CN112578211A - 一种台区开关拓扑识别设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种台区开关拓扑识别设备及方法，涉及电力低压配电网监测技术领域。本发明设备包括依次连接的第一开关，第二层开关、开关组和第五层开关，第一开关安装在进线柜内，第二层开关包括安装在馈线柜内的第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关，第五层开关包括第二十开关、第二十一开关、第二十二开关、第二十三开关、第二十四开关、第二十五开关、第二十六开关、第二十七开关和第二十八开关，本发明方法包括步骤一数据预处理；步骤二拓扑识别分析；步骤三拓扑验证。本发明功耗低，利用电量进行判断，可允许的偏差比较大；本发明计算量相对少，提升了台区开关拓扑识别的效率和准确性。

Description

一种台区开关拓扑识别设备及方法

技术领域

本发明涉及电力低压配电网监测技术领域，尤其是涉及一种台区开关拓扑识别设备及方法。

背景技术

在低压配网中，建设目标是借助于现代计算机技术和分析手段，实时分析配电网运行状态和感知，进行精确的故障定位，而在精确的故障定位中，离不开精准的物理开关拓扑。在低压配网中，困扰大家最大的难题是开关拓扑，在将近5年中，市场上出现的比较多的拓扑识别方案，在众多方案中，通过发送扰动信号来进行拓扑开关识别时是主流，该方案的原理是在过零附近产生大电流，此种方案的缺点是：(1)成本高，需要加装设备；(2)给电网注入谐波，上级断路器有误跳的风险；(3)由于瞬间电流很大，导致设备发热严重。基于此方案的缺点，行业上，出现了大数据分析的方案，目前大数据分析方案的是基于流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和的原理去实现的，由于这一原理需要同时，所以需要精确的同步。经过实际分析，此种方案拓扑分析成功率在60％左右，无法满足现场的需要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种台区开关拓扑识别设备及方法，功耗低，利用电量进行判断，由于电量是积分值，而不是瞬时量，所以可允许的偏差比较大；本发明计算量相对少，提升了台区开关拓扑识别的效率和准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

本发明提供的一种台区开关拓扑识别设备及方法，包括台变，台变包括依次连接的第一开关，第二层开关、开关组和第五层开关，第一开关安装在进线柜内，第二层开关包括安装在馈线柜内的第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关，第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关均与第一开关连接；开关组包括第一开关组、第二开关组和第三开关组，第一开关组包括第八开关、第十一开关、第十二开关和第十三开关，第十一开关、第十二开关和第十三开关均与第八开关连接，第二开关组包括第九开关、第十四开关、第十五开关和第十六开关，第十四开关、第十五开关和第十六开关均与第九开关连接，第三开关组包括第十开关、第十七开关、第十八开关和第十九开关，第十七开关、第十八开关和第十九开关均与第十开关连接，第八开关、第九开关和第十开关分别与第二开关、第四开关和第六开关连接；第五层开关包括第二十开关、第二十一开关、第二十二开关、第二十三开关、第二十四开关、第二十五开关、第二十六开关、第二十七开关和第二十八开关，第二十开关、第二十一开关、第二十二开关、第二十三开关、第二十四开关、第二十五开关、第二十六开关、第二十七开关和第二十八开关分别与第十一开关、第十二开关、第十三开关、第十四开关、第十五开关、第十六开关、第十七开关、第十八开关和第十九开关分别连接。

进一步的，第二十开关、第二十一开关、第二十二开关、第二十三开关、第二十四开关、第二十五开关、第二十六开关、第二十七开关和第二十八开关为表箱断路器。

本发明提供的一种台区开关拓扑识别方法，包括以下步骤：

步骤一：数据预处理；

步骤二：拓扑识别分析；

步骤三：拓扑验证。

进一步的，步骤一包括如下步骤：

S11：接收到拓扑识别命令；

S12：检查是否有22个电能量曲线点，如果不够22个电能量曲线点，则等1小时后继续查询是否满足22个电能量曲线点，如果满足，则进入步骤S13；

S13：检查电能量曲线上每个开关电量曲线数据的完整性；

S14：对站点数据进行一阶差分计算处理。

进一步的，步骤S13具体为：检查每一个站点在同一冻结时刻是否有丢点情况，如果有丢点情况，则标记此冻结时刻，继续数据采集，直到有连续22个冻结点数据。

进一步的，步骤S14具体为：把后一冻结点电量减去前一冻结点电量。

进一步的，步骤二包括如下步骤：

S21：对步骤一预处理后的站点数据进行从大到小排序；

S22：计算一对一的直连站点列表；

S23：确认头点，层级为1的站点1，添加到拓扑列表；

S24：删除层级1的站点，对站点数据重新排序并计算；

S25：筛出层级剩余站点数据的最大值为2，后续开始分析2后面的站点；

S26：检查站点2是否在直连站点内，如果在直连站点内，则筛选出站点8；

S27：筛选站点8或者开关8的相似站点；

S28：重复步骤S25至S27，直到筛不到为止；

S29：继续筛选层级为2的站点，直到结束。

进一步的，步骤三包括如下步骤：

S31：从拓扑中筛选层级2的站点；

S32：把层级2的站点和层级1的站点进行相似度和均方差的比较；

S33：如果符合条件，返回拓扑计算结果值；

S34：结束。

结合以上技术方案，本发明达到的有益效果在于：

(1)本发明所述的一种台区开关拓扑识别设备，结构简单、成本低、功耗低，没有因为散热不及时导致设备烧毁的风险；

(2)本发明所述的一种台区开关拓扑识别方法，利用电量进行判断，由于电量是积分值，而不是瞬时量，所以可允许的偏差比较大；此外，本发明计算量相对少，提升了台区开关拓扑识别的效率和准确性。

附图说明

为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的台区开关拓扑设备示意图；

图2为本发明实施例提供的台区开关拓扑识别方法中数据预处理流程图；

图3为本发明实施例提供的台区开关拓扑识别方法中拓扑识别分析流程图；

图4为本发明实施例提供的台区开关拓扑识别方法中拓扑验证流程图。

图标：1、第一开关；2、第二开关；3、第三开关；4、第四开关；5、第五开关；6、第六开关；7、第七开关；8、第八开关；9、第九开关；10、第十开关；11、第十一开关；12、第十二开关；13、第十三开关；14、第十四开关；15、第十五开关；16、第十六开关；17、第十七开关；18、第十八开关；19、第十九开关；20、第二十开关；21、第二十一开关；22、第二十二开关；23、第二十三开关；24、第二十四开关；25、第二十五开关；26、第二十六开关；27、第二十七开关；28、第二十八开关。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的目的、技术方案和优点进行清楚、明白、完整的描述，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种台区开关拓扑识别设备，(包括台变，台变包括依次连接的第一开关1，第二层开关、开关组和第五层开关，第一开关1安装在进线柜内，第二层开关包括安装在馈线柜内的第二开关2、第三开关3、第四开关4、第五开关5、第六开关6和第七开关7，第二开关2、第三开关3、第四开关4、第五开关5、第六开关6和第七开关7均与第一开关1连接；开关组包括第一开关1组、第二开关2组和第三开关3组，第一开关1组包括第八开关8、第十一开关11、第十二开关12和第十三开关13，第十一开关11、第十二开关12和第十三开关13均与第八开关8连接，第二开关2组包括第九开关9、第十四开关14、第十五开关15和第十六开关16，第十四开关14、第十五开关15和第十六开关16均与第九开关9连接，第三开关3组包括第十开关10、第十七开关17、第十八开关18和第十九开关19，第十七开关17、第十八开关18和第十九开关19均与第十开关10连接，第八开关8、第九开关9和第十开关10分别与第二开关2、第四开关4和第六开关6连接；第五层开关包括第二十开关20、第二十一开关21、第二十二开关22、第二十三开关23、第二十四开关24、第二十五开关25、第二十六开关26、第二十七开关27和第二十八开关28，第二十开关20、第二十一开关21、第二十二开关22、第二十三开关23、第二十四开关24、第二十五开关25、第二十六开关26、第二十七开关27和第二十八开关28分别与第十一开关11、第十二开关12、第十三开关13、第十四开关14、第十五开关15、第十六开关16、第十七开关17、第十八开关18和第十九开关19分别连接。

在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例提供的第二十开关20、第二十一开关21、第二十二开关22、第二十三开关23、第二十四开关24、第二十五开关25、第二十六开关26、第二十七开关27和第二十八开关28为表箱断路器。

实施例2：

本实施例提供了一种台区开关拓扑识别方法，包括以下步骤：

步骤一：数据预处理，具体包括如下步骤，如图2所示：

S11：接收到拓扑识别命令；

S12：检查是否有22个电能量曲线点，如果不够22个电能量曲线点，则等1小时后继续查询是否满足22个电能量曲线点，如果满足，则进入步骤S13；

S13：检查电能量曲线上每个开关电量曲线数据的完整性；具体为：检查每一个站点在同一冻结时刻是否有丢点情况，如果有丢点情况，则标记此冻结时刻，继续数据采集，直到有连续22个冻结点数据；

S14：对站点数据进行一阶差分计算处理，把后一冻结点电量减去前一冻结点电量。

步骤二：拓扑识别分析，如图3所示，具体包括如下步骤：

S21：对步骤一预处理后的站点数据进行从大到小排序；

S22：计算一对一的直连站点列表；

S23：确认头点，层级为1的站点1，添加到拓扑列表；

S24：删除层级1的站点，对站点数据重新排序并计算；

S25：筛出层级剩余站点数据的最大值为2，后续开始分析2后面的站点；

S26：检查站点2是否在直连站点内，如果在直连站点内，则筛选出站点8；

S27：筛选站点8或者开关8的相似站点；

S28：重复步骤S25至S27，直到筛不到为止；

S29：继续筛选层级为2的站点，直到结束。

步骤三：拓扑验证，如图4所示，具体包括如下步骤：

S31：从拓扑中筛选层级2的站点；

S32：把层级2的站点和层级1的站点进行相似度和均方差的比较；

S33：如果符合条件，返回拓扑计算结果值；

S34：结束。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种台区开关拓扑识别设备，其特征在于：包括台变，台变包括依次连接的第一开关，第二层开关、开关组和第五层开关，第一开关安装在进线柜内，第二层开关包括安装在馈线柜内的第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关，第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关均与第一开关连接；开关组包括第一开关组、第二开关组和第三开关组，第一开关组包括第八开关、第十一开关、第十二开关和第十三开关，第十一开关、第十二开关和第十三开关均与第八开关连接，第二开关组包括第九开关、第十四开关、第十五开关和第十六开关，第十四开关、第十五开关和第十六开关均与第九开关连接，第三开关组包括第十开关、第十七开关、第十八开关和第十九开关，第十七开关、第十八开关和第十九开关均与第十开关连接，第八开关、第九开关和第十开关分别与第二开关、第四开关和第六开关连接；第五层开关包括第二十开关、第二十一开关、第二十二开关、第二十三开关、第二十四开关、第二十五开关、第二十六开关、第二十七开关和第二十八开关，第二十开关、第二十一开关、第二十二开关、第二十三开关、第二十四开关、第二十五开关、第二十六开关、第二十七开关和第二十八开关分别与第十一开关、第十二开关、第十三开关、第十四开关、第十五开关、第十六开关、第十七开关、第十八开关和第十九开关分别连接。

2.根据权利要求1所述的一种台区开关拓扑识别设备，其特征在于：第二十开关、第二十一开关、第二十二开关、第二十三开关、第二十四开关、第二十五开关、第二十六开关、第二十七开关和第二十八开关为表箱断路器。

3.一种台区开关拓扑识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：数据预处理；

步骤二：拓扑识别分析；

步骤三：拓扑验证。

4.根据权利要求3所述的一种台区开关拓扑识别方法，其特征在于：步骤一包括如下步骤：

S11：接收到拓扑识别命令；

S12：检查是否有22个电能量曲线点，如果不够22个电能量曲线点，则等1小时后继续查询是否满足22个电能量曲线点，如果满足，则进入步骤S13；

S13：检查电能量曲线上每个开关电量曲线数据的完整性；

S14：对站点数据进行一阶差分计算处理。

5.根据权利要求4所述的一种台区开关拓扑识别方法，其特征在于：步骤S13具体为：检查每一个站点在同一冻结时刻是否有丢点情况，如果有丢点情况，则标记此冻结时刻，继续数据采集，直到有连续22个冻结点数据。

6.根据权利要求3所述的一种台区开关拓扑识别方法，其特征在于：步骤S14具体为：把后一冻结点电量减去前一冻结点电量。

7.根据权利要求3所述的一种台区开关拓扑识别方法，其特征在于：步骤二包括如下步骤：

S21：对步骤一预处理后的站点数据进行从大到小排序；

S22：计算一对一的直连站点列表；

S23：确认头点，层级为1的站点1，添加到拓扑列表；

S24：删除层级1的站点，对站点数据重新排序并计算；

S25：筛出层级剩余站点数据的最大值为2，后续开始分析2后面的站点；

S26：检查站点2是否在直连站点内，如果在直连站点内，则筛选出站点8；

S27：筛选站点8或者开关8的相似站点；

S28：重复步骤S25至S27，直到筛不到为止；

S29：继续筛选层级为2的站点，直到结束。

8.根据权利要求3所述的一种台区开关拓扑识别方法，其特征在于：步骤三包括如下步骤：

S31：从拓扑中筛选层级2的站点；

S32：把层级2的站点和层级1的站点进行相似度和均方差的比较；

S33：如果符合条件，返回拓扑计算结果值；

S34：结束。

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