节点与本分支箱节点数据在Δt内电流波动的相似度，为减少测量误差影响，当电流波动大于限值k时该相似度结果有效，实际实施中k值为1000mA，可有效降低抖动及误差带来的影响；
S5、子节点精确筛选，Δt内有且仅有一个表箱的电流波动相似度大于阈值s，则该表箱节点记录为本分支箱节点的子节点，其中s由测量精度决定，实际实施中s值为0.98，可有效降低测量精度带来的影响；
S6、重复步骤S3-步骤S5，如图3所示，直至所有曲线点计算完毕，共计Lt/Δt个计算点，得到当前周期内本分支箱识别出的所有子节点；
S7、将本分支箱地址分别发送至识别出的各子节点，设置其父节点信息；
S8、集中器轮询抄读各节点的父节点信息，若存在节点未知其父节点，等待下一周期后，重复上述步骤S1-步骤S7，直至所有节点已知其父节点，最终形成完整的低压台区变线户拓扑关系。
实施场景具体为：本发明低压台区的采集设备定时交换采集数据，基于同一分支采集数据值同步波动的原则，可以识别出采集设备安装处的线路关系，整个识别过程由各边缘设备自行运算、验证，无需增加硬件设备或主站运算。本发明在原有采集设备基础上通过边缘计算方法识别低压台区变线户拓扑关系，节省了硬件成本和主站资源，且具有较高的准确性及实时性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，其特征在于，包括低压台区HPLC载波通信网络，该网络由一个CCO节点、若干个STA节点组成，所述CCO节点配置于集中器内，所述STA节点具体为分支箱监测单元，且配置于各表箱监测单元内，通过此网络进行低压台区变线户拓扑识别边缘计算，包括以下步骤：
S1、集中器通过CCO节点将载波网络内所有节点信息广播下发给各节点；
S2、集中器同步各节点时钟，各节点设备运行一段时间获得基本采集数据，运行时间由设定的抄读周期决定；
S3、通过载波点对点通信，分支箱节点轮询抄读载波网络内的表箱节点，抄读数据为分钟曲线数据，分钟曲线数据的内容为电压、电流、有功功率，曲线时长与抄读周期一致；
S4、各分支箱计算表箱节点与本分支箱节点数据在同一曲线间隔波动的相似度，当波动大于某限值时该相似度结果有效；
S5、子节点精确筛选，当同一间隔内有且仅有一个表箱的波动相似度大于阈值，则该表箱节点记录为本分支箱节点的子节点；
S6、重复步骤S3-步骤S5，直至所有曲线点计算完毕，得到当前周期内本分支箱识别出的所有子节点；
S7、将本分支箱地址分别发送至识别出的各子节点，设置其父节点信息；
S8、集中器轮询抄读各节点的父节点信息，若存在节点未知其父节点，等待下一周期后，重复上述步骤S1-步骤S7，直至所有节点已知其父节点，最终形成完整的低压台区变线户拓扑关系。
2.根据权利要求1所述的基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，其特征在于：在步骤S1中各节点设备获得所有节点信息。
3.根据权利要求1所述的基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，其特征在于：在步骤S2中各节点设备采集数据高度同步。
4.根据权利要求1所述的基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，其特征在于：在步骤S3中各节点设备通过载波点对点P2P通信交互高频采集数据。
5.根据权利要求1所述的基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，其特征在于：步骤S4中依据电压、电流、有功功率等三种采集数据计算节点同步波动相似度。
6.根据权利要求1所述的基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，其特征在于：步骤S5中基于同一分支采集数据值同步波动的原则，分支箱节点依据数据波动相似度寻找其子节点。
7.根据权利要求1所述的基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，其特征在于：步骤S6中曲线数据基于高频采集，1天计算验证1440个曲线点。
8.根据权利要求1所述的基于HPLC载波通信的低压台区变线户拓扑识别边缘计算方法，其特征在于：步骤S8中轮询抄读各节点的父节点信息，相互比较验证形成完整的低压台区变线户拓扑关系。
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