CN111817289A - 低压配电台区物理拓扑识别方法、装置、系统、终端及介质 - Google Patents
低压配电台区物理拓扑识别方法、装置、系统、终端及介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低压配电台区物理拓扑识别方法、装置、系统、终端及介质,所述方法包括:向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令,以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息;接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息;对电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵;对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理;根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵;根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系;根据各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图。本发明既提高了识别的效率,也节省了运行的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种低压配电台区物理拓扑识别方法、装置、系统、终端及介质,属于台区拓扑识别领域。
背景技术
随着现代电网的建设和技术的革新,配电网络的基础设施经历了更新换代的过程,传统粗放型管理已经不符合新时代的要求,台区精细化管理已经成为电力行业的一个标准。而在现有的低压配电网络台区的实际场景中,实施划分区管理、划台区管理等会遇到一些困难:1)台区的档案资料有错误,有些线路台区进行改造后,档案信息没有在营销系统中进行及时订正;2)电力线路图纸存放的年代久远造成用户所属馈线混淆;3)连接用户的电缆深埋地下,难以进行勘测;4)用户保留下来的资料、接户线的路径不全面等。由于用户档案归属的模糊,降低了用户的用电体验,造成计量、债权等纠纷,损害了供电企业的形象。也增加了营业的风险。
随着一户一表制基本普及和用户对用电质量要求的提高,而低压配电网动态供电网络拓扑结构是智能台区深化应用的基础,所以对低压配电网络台区物理拓扑的识别显得尤为重要。低压配电网拓扑结构一般通过电网GIS平台进行维护,主要是电力用户与台区变压器的物理拓扑连接关系等。传统识别配电网络台区拓扑结构大多采用人工巡线和基于信号注入的识别技术。人工巡线的方法需要现场人员寻找线路,工作和劳动强度大,且效率低下。基于电力线载波技术的识别技术又因为“共高压”、“共地”、“共电缆沟”等串扰问题,使得台区拓扑识别准确度达不到要求。
现有的台区拓扑识别主要有以下三种:
(1)基于高频编码信息的台区识别技术
通过在配电变压器出口侧调制高频编码信息,利用配电网络电力线的传送到用户侧的接收装置中,从而实现台区归属判定和相序的识别等。但由于“共高压”、“共地”、“共电缆沟”等串扰问题,使得台区识别准确度达不到要求。
(2)脉冲电流识别技术
基于脉冲电流的电力线相位识别技术,通过从主端设备发送脉冲电流,主端设备采用分相电流互感器检测电流的方式,检测从端设备的相位及其分支线。但是需要向电网注入大功率脉冲电流,设备投资成本较高,并存在一定的安全风险。
(3)人工巡检技术
人工巡线技术的方法是看下火线走向,从表箱沿着下火线,寻找变压器,找到对应变压器后,查看变压器标识牌,记录台区名称及编号。现场人员需在现场寻找线路,工作和劳动强度大,效率低。又由于台区设备数量增多,使得着台区的管理人员和现场操作人员也相应增多,这势必增加供电企业的管理负担。
综上所述,目前低压系统存在的问题:低压配网基础资料不全,造成资料和实际线路拓扑不匹配;用户私自搭接用电线路,尤其是在低压配网台区交界处,容易造成交叉现象,加重了低压配网线路混乱程度;台区切割/负荷异动等没有及时更新记录资料。现有的低压配网物理拓扑识别技术需要依靠复杂的大功率设备、昂贵的仪器以及大量的人力来完成,会对电网的正常运行产生一定的影响,并且经济成本较高。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种低压配电台区物理拓扑识别方法、装置、系统、终端及介质,其基于负荷谐波时空特征的识别技术进行低压配网的物理拓扑识别,无需安装昂贵的设备,不会产生影响电网运行的特殊信号,既提高了识别的效率,也节省了运行的成本。
本发明的第一个目的在于提供一种低压配电台区物理拓扑识别方法。
本发明的第二个目的在于提供一种低压配电台区物理拓扑识别装置。
本发明的第三个目的在于提供一种低压配电台区物理拓扑识别系统。
本发明的第三个目的在于提供一种智能配网终端。
本发明的第四个目的在于提供一种存储介质。
本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种低压配电台区物理拓扑识别方法,所述方法包括:
向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令,以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息;
接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息;
对电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵;
对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理;
根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵;
根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系;
根据各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图。
进一步的,所述根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵,具体包括:
将其中一个节点作为分析节点,计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数;
根据所述关联系数,计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流关联度;
将下一个节点作为新的分析节点,返回计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数,并执行后续操作;
当完成各节点之间的负荷特征谐波电流关联度的计算后,根据各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵。
进一步的,所述计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数,如下式:
其中,εk(z)表示分析节点k与其他节点i在第z时刻数据的关联系数;mink mini|xi-yi|表示分析节点k与其他节点i在各个时刻数据差绝对值中的最小值,maxk maxi|xi-yi|表示分析节点k与其他节点i在各个时刻数据差绝对值中的最大值;ρ为分辨系数;
所述计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流关联度,如下式:
其中,rk表示分析节点k与其他节点i之间的负荷特征谐波电流关联度。
进一步的,所述根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系,具体包括:
遍历节点时空关联度矩阵的元素;
若遍历到的元素大于或等于阈值,则判断该元素对应的两个节点之间存在物理连接关系;
当遍历完节点时空关联度矩阵的所有元素后,确定各节点之间的连接关系。
进一步的,所述对电流数据信息进行谐波分解,如下式:
其中,i(n)为负荷设备周期电流采样点,每周期采样Nf次,从0标记到Nf-1;f为谐波次数,f=0,1,…,Nf-1;X(f)为复数形式的离散傅里叶变换的谐波系数。
进一步的,所述对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理,如下式:
其中,xi表示某个节点在时间维度区间内的一个元素,X为该节点在时间维度区间内的所有元素,x'i为规范化处理后的元素。
本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种低压配电台区物理拓扑识别装置,所述装置包括:
指令发出模块,用于向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令,以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息;
信息接收模块,用于接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息;
谐波分解模块,用于对电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵;
规范化处理模块,用于对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理;
第一生成模块,用于根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵;
确定模块,用于根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系;
第二生成模块,用于根据各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图。
本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种低压配电台区物理拓扑识别系统,所述系统包括智能配电终端和拓扑识别设备,所述智能配电终端安装在各台区节点处,所述拓扑识别设备安装在各台区节点处、各台区内各级分支箱节点处以及各台区内用户表箱节点处;
所述智能配电终端,用于执行上述的低压配电台区物理拓扑识别方法;
所述拓扑识别设备,用于在接收到后智能配电终端发出的拓扑识别指令后,以一定频率采集电流数据信息,并将电流数据信息上传到智能配电终端。
本发明的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种智能配电终端,包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器,所述处理器执行存储器存储的程序时,实现上述的低压配电台区物理拓扑识别方法。
本发明的第五个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种存储介质,存储有程序,所述程序被处理器执行时,实现上述的低压配电台区物理拓扑识别方法。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果:
本发明通过对拓扑识别设备上传的电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵,对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵,进而确定各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图,利用各节点负荷谐波时空特征及其受电路原理约束的关联关系,无需向电网注入大功率或高频信号,也无需大量的劳动力,即可实现低压配网物理拓扑识别。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的低压配电台区的示意图。
图2为本发明实施例1的低压配电台区物理拓扑识别方法的流程图。
图3为本发明实施例1的生成节点时空关联度矩阵的流程图。
图4为本发明实施例1的确定各节点之间的连接关系的流程图。
图5为本发明实施例2的低压配电台区物理拓扑识别装置的结构框图。
图6为本发明实施例2的第一生成模块的结构框图。
图7为本发明实施例2的确定模块的结构框图。
图8为本发明实施例3的智能配电终端的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,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。
实施例1:
低压配电台区网络中,由于用电设备中含有铁磁饱和、电力电子器件、电弧等非线性器件,产生非线性负荷。非线性负荷两端的电压和流过负荷的电流呈现出非线性关系,形成非正弦的电流波形,含有大量的谐波,并从负荷节点注入低压配网。受用户负荷节点的空间分布特性和用户用电习惯差异,负荷节点谐波电流表现出较强的时空特性。因此,各负荷节点将产生特定的谐波序列矩阵,如下式(1)所示,其中元素下标o和tn分别代表谐波次数和时间,由于各种非线性负荷主要产生奇次谐波,构建的谐波序列矩阵只包含奇数次谐波。
谐波电流将沿阻抗最小的物理线路传播,而主线路的阻抗(即从用电负荷直接连到台区变压器的电力线)最小,因此,谐波电流将沿着主线路电力线路流到台区电源节点,如图1所示。用户节点1产生的谐波电流将会沿着节点1-4-5-8-10-12之间的物理线路流入台区变压器,所流通的路径即为该用户到台区的一条支路物理拓扑。因此,通过同一时刻各节点特征谐波电流的变化率,可以识别节点的物理拓扑连接关系,各节点的特征谐波电流变化率矩阵如下式(2)所示。例如,当主站系统检测到同一时刻节点1和节点4之间具有相同的特征谐波电流的变化率,则可得出两个节点物理相连(事实上可能会有一定的误差,为了保证结果精确性,对多个时刻的特征谐波电流变化率进行判定,当特征谐波电流变化率曲线基本吻合,则可以判定两个节点直接相连)。
如图1所示,本实施例提供了一种低压配电台区物理拓扑识别系统,该系统在低压配电台区的基础上构建,包括智能配电终端(STU)和拓扑识别设备(拓扑模块),智能配电终端安装在各台区节点处,拓扑识别设备安装在各台区节点处、各台区内各级分支箱节点处以及各台区内用户表箱节点处,各智能配电终端和拓扑识别设备具有唯一的辨识码,并与安装处节点位置信息绑定,包括安装位置的经纬度信息、各台区、分支箱、用户信息,同一台区内各设备采用但不局限于电力线路载波/4G/5G/Lora等方式进行组网,各台区之间能够采用但不局限于光纤/4G/等方式进行组网。拓扑识别设备能够以一定频率采集节点处的电流数据信息,并将电流数据信息上传到智能配电终端,该电流数据信息包含电流瞬时值信息及其对应时间和拓扑识别设备身份信息等。
如图2所示,本实施例提供了一种低压配电台区物理拓扑识别方法,该方法通过智能配电终端实现,包括以下步骤:
S201、向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令。
具体地,每个智能配电终端通过电力载波向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令,由于在台区特定频率的载波信号不能穿过变压器绕组耦合一次侧,台区之间载波信号相互隔离,能够相互通信的节点必然属于同一台变的特点,确定各节点所在台区。
每个台区内各节点处的拓扑识别设备在接收到拓扑识别指令后,以一定频率采集电流数据信息,并将上传到所在台区的智能配电终端,采集时间设置以能够准确反映出来用户负荷功率的差异为准,时间越长,负荷的时空差异性就越明显,但是数据量也越大,对智能配电终端硬件要求也就越高,综合考虑识别准确度和设备硬件需求,默认设置为一天。
S202、接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息。
S203、对电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵。
根据低压电力负载的特点,本实施例选取5、7、11次谐波电流(不限于,还可以选取其他谐波电流)作为特征谐波电流。智能配电终端对各节点处的拓扑识别设备上传的电流数据进行谐波分解,获取负荷特征谐波电流,并计算各时刻谐波电流的变化率,时间间隔默认设置为一个周波。负荷电流数据具有周期性,可以采用离散傅里叶变换(DiscreteFourier Transform,简称DFT)方法对电流进行谐波分解(不限于,可以采用其他的谐波分解方法),如下式(3)所示:
其中,i(n)为负荷设备周期电流采样点,每周期采样Nf次,从0标记到Nf-1;f为谐波次数,f=0,1,…,Nf-1;X(f)为复数形式的离散傅里叶变换的谐波系数。
各节点在各时刻的谐波电流可以用矩阵An表示,该矩阵An即为各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵,n为节点空间位置编号,如下式(4)所示,其中元素下标o和tn分别代表谐波电流次数和时间。
S204、对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理。
为了突出各节点特征谐波电流变化率的特征和变化趋势,对负荷特征谐波电流数据进行规范化处理,即对负荷特征谐波电流矩阵An中的各行元素进行规范化处理,本实施例采用的规范化处理(不限于,还可以采用其他规范化处理方式)如下式(5)所示:
其中,xi表示某个节点在时间维度区间内的一个元素,X为该节点在时间维度区间内的所有元素,x'i为规范化处理后的元素。
S205、根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵。
如图3所示,该步骤S205具体包括:
S2051、计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数。
计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数,如下式(6)所示:
其中,εk(z)表示分析节点k与其他节点i在第z时刻数据的关联系数;mink mini|xi-yi|表示分析节点k与其他节点i在各个时刻数据差绝对值中的最小值,maxk maxi|xi-yi|表示分析节点k与其他节点i在各个时刻数据差绝对值中的最大值;ρ为分辨系数。
S2052、根据所述关联系数,计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流关联度。
本实施例进一步对整体相关性进行分析,需要对关联系数向量用某种特征量表征,本实施例采用下式(7)计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流关联度(不限于,还可以采用其他计算方式):
其中,rk表示分析节点k与其他节点i之间的负荷特征谐波电流关联度,即接近程度。
S2053、判断是否完成各节点之间的负荷特征谐波电流关联度的计算,若是,进入步骤S2054,若否,返回步骤S2051。
可以理解,本实施例先以其中一个节点作为分析节点,执行步骤S2051和S2052,然后以下一个节点作为分析节点,执行步骤S2051和S2052……不断重复,直到完成各节点之间的负荷特征谐波电流关联度的计算。
S2054、根据各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵。
节点时空关联度矩阵如下式(8)所示:
S206、根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系。
如图4所示,该步骤S206具体包括:
S2061、遍历节点时空关联度矩阵的元素,若遍历到的元素大于或等于阈值,则认为该元素对应的两个节点之间存在物理连接关系,进入步骤S2063;若遍历到的元素小于阈值,则认为该元素对应的两个节点之间不存在物理连接关系,进入步骤S2062。
节点时空关联度矩阵中的元素rik(i≤p,k≤p)为各节点之间的负荷特征谐波电流关联度值,将关联度值与某一阈值m进行比较,理论上来说m的值应等于1,考虑到误差影响,可以适当调整阈值。
S2062、将该元素从节点时空关联度矩阵中去除,返回步骤S2061继续遍历节点时空关联度矩阵的元素。
S2063、判断是否遍历完节点时空关联度矩阵的所有元素,若是,则得到的节点时空关联度矩阵中,每个元素对应的两个节点之间均存在物理连接关系,进而确定各节点之间的连接关系,若否,则返回步骤S2061继续遍历节点时空关联度矩阵的元素。
S207、根据各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图。
本领域技术人员可以理解,实现上述实施例的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成,相应的程序可以存储于计算机可读存储介质中。
应当注意,尽管在附图中以特定顺序描述了上述实施例的方法操作,但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作,或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反,描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
实施例2:
如图5所示,本实施例提供了一种低压配电台区物理拓扑识别装置,该装置包括指令发出模块501、信息接收模块502、谐波分解模块503、规范化处理模块504、第一生成模块505、确定模块506和第二生成模块507,各个模块的具体功能如下:
所述指令发出模块501,用于向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令,以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息。
所述信息接收模块502,用于接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息。
所述谐波分解模块503,用于对电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵。
所述规范化处理模块504,用于对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理。
所述第一生成模块505,用于根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵。
所述确定模块506,用于根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系。
所述第二生成模块507,用于根据各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图。
进一步地,所述第一生成模块505如图6所示,具体包括:
第一计算单元5051,用于将其中一个节点作为分析节点,计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数。
第二计算单元5052,用于根据所述关联系数,计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流关联度。
返回单元5053,用于将下一个节点作为新的分析节点,返回计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数,并执行后续操作。
生成单元5054,用于当完成各节点之间的负荷特征谐波电流关联度的计算后,根据各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵。
进一步地,所述确定模块506如图7所示,具体包括:
遍历单元5061,用于遍历节点时空关联度矩阵的元素。
判断单元5062,用于若遍历到的元素大于或等于阈值,则判断该元素对应的两个节点之间存在物理连接关系。
确定单元5063,用于当遍历完节点时空关联度矩阵的所有元素后,确定各节点之间的连接关系。
本实施例中各个模块的具体实现可以参见上述实施例1,在此不再一一赘述;需要说明的是,本实施例提供的装置仅以上述各功能单元的划分进行举例说明,在实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成,即将内部结构划分成不同的功能单元,以完成以上描述的全部或者部分功能。
可以理解,上述装置所使用的术语“第一”、“第二”等可用于描述各种模块,但这些模块不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个模块与另一个模块区分。举例来说,在不脱离本发明的范围的情况下,可以将第一生成模块称为第二生成模块,且类似地,可将第二生成模块称为第一生成模块,第一生成模块和第二生成模块两者都是生成模块,但其不是同一生成模块。
实施例3:
本实施例提供了一种智能配电终端,如图8所示,其包括处理器801、存储器802和网络接口803,该处理器801用于提供计算和控制能力,该存储器802存储有计算机程,处理器801执行存储器802存储的计算机程序时,实现上述实施例1的低压配电台区物理拓扑识别方法,如下:
向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令,以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息;
接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息;
对电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵;
对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理;
根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵;
根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系;
根据各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图。
实施例4:
本实施例提供了一种存储介质,该存储介质为计算机可读存储介质,其存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现上述实施例1的低压配电台区物理拓扑识别方法,如下:
向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令,以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息;
接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息;
对电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵;
对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理;
根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵;
根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系;
根据各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图。
本实施例中所述的存储介质可以是磁盘、光盘、计算机存储器、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、U盘、移动硬盘等介质。
综上所述,本发明通过对拓扑识别设备上传的电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵,对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵,进而确定各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图,利用各节点负荷谐波时空特征及其受电路原理约束的关联关系,无需向电网注入大功率或高频信号,也无需大量的劳动力,即可实现低压配网物理拓扑识别。
以上所述,仅为本发明专利较佳的实施例,但本发明专利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专利所公开的范围内,根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都属于本发明专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种低压配电台区物理拓扑识别方法,其特征在于,所述方法包括:
向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令,以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息;
接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息;
对电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵;
对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理;
根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵;
根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系;
根据各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图。
2.根据权利要求1所述的低压配电台区物理拓扑识别方法,其特征在于,所述根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵,具体包括:
将其中一个节点作为分析节点,计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数;
根据所述关联系数,计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流关联度;
将下一个节点作为新的分析节点,返回计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数,并执行后续操作;
当完成各节点之间的负荷特征谐波电流关联度的计算后,根据各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵。
4.根据权利要求1所述的低压配电台区物理拓扑识别方法,其特征在于,所述根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系,具体包括:
遍历节点时空关联度矩阵的元素;
若遍历到的元素大于或等于阈值,则判断该元素对应的两个节点之间存在物理连接关系;
当遍历完节点时空关联度矩阵的所有元素后,确定各节点之间的连接关系。
7.一种低压配电台区物理拓扑识别装置,其特征在于,所述装置包括:
指令发出模块,用于向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令,以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息;
信息接收模块,用于接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息;
谐波分解模块,用于对电流数据信息进行谐波分解,构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵;
规范化处理模块,用于对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理;
第一生成模块,用于根据规范化处理后的负荷特征谐波电流,计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度,生成节点时空关联度矩阵;
确定模块,用于根据节点时空关联度矩阵中的元素,确定各节点之间的连接关系;
第二生成模块,用于根据各节点之间的连接关系,生成低压配网物理拓扑图。
8.一种低压配电台区物理拓扑识别系统,其特征在于,所述系统包括智能配电终端和拓扑识别设备,所述智能配电终端安装在各台区节点处,所述拓扑识别设备安装在各台区节点处、各台区内各级分支箱节点处以及各台区内用户表箱节点处;
所述智能配电终端,用于执行权利要求1-6任一项所述的低压配电台区物理拓扑识别方法;
所述拓扑识别设备,用于在接收到后智能配电终端发出的拓扑识别指令后,以一定频率采集电流数据信息,并将电流数据信息上传到智能配电终端。
9.一种智能配电终端,包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器,其特征在于,所述处理器执行存储器存储的程序时,实现权利要求1-6任一项所述的低压配电台区物理拓扑识别方法。
10.一种存储介质,存储有程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时,实现权利要求1-6任一项所述的低压配电台区物理拓扑识别方法。
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