CN111799784A - 一种拓扑识别系统 - Google Patents

一种拓扑识别系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111799784A
CN111799784A CN202010615876.2A CN202010615876A CN111799784A CN 111799784 A CN111799784 A CN 111799784A CN 202010615876 A CN202010615876 A CN 202010615876A CN 111799784 A CN111799784 A CN 111799784A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
processing
operation information
distribution network
nodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010615876.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111799784B (zh
Inventor
肖潇
王波
王晨光
冷坤朋
刘景龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Holystar Information Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Holystar Information Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Holystar Information Technology Co ltd filed Critical Shanghai Holystar Information Technology Co ltd
Priority to CN202010615876.2A priority Critical patent/CN111799784B/zh
Publication of CN111799784A publication Critical patent/CN111799784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111799784B publication Critical patent/CN111799784B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00001—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the display of information or by user interaction, e.g. supervisory control and data acquisition systems [SCADA] or graphical user interfaces [GUI]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

本发明涉及拓扑识别领域，特别是一种拓扑识别系统。包括：一控制模块，与所述配电网上的所有节点连接，用于控制所述节点的工作状态；一采集模块，与所述配电网上的所有节点连接，用于采集所述节点的运行信息；一处理模块，与所述控制模块、所述采集模块连接，用于通过控制模块控制待检测的所述节点的工作状态，并通过所述采集模块采集对应的所述运行信息，所述处理模块用于根据所述运行信息处理得到所述配电网的拓扑结构。本发明的技术方案有益效果在于：提供一种拓扑识别系统，能够获取准确的配电网的拓扑结构。

Description

一种拓扑识别系统
技术领域
本发明涉及拓扑识别领域，特别是一种拓扑识别系统。
背景技术
配电网络作为配电系统的重要组成部分，直接与大量的居民，企业和商业客户连接，低压配电网络的拓扑结构可实现用户、电气元件、配件网络之间的拓扑连接。如果可以得到准确详细的网络拓扑，则可以更加高效地对其进行管理和对故障的排除和维护。
而现有的拓扑识别常采用人工智能算法进行识别，在运行数据的基础上进行机器学习和模拟，以获得拓扑结构，然而此种方法需要采用ARM架构平台进行设计，经济成本过高，并且不适用与多场景切换模式下应用，此外相应的设备需要对大数据进行实时分析与处理，占用大量资源。
因此，如何克服上述存在的缺陷，已成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种拓扑识别系统，应用于配电网，其特征在于，包括：
一控制模块，与所述配电网上的所有节点连接，用于控制所述节点的工作状态；
一采集模块，与所述配电网上的所有节点连接，用于采集所述节点的运行信息；
一处理模块，与所述控制模块、所述采集模块连接，用于通过控制模块控制待检测的所述节点的工作状态，并通过所述采集模块采集对应的所述运行信息，所述处理模块用于根据所述运行信息处理得到所述配电网的拓扑结构。
优选的，所述控制模块以间隔周期的方式控制所述节点的通断的工作状态。
优选的，所述控制模块以随机间隔的方式控制所述节点的通断的工作状态。
优选的，所述运行信息中包括节点的位置信息以及电流参数信息。
优选的，所述处理模块中包括：
一滤波单元，用于接收所述运行信息并对所述运行信息进行滤波处理；
一转换单元，与所述滤波单元连接，用于对所述运行信息进行转换处理；
一处理单元，与所述转换单元连接，所述处理单元中用于接收转换处理后的所述运行信息并处理得到所述配电网的拓扑结构。
优选的，所述处理模块中还包括：
一动态识别单元，所述动态识别单元与所述处理单元连接，用于处理所述处理单元处理接收到的所述运行信息。
优选的，所述采集模块通过LDO模块进行供电。
优选的，所述采集模块通过一滤波模块连接至所述处理模块。
优选的，所述采集模块和所述处理模块之间还设置一电压转换模块。
本发明的技术方案有益效果在于：提供一种拓扑识别系统，能够获取准确的配电网的拓扑结构。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明的一种较优实施例的总体结构示意图；
图2为本发明的一种较优实施例的处理模块的结构示意图；
图3为本发明的一种较优实施例的采集模块的电路结构示意图；
图4为本发明的一种较优实施例的LDO模块的电路结构示意图；
图5为本发明的一种较优实施例的供电模块的电路结构示意图；
图6为本发明的一种较优实施例的电流采集模块的电路结构示意图；
图7为本发明的一种较优实施例的互感器的电路结构示意图
图8为本发明的一种较优实施例的转换模块的电路结构示意图；
图9为本发明的一种较优实施例的处理模块的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征。
一种拓扑识别系统，应用于配电网，如图1所示，包括：
一控制模块1，与配电网上的所有节点连接，用于控制节点的工作状态；
一采集模块2，与配电网上的所有节点连接，用于采集节点的运行信息；
一处理模块3，与控制模块1、采集模块2连接，用于通过控制模块1 控制待检测的节点的工作状态，并通过采集模块2采集对应的运行信息，处理模块3用于根据运行信息处理得到配电网的拓扑结构。
具体地，考虑到现有技术中常采用人工智能的方法实现拓扑识别，导致经济成本过高且适应性较差的问题，本申请设置一种拓扑识别系统，其中包括控制模块1、采集模块2和处理模块3，以获取准确的拓扑结构，同时降低经济成本，提高系统适应性。
作为一种优选的实施方式，控制模块1中包括一主控制部件和多个受控部件，一主控部件与处理模块3通信，多个受控部件分别设置在配电网中每个节点上，主控部件通过控制受控部件的通断状态，实现对每个节点的运行状态的控制。
作为一种优选的实施方式，采集模块2中包括一采集控制部件和多个受控采集部件，受控采集模块2分别设置在每个节点上，为降低资源占用率，此时的受控采集模块2不需要始终保持运行状态，当该拓扑识别系统在拓扑识别过程中，涉及到对应的节点时，采集控制部件控制此时的受控采集部件采集运行信息并输出至采集控制部件，此时的受控采集部件可选取型号为 sigma-delta ADC73360的芯片，此外，在设置过程中，可对每个受控采集部件进行编号，每个编号与节点分别对应，受控采集部件采集此节点的运行信息，采集控制部件接收此时的运行信息以及对应的编号信息形成一运行信息输出至处理模块3。
处理模块3与控制模块1、采集模块2连接，处理模块3接收配电网中每个节点的运行信息获取每个节点的当前位置，最终实现配电网的拓扑结构的识别。
本发明的一种较优实施例中，控制模块1以间隔周期的方式控制节点的通断的工作状态。
具体地，为避免采集模块2采集的运行信息出现偏差影响到最终的拓扑结构，每个节点的位置判断均需进行多次状态切换以及信息采集。
控制单元中的主控制部件可以一预设的间隔周期发送控制指令至对应的受控部件，受控部件根据控制指令控制电流的周期性生成，便于后续快速检测分叉节点上的电流的差异值。
本发明的一种较优实施例中，控制模块1以随机间隔的方式控制节点的通断的工作状态。
具体地，考虑到于电气元件、如电机等出现规律性周期性的误差干扰，导致节点生成周期性的脉冲电流，分叉节点上得到相应规律的脉冲电流，出现误判的情况。控制模块1可以一随机间隔的方式发送控制指令，此时节点上的电流生成的时间不具有规律性，因此可避免周期性的误差干扰。
具体地，考虑到随机间隔触发时，采集模块2为采集此时的运行信息，可设置为始终采集状态或相应的随机采集状态，而始终采集状态会导致资源占用率过高，因此当控制模块1以随机间隔控制节点时，采集模块2可与控制模块1通信，以实现相应的随机采集。
进一步地，当控制模块1以随机间隔控制节点时，此时的处理模块3与控制模块1通信，以实现当前控制的节点的验证，避免出现误差干扰。
本发明的一种较优实施中，运行信息中包括节点的位置信息以及电流参数信息。
本发明的一种较优实施中，如图2所示，处理模块3中包括：
一滤波单元31，用于接收运行信息并对运行信息进行滤波处理；
一转换单元32，与滤波单元31连接，用于对运行信息进行转换处理；
一处理单元33，与转换单元32连接，处理单元33中用于接收转换处理后的运行信息并处理得到配电网的拓扑结构。
具体地，滤波单元31中可设置卡尔曼滤波算法，转换单元32中可设置傅里叶转换算法，将时域数据转换为频域数据，以便于处理模块3快速获取准确的运行信息并进行识别处理。
处理单元33内预设一拓扑识别算法，用于接收配电网中每个节点的运行信息并根据拓扑识别算法，获取每个节点的当前位置，最终实现配电网的拓扑结构的识别。此处的拓扑识别算法可在控制节点进行多次通断切换后，根据此节点所有主干点上的电流变化状态，获取此节点对应的主干电路。
作为一种优选的实施方式，拓扑结构中的分叉节点的电流为该分叉节点下级的所有节点的电流之和，可通过下述公式表示：
I1＝I11+I12+…+I1i+…+I1N
由此，在识别过程中，通过获取该分叉节点的电流变化情况，若控制编号为1i的节点多次通断，而对应的编号为1的分叉节点的电流未发生变化，则编号为1i的节点不是的编号为1的分叉节点的下级节点，若控制编号为1i 的节点多次通断，而对应的编号为1的分叉节点的电流发生变化且符合上述公式的变化规律，则编号为1i的节点是编号为1的分叉节点的下级节点。由此可见，通过拓扑识别方法，能够快速判断此时的节点在当前的拓扑结构中的位置。
本发明的一种较优实施中，处理模块3中还包括：
一动态处理单元34，动态处理单元34与处理单元33连接，用于通过处理单元33接收运行信息并处理得到对应的拓扑结构。
具体地，处理单元33中采用拓扑识别算法获取节点在配电网中的当前位置，然而实际的电流会受到电网结构以及实际安装上的干扰，导致出现分叉节点上的电流与下级节点的电流之和之间具有微小误差等情况，从而影响到最终的拓扑结构，由此设置一动态处理单元34，动态处理单元34中设置一对应的动态识别算法。
动态识别算法针对于分叉节点以及对应的下级节点设置动态的阈值以及对应的概率值，当分叉节点的电流值与下级节点的电流之和不相等时，根据差值获取对应的阈值以及概率值，获取最终的识别结果，并根据最终的识别结果以及实际结果动态调整阈值。
作为一种优选实施方式，首先提前预设多个阈值如1mA、3mA、5mA、 7mA、9mA以及对应的概率值为90％、80％、70％、60％以及50％，随后控制编号12的下级节点通断，获取当编号为11、12以及13的下级节点的电流值分别为10mA、15mA以及20mA时，实际编号为1的分叉节点测得的电流值为44mA，而理论上当下级节点均属于分叉节点的下级分支时，分叉节点的电流值应为45mA，由此可见误差值为1mA，对应的阈值为1mA，编号12 的下级节点为编号为1的分叉节点的下级分支的概率超过90％，可根据该节点的概率，最终获取该节点在拓扑结构中的位置。
相应的，还可运用控制变量法计算该节点属于其他分叉节点的下级分支的概率，通过概率比较的方式获取概率最大的位置，并将此位置作为该节点在拓扑结构中的位置。
进一步地，为提高动态识别算法的准确性，可将最终确定的拓扑结构反馈至处理单元33中，可根据处理单元33得到的拓扑结构进行相似度比较，以调节阈值以及对应的概率。
本发明的一种较优实施中，采集模块2通过LDO模块4进行供电。
本发明的一种较优实施中，采集模块2和处理模块3之间还设置一电压转换模块5。
具体地，如图3-4所示，采集模块2中的端口DVDD与LDO模块4的 VDD_5V连接进行供电，如图5所示，采集模块2中的端口AVDD1与供电模块6的AVDD_5V连接，进行供电。现有技术中常见的采集模块2考虑到负电压的情况因此提供负电源造成资源，本申请的采集模块2通过负压叠高的方式，例如电压为-4V时，进行4V的叠高得到0V，当电压为4V时则相应得到8V，通过负压叠高的方式能够有效处理正负电压并节约资源，避免资源浪费。
具体地，如图6所示，采集模块2的端口VINN4、VINP4、VINN5、VINP5、VINN6、VINP6与电流采集模块7中的一侧端口VINN4_IN、VINP4_IN、 VINN5_IN、VINP5_IN、VINN6_IN、VINP6_IN分别连接，如图7所示，电流采集模块中的另一侧端口I_AN_IN、I_AP_IN、I_BN_IN、I_BP_IN、 I_CN_IN、I_CP_IN与互感器8对应连接，互感器8还与采集模块2中的 VINP1、VINN1、VINP2、VINN2、VINP3以及VINN3连接，对采集到的所有电流进行比例调节，使其满足采集区间值，能够避免现有技术中进行电流采集测量时带来的误差。
具体地，如图8-9所示，采集模块2的端口SE、SDI、SDIFS、SDOFS、 RESET、SCLK以及SDO连接到电压转换模块5的Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、 Y7以及Y8上，电压转换模块5上的A2、A3、A4、A5、A6、A7以及A8 连接到处理模块1的端口PC8、PB13、PB14、PB10、PB1、PB15、PB0以及PA5上，处理模块1获取运行信息并得到对应的拓扑结构。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种拓扑识别系统，应用于配电网，其特征在于，包括：
一控制模块，与所述配电网上的所有节点连接，用于控制所述节点的工作状态；
一采集模块，与所述配电网上的所有节点连接，用于采集所述节点的运行信息；
一处理模块，与所述控制模块、所述采集模块连接，用于通过控制模块控制待检测的所述节点的工作状态，并通过所述采集模块采集对应的所述运行信息，所述处理模块用于根据所述运行信息处理得到所述配电网的拓扑结构。
2.根据权利要求1所述的拓扑识别系统，其特征在于，所述控制模块以间隔周期的方式控制所述节点的通断的工作状态。
3.根据权利要求1所述的拓扑识别系统，其特征在于，所述控制模块以随机间隔的方式控制所述节点的通断的工作状态。
4.根据权利要求1所述的拓扑识别系统，其特征在于，所述运行信息中包括节点的位置信息以及电流参数信息。
5.根据权利要求1所述的拓扑识别系统，其特征在于，所述处理模块中包括：
一滤波单元，用于接收所述运行信息并对所述运行信息进行滤波处理；
一转换单元，与所述滤波单元连接，用于对所述运行信息进行转换处理；
一处理单元，与所述转换单元连接，所述处理单元中用于接收转换处理后的所述运行信息并处理得到所述配电网的拓扑结构。
6.根据权利要求5所述的拓扑识别系统，其特征在于，所述处理模块中还包括：
一动态处理单元，所述动态处理单元与所述处理单元连接，用于通过所述处理单元接收所述运行信息并处理得到对应的拓扑结构。
7.根据权利要求1所述的配电网拓扑识别系统，其特征在于，所述采集模块通过LDO模块进行供电。
8.根据权利要求1所述的配电网拓扑识别系统，其特征在于，所述采集模块和所述处理模块之间还设置一电压转换模块。
CN202010615876.2A 2020-06-30 2020-06-30 一种拓扑识别系统 Active CN111799784B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010615876.2A CN111799784B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种拓扑识别系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010615876.2A CN111799784B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种拓扑识别系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111799784A true CN111799784A (zh) 2020-10-20
CN111799784B CN111799784B (zh) 2024-05-07

Family

ID=72809663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010615876.2A Active CN111799784B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种拓扑识别系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111799784B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203911593U (zh) * 2014-06-25 2014-10-29 国家电网公司 电网拓扑结构识别装置和电网拓扑结构识别系统
CN109256856A (zh) * 2018-09-06 2019-01-22 石家庄科林电气股份有限公司 基于电力线宽带载波(hplc)实现的台区拓扑识别系统及方法
CN109920237A (zh) * 2019-02-26 2019-06-21 国网福建省电力有限公司漳浦县供电公司 一种基于宽带载波的分支识别和开关状态监测装置及方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203911593U (zh) * 2014-06-25 2014-10-29 国家电网公司 电网拓扑结构识别装置和电网拓扑结构识别系统
CN109256856A (zh) * 2018-09-06 2019-01-22 石家庄科林电气股份有限公司 基于电力线宽带载波(hplc)实现的台区拓扑识别系统及方法
CN109920237A (zh) * 2019-02-26 2019-06-21 国网福建省电力有限公司漳浦县供电公司 一种基于宽带载波的分支识别和开关状态监测装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111799784B (zh) 2024-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110994789B (zh) 低压配电网拓扑关系在线识别与监测方法
Dasgupta et al. A plug and play operational approach for implementation of an autonomous-micro-grid system
CN109525285B (zh) 一种具有电网拓扑感知功能的电力线载波通信模块
CN106415986B (zh) 资源管理系统
AU2019388525B2 (en) System and method for controlling solar photovoltaic power generation on basis of machine learning
CN113270866A (zh) 一种低压台区配电网拓扑识别系统及识别方法
Currie et al. Flexibility is key in New York: New tools and operational solutions for managing distributed energy resources
CN105680465A (zh) 用于多端柔直输电系统的改进协调控制方法
CN112952893A (zh) 风电机组的无功功率控制方法、装置以及风电场
CN115730868A (zh) 智能配电系统损耗评估及故障计算系统及方法
KR20090001508A (ko) 변전소 자동화를 위한 ｉｅｃ 61850 데이타 변환방법
CN111799784A (zh) 一种拓扑识别系统
CN113178886A (zh) 一种直流侧串联的海上风电直流输电系统及其控制方法
CN112531750B (zh) 储能设备管理系统、方法及装置
CN112436542B (zh) 计及稳控策略的稳态安全紧急控制在线预决策方法
Wang et al. A fast load-shedding algorithm for power system based on artificial neural network
CN113541206B (zh) 一种供电系统及控制方法
CN115856512A (zh) 一种配电网故障定位方法、系统、设备及存储介质
CN108539801A (zh) 基于有功功率限值算法的配电网过电压抑制方法及系统
CN210629198U (zh) 基于脉冲特征电流信号的低压配电网拓扑识别系统
CN110729715A (zh) 配电网线路故障恢复方法及装置
CN111224466A (zh) 基于容性电流特征信号的低压配电网拓扑识别系统
CN112505482A (zh) 一种基于智能化故障定位的电网自愈方法及实现该方法的系统
CN205644270U (zh) 双馈风力发电并网控制器用的测试模拟实验系统
CN117394369B (zh) 一种基于多维数据的不停电转供电调控系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant