CN112787402B - 一种基于电网全量数据采集的台区开关物理拓扑识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电网全量数据采集的台区开关物理拓扑识别方法，包括以下步骤：步骤1、数据采集；步骤2、数据初始化，将电量曲线作为初始拓扑生成的数据步骤3、数据排序；步骤4、直连分支分组；步骤5、分支拓扑生成和验证；步骤6、直连点上下级关系确定；步骤7、物理拓扑关系再验证；与市场上发扰动信号的方案以及小电流脉冲信号相比，具有以下优势：功耗低，没有因为散热不及时导致设备烧毁的风险；采用设备自身带的数据进行分析，方案成本低；没有对电网注入谐波，对电网的设备没有产生干扰，不用定时启动，效率高。

Description

一种基于电网全量数据采集的台区开关物理拓扑识别方法

技术领域

本发明涉及台区开关拓扑技术领域，特别涉及一种基于电网全量数据采集的台区开关物理拓扑识别方法。

背景技术

低压配电网络中的开关物理拓扑关系是实现配电自动化的基础。在智能变电站的建、扩、换、检的过程中，配电网络中开关设备的变动会导致台区开关拓扑关系的改变。为了提高供电可靠性，缩短事故处理时间，减少停电范围，降低运行维护费用，有必要实时掌握整个台区“变压器-分支箱-电表箱”的网络拓扑关系。

目前配变台区电网开关的络拓扑关系，主要依赖几个方向：

1)、台区建设时留下来的拓扑资料，这种方式，初始安装时需要人工录入档案，工作量巨大，后期如果出现设备更换或线路变化也需要人工录入更新。实际使用时也经常会出现录入错误或者更新档案不及时，导致现场实际配电网拓扑和主站显示的不一致。

2)采用在过零点附近产生大电流的方案(扰动)，此方案由于连续的发生扰动信号而产生的电流较大并且热量无法散掉，有烧毁设备、开关误跳的风险，导致该方案只能在小范围试点而不能真正推广的直接原因，另外由于采用高速的DSP进行电流的采样导致设备价格偏高；

3)采用小电流特征脉冲信号方案，该方案在识别过程中，需要在电力线路上面连续不断产生小电流，给电网带来了很大的噪声影响，会对用户精密设备的运行造成影响，并且持续负载会不断消耗电网电能，同样为一种浪费。由于识别电流较小，容易被线路上原本的电流负荷所淹没，识别率较低。

4)采用供电网络负载电流方案，该方案依赖于全低压电网设备的电流采样高精确度和采样时间高一致性，现场识别效果较差。

发明内容

本发明的目的在于提供基于改进共生生物搜索算法的植物冠层图像分割算法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于电网全量数据采集的台区开关物理拓扑识别方法，包括以下步骤：

步骤1、数据采集；

步骤2、数据初始化，将电量曲线作为初始拓扑生成的数据；

步骤3、数据排序；

步骤4、直连分支分组；

步骤5、分支拓扑生成和验证；

步骤6、直连点上下级关系确定；

步骤7、物理拓扑关系再验证。

步骤1中的数据采集操作为，通过高速电力线载波中心节点每天通过NTB对所属从节点进行广播对时，通过代理广播的方式启动全量数据采集；

从节点收到广播采集命令后，进行电量、电流、电压曲线和信噪比的采集存储，曲线采集点数不少于24个；

载波中心节点通过单播的方式进行数据采集，并进行数据齐全的核验，如果有个别从节点没有进行存储，则重新进行启动采集，然后进行单播抄表。

步骤2中数据初始化的操作方法为：

假设源电量数据有x行y列(x-电量，y-开关)，用Axy表示，得出以下数据：

B0，0＝(Ax，0-A0，0)/N，B1，0＝Ax，0-A(x-1)，0，……，Bx，0＝A1，0-A0，0；

B0，1＝(Ax，1-A0，1)/N，B1，1＝Ax，1-A(x-1)，1，……，Bx，1＝A1，1-A0，1；

……

B0，y＝(Ax，y-A0，y)/N，B1，y＝Ax，y-A(x-1)，y，……，Bx，y＝A1，y-A0，y；

所述步骤3中的操作方法为将步骤2中获得的B0，0，B0，1，B0，2，……，B0，y对应的电量索引排序，即电量从大到小，电量为零的暂时不做处理。

所述步骤4中操作方法为将步骤3获得的电量B0，0，B0，1，B0，2，……，B0，y对应的电量索引排序，按照最大相似度-欧式距离的方法将电量索引分组，记作G0，G1，G2，……，Gm。

所述步骤5的操作方法为，依据步骤4获得的电量索引分组，而后设G0一级开关；二级开关挑选原则为除G0外且没被使用过的最大Gmax；根据Gmax从Gmax+1，Gmax+2，Gmax+3，……，Gm中找出最大分支不超过五个的最优组合作为三级分支开关，根据确定的三级分支开关找出最大分支不超过五个的最优组合作为四级分支开关，根据确定的四级分支开关找出最大分支不超过五个的最优组合作为五级分支开关，判断开关是否已经查完，如果没有继续从步骤3执行，如果已经查完，回归判断一级开关，电量与所有二级分支开关电量和是否相等；

所述步骤6的操作方法为：

利用供电线路电压的衰减特性，为下级电压比上级电压要低，利用载波信号传输特性和拓扑关系，上级距离CC0的SNR值比下级的要高，利用停复电记录分析，下级停电上级不一定会停电，上级停电下级一定会停电的特性，综合研判直连点的上下级关系。

所述步骤7的操作方法为：

利用上级电流为下级电流之和的特性进一步验证电量确定的拓扑关系的正确性，不同条件形成互补，提升整体识别的准确度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：与市场上发扰动信号的方案以及小电流脉冲信号相比，具有以下优势：功耗低，没有因为散热不及时导致设备烧毁的风险；采用设备自身带的数据进行分析，方案成本低；

没有对电网注入谐波，对电网的设备没有产生干扰，不用定时启动，效率高。

附图说明

图1是本发明的数据处理分流流程框图。

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。

实施例1

本发明提供一种技术方案：一种基于电网全量数据采集的台区开关物理拓扑识别方法，包括以下步骤：

步骤1、数据采集；

步骤2、数据初始化，将电量曲线作为初始拓扑生成的数据；

步骤3、数据排序；

步骤4、直连分支分组；

步骤5、分支拓扑生成和验证；

步骤6、直连点上下级关系确定；

步骤7、物理拓扑关系再验证。

步骤1中的数据采集操作为，通过高速电力线载波中心节点每天通过NTB对所属从节点进行广播对时，通过代理广播的方式启动全量数据采集；

从节点收到广播采集命令后，进行电量、电流、电压曲线和信噪比的采集存储，曲线采集点数不少于24个；

载波中心节点通过单播的方式进行数据采集，并进行数据齐全的核验，如果有个别从节点没有进行存储，则重新进行启动采集，然后进行单播抄表。

步骤2中数据初始化的操作方法为：

假设源电量数据有x行y列(x-电量，y-开关)，用Axy表示，得出以下数据：

B0，0＝(Ax，0-A0，0)/N，B1，0＝Ax，0-A(x-1)，0，……，Bx，0＝A1，0-A0，0；

B0，1＝(Ax，1-A0，1)/N，B1，1＝Ax，1-A(x-1)，1，……，Bx，1＝A1，1-A0，1；

B0，y＝(Ax，y-A0，y)/N，B1，y＝Ax，y-A(x-1)，y，……，Bx，y＝A1，y-A0，y；

所述步骤3中的操作方法为将步骤2中获得的B0，0，B0，1，B0，2，……，B0，y对应的电量索引排序，即电量从大到小，电量为零的暂时不做处理。

所述步骤4中操作方法为将步骤3获得的电量B0，0，B0，1，B0，2，……，B0，y对应的电量索引排序，按照最大相似度-欧式距离的方法将电量索引分组，记作G0，G1，G2，……，Gm。

所述步骤5的操作方法为，依据步骤4获得的电量索引分组，而后设G0一级开关；二级开关挑选原则为除G0外且没被使用过的最大Gmax；根据Gmax从Gmax+1，Gmax+2，Gmax+3，……，Gm中找出最大分支不超过五个的最优组合作为三级分支开关，根据确定的三级分支开关找出最大分支不超过五个的最优组合作为四级分支开关，根据确定的四级分支开关找出最大分支不超过五个的最优组合作为五级分支开关，判断开关是否已经查完，如果没有继续从步骤3执行，如果已经查完，回归判断一级开关，电量与所有二级分支开关电量和是否相等。

所述步骤6的操作方法为：

利用供电线路电压的衰减特性，为下级电压比上级电压要低，利用载波信号传输特性和拓扑关系，上级距离CC0的SNR值比下级的要高，利用停复电记录分析，下级停电上级不一定会停电，上级停电下级一定会停电的特性，综合研判直连点的上下级关系。

所述步骤7的操作方法为：在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于电网全量数据采集的台区开关物理拓扑识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、数据采集；

步骤2、数据初始化，将电量曲线作为初始拓扑生成的数据，具体操作方法如下：

假设源电量数据有x行y列，x-电量，y-开关，用Axy表示，得出以下数据：

B0，0＝(Ax，0-A0，0)/N，B1，0＝Ax，0-A(x-1)，0，……，Bx，0＝A1，0-A0，0；

B0，1＝(Ax，1-A0，1)/N，B1，1＝Ax，1-A(x-1)，1，……，Bx，1＝A1，1-A0，1；

……

B0，y＝(Ax，y-A0，y)/N，B1，y＝Ax，y-A(x-1)，y，……，Bx，y＝A1，y-A0，y；

步骤3、数据排序，具体方法为：

将步骤2中获得的B0，0，B0，1，B0，2，……，B0，y对应的电量索引排序，即电量从大到小，电量为零的暂时不做处理；

步骤4、直连分支分组，操作方法为步骤3获得的电量B0，0，B0，1，B0，2，……，B0，y对应的电量索引排序，按照最大相似度-欧式距离的方法将电量索引分组，记作G0，G1，G2，……，Gm；

步骤5、分支拓扑生成和验证，具体操作方法为：

依据步骤4获得的电量索引分组，而后设G0一级开关；二级开关挑选原则为除G0外且没被使用过的最大Gmax；根据Gmax从Gmax+1，G max+2，G max+3，……，Gm中找出最大分支不超过五个的最优组合作为三级分支开关，根据确定的三级分支开关找出最大分支不超过五个的最优组合作为四级分支开关，根据确定的四级分支开关找出最大分支不超过五个的最优组合作为五级分支开关，判断开关是否已经查完，如果没有继续从步骤3执行，如果已经查完，回归判断一级开关，电量与所有二级分支开关电量和是否相等；

步骤6、直连点上下级关系确定；

步骤7、物理拓扑关系再验证。

2.根据权利要求1所述的一种基于电网全量数据采集的台区开关物理拓扑识别方法，其特征在于：步骤1中的数据采集操作为，通过高速电力线载波中心节点每天通过NTB对所属从节点进行广播对时，通过代理广播的方式启动全量数据采集；

从节点收到广播采集命令后，进行电量、电流、电压曲线和信噪比的采集存储，曲线采集点数不少于24个；

载波中心节点通过单播的方式进行数据采集，并进行数据齐全的核验，如果有个别从节点没有进行存储，则重新进行启动采集，然后进行单播抄表。

3.根据权利要求1所述的一种基于电网全量数据采集的台区开关物理拓扑识别方法，其特征在于：所述步骤6的操作方法为：

利用供电线路电压的衰减特性，为下级电压比上级电压要低，利用载波信号传输特性和拓扑关系，上级距离CCO的SNR值比下级的要高，利用停复电记录分析，下级停电上级不一定会停电，上级停电下级一定会停电的特性，综合研判直连点的上下级关系。

4.根据权利要求1所述的一种基于电网全量数据采集的台区开关物理拓扑识别方法，其特征在于：所述步骤7的操作方法为：

利用上级电流为下级电流之和的特性进一步验证电量确定的拓扑关系的正确性，不同条件形成互补，提升整体识别的准确度。

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