CN112953013A - 一种低压台区拓扑识别方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低压台区拓扑识别方法及装置，首先在台区低压配电网中增加一个网关及若干个分支测量终端；在每次台区低压配电网拓扑识别时，根据网关与分支测量终端通过电力线载波与无线通讯确定测量装置台区归属关系及通信接入相的相别，每个分支测量终端与网关进行时间同步后进行电压和电流波形采样并计算出每个周波电流或功率的增量、每个周波电流谐波含有量、每个周波瞬时电流值或功率值上传网关，网关依据上传数据识别出同一母线分支测量终端及母线上级关系；多次拓扑识别后，能及时准确掌握配电台区电气网络拓扑识别结果。
Description
技术领域
本发明涉及配电网拓扑识别技术领域，尤其涉及一种低压台区拓扑识别方法及装置。
背景技术
随着社会经济发展，用电负荷增加，其规模和复杂性也日益增加，配电网中，实现台区分布智能化监控的前提是已知台区拓扑结构，但在日常的配电运维管理工作中，往往存在户变连接关系不清晰的问题。
电网公司正在大力开展营配信息贯通工作，配电台区电气网络拓扑对电力公司提高供电可靠性管理水平、提高供电服务能力至关重要，要及时准确掌握配电台区电气网络拓扑还是存在较大难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低压台区拓扑识别方法及装置，能及时准确掌握配电台区电气网络拓扑。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种低压台区拓扑识别方法，包括以下步骤：
对电网电压的过零点进行检测，并根据所述过零点时刻，通过时间同步信号将对应的多个分支测量终端之间建立时间同步；
根据接收到的所述时间同步信号和设定的接收需求，通过对应的所述分支测量终端获取对应的测量信息；
采用主动上报或网关抄读的方式将所述测量信息进行上传，并对所述测量信息进行数据运算，直至所有的所述分支测量终端识别完成，构建对应的拓扑模型。
其中，根据接收到的所述时间同步信号和设定的接收需求，通过对应的所述分支测量终端获取对应的测量信息之前，所述方法还包括：
基于网关和对应的多个所述分支测量终端之间的双模通信方式，获取每个所述分支测量终端的台区归属关系及对应的通信接入相的相别。
其中，根据接收到的所述时间同步信号和设定的接收需求，通过对应的所述分支测量终端获取对应的测量信息，包括：
当所述分支测量终端接收到所述时间同步信号后，获取网关发出的设定的接收需求；
根据设定的所述接收需求，通过所述分支测量终端获取对应相别的电压波形及电流波形，并计算出所对应的每个周波电流或功率大小与上一个周波电流与功率的增量变化，同时统计各周波电流总谐波含有量大小是否超过设定阈值，并记录对应的周波序号，其中，所述测量信息包括对应相别的电压波形及电流波形、各周波电流总谐波含有量大小。
其中，采用主动上报或网关抄读的方式将所述测量信息进行上传，并对所述测量信息进行数据运算，直至所有的所述分支测量终端识别完成，构建对应的拓扑模型，包括：
基于双模通信方式将所述测量信息主动上报或采用网关抄读方式将所述测量信息进行分类上传；
对每个周波的电流增量或功率增量数据、每个周波对应的瞬时电流大小或功率大小以及电流总谐波含有量是否超设定阈值对应的周波序号进行判定；
直至所有的所述分支测量终端识别完成，并对所有的母线进行依次编号，构建对应的拓扑模型。
第二方面，本发明提供了一种低压台区拓扑识别装置，适用于如权利要求1至权利要求4任一项所述的一种低压台区拓扑识别方法，所述低压台区拓扑识别装置包括网关和多个分支测量终端，多个所述分支测量终端与所述网关通过双模通信连接；多个所述分支测量终端均包括采样识别电路以及通讯器，所述通讯器与所述网关无线连接，所述采样识别电路与所述通讯器连接。
本发明的一种低压台区拓扑识别方法及装置，首先在台区低压配电网中增加一个网关及若干个分支测量终端；在每次台区低压配电网拓扑识别时，根据网关与分支测量终端通过电力线载波与无线通讯确定测量装置台区归属关系及通信接入相的相别，每个分支测量终端与网关进行时间同步后进行电压和电流波形采样并计算出每个周波电流或功率的增量、每个周波电流谐波含有量、每个周波瞬时电流值或功率值上传网关，网关依据上传数据识别出同一母线分支测量终端及母线上级关系；多次拓扑识别后，能及时准确掌握配电台区电气网络拓扑识别结果。
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获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种低压台区拓扑识别方法的步骤示意图。
图2是本发明提供的一种低压台区拓扑识别方法的流程示意图。
图3是本发明提供的一种低压台区拓扑识别装置的结构示意图。
1-网关、2-分支测量终端、21-采样识别电路、22-通讯器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图3，本发明提供一种低压台区拓扑识别方法，包括以下步骤：
S101、对电网电压的过零点进行检测，并根据所述过零点时刻，通过时间同步信号将对应的多个分支测量终端2之间建立时间同步。
具体的，网关1通过检测电网电压的过零点，并在电压过零时刻发送时间同步信号，后续发送监测周波时间长度、谐波含有量阈值等信息，各分支测量终端2收到时间同步信号后开始计时，使得相同支路的时间同步，实现时间零误差，并记录对于的周波序号为1。
S102、根据接收到的所述时间同步信号和设定的接收需求，通过对应的所述分支测量终端2获取对应的测量信息。
具体的，在每个台区进行台区低压配电网拓扑识别时，根据台区分支测量终端2与网关1之间的双模通信确定每个分支测量终端2的台区归属关系及该测量装置通信接入相的相别。
利用识别的结果，每个台区网关1向本台区的每个分支测量终端2发送时间同步信号、对应相别的电压电流采样周波个数需求、电流谐波总含有量的阈值等信息，所述接收需求为：对应相别的电压电流采样周波个数需求、电流谐波总含有量的阈值等信息；
台区各分支测量终端2按照上述接收的需求，开始测量对应相别的电压波形及电流波形并计算出所对应的每个周波电流或功率大小与上一个周波电流与功率的增量变化，同时统计各周波电流总谐波含有量大小是否超过设定阈值，如果超过设定阈值并记录对于的周波序号。
S103、采用主动上报或网关1抄读的方式将所述测量信息进行上传，并对所述测量信息进行数据运算，直至所有的所述分支测量终端2识别完成，构建对应的拓扑模型。
具体的，等待完成网关1下发测量周波个数后，通过双模模块主动上传或网关1抄读方式将测量结果发送给网关1；
每个台区网关1基于接收的分支测量终端2每个周波的电流增量或功率增量数据、每个周波对应的瞬时电流大小或功率大小以及存在电流谐波总含有量超设定阈值对应的周波序号进行判定：
若任意两个分支测量终端2存在相同周波序号功率增量或电流增量那么可以初步判定这两个分支测量终端2在同一条母线上，并根据瞬时电流或瞬时功率大小确定同一母线的上下级关系，后续需要通过周波电流谐波含有量来最终确认；
若任意两个分支测量终端2存在不完全匹配的增量周波序号，且两个分支测量终端2周波电流谐波含有量存在不对应得序号那么可以确定两者不在同一条母线上；
直到对台区内所有分支测量终端2都能确定同一母线及上下级关系可以停止本轮的拓扑识别，对所有母线依次编号，并根据编号进行绘制拓扑图形。
本实施例提出一种台区低压配电网拓扑识别方法，包括以下步骤：
1)在台区低压配电网中增加一个网关1及若干个分支测量终端2；
图2是本发明实施例中网关1及分支测量终端2连接示意图。低压台区配电网包括网关1和分支测量终端2S1-S7通过双模通讯方式进行通信。
2)网关1发送时间同步信号，并发送监测采样周波个数为5，电流谐波总含有量阈值为5％。
3)网关1接收的分支测量终端2各数据表如下：
各分支测量终端2电流数据表格
| S1/A | S2/A | S3/A | S4/A | S5/A | S6/A | S7/A | |
| T0 | 716 | 486 | 896 | 320 | 401 | 420 | 469 |
| T1 | 713 | 497 | 710 | 317 | 396 | 425 | 290 |
| T2 | 638 | 492 | 717 | 249 | 395 | 419 | 296 |
| T3 | 685 | 523 | 718 | 291 | 399 | 422 | 310 |
| T4 | 687 | 523 | 835 | 296 | 402 | 532 | 309 |
| T5 | 810 | 521 | 840 | 300 | 520 | 530 | 305 |
各分支测量终端2电流增量数据表格
| S1/％ | S2/％ | S3/％ | S4/％ | S5/％ | S6/％ | S7/％ | |
| T1 | 0 | 2 | -26 | 0 | 0 | 0 | -62 |
| T2 | -11 | 2 | 0 | -27 | 0 | 0 | 0 |
| T3 | 7 | 6 | 0 | 14 | 0 | 0 | 0 |
| T4 | 0 | 0 | 14 | 0 | 0 | 24 | 0 |
| T5 | 15 | 0 | 0 | 0 | 23 | 0 | 0 |
各分支测量终端2周波电流谐波含有量数据表格
| S1/％ | S2/％ | S3/％ | S4/％ | S5/％ | S6/％ | S7/％ | |
| T1 | 0 | 0 | 1.3 | 0 | 0 | 0 | 4.5 |
| T2 | 1.5 | 1 | 0 | 2.1 | 0 | 0 | 0 |
| T3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| T4 | 0 | 0 | 3 | 0 | 0 | 6 | 0 |
| T5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
4)由此可以确定，分支测量终端2S1在分支测量终端2S4和分支测量终端2S5的上级支路上，分支测量终端2S3在分支测量终端2S6和分支测量终端2S7的上级支路上，分支测量终端2S1、分支测量终端2S2、分支测量终端2S3为并列关系，由此可以还原出如图3所示测量终端连接示意图。
请参阅图3，本发明提供一种低压台区拓扑识别装置，适用于如权利要求1至权利要求4任一项所述的一种低压台区拓扑识别方法，所述低压台区拓扑识别装置包括网关1和多个分支测量终端2，多个所述分支测量终端2与所述网关1通过双模通信连接；多个所述分支测量终端2均包括采样识别电路21以及通讯器22，所述通讯器22与所述网关1无线连接，所述采样识别电路21与所述通讯器22连接。
在本实施方式中，图3中的S1-S7仅为所述分支测量终端2的编号，在每个台区低压配电网中增加一个网关1及若干个分支测量终端2；在每个台区低压配电网中设置一个网关1，网关1位置可置于配电箱内或其他可实现电力线载波通信的位置，在台区低压配电网中的每个配电箱各出线、每个计量箱各进线处分别设置一个对应的分支测量终端2，所述分支测量终端2用于采集对应位置电压波形以及电流波形。各分支终端通过电力线载波与无线通讯(以下简称双模通讯)方式分别与该台区的网关1进行通信。所述分支测量终端2装置可采用常规设备，由电流传感器、双模通讯模块、数据采集模块、主控制模块、电源模块等构成。关于一种低压台区拓扑识别装置的具体限定可以参见上文中对于一种低压台区拓扑识别方法的限定，在此不再赘述。
本发明中的网关1可采用现有设备，如已经在使用的配电变压器监测终端(TTU)。其包括主控CPU、双模通讯模块、电气测量模块、电源模块等构成。网关1具备电气测量能力，包含电压电流传感器接入、AD采样电路，本发明可采用任意的网关1设备，如用配电变压器监测终端(TTU)。
本发明的一种低压台区拓扑识别方法及装置，首先在台区低压配电网中增加一个网关1及若干个分支测量终端2；在每次台区低压配电网拓扑识别时，根据网关1与分支测量终端2通过电力线载波与无线通讯确定测量装置台区归属关系及通信接入相的相别，每个分支测量终端2与网关1进行时间同步后进行电压和电流波形采样并计算出每个周波电流或功率的增量、每个周波电流谐波含有量、每个周波瞬时电流值或功率值上传网关1，网关1依据上传数据识别出同一母线分支测量终端2及母线上级关系；多次拓扑识别后，能及时准确掌握配电台区电气网络拓扑识别结果。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种低压台区拓扑识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
对电网电压的过零点进行检测，并根据所述过零点时刻，通过时间同步信号将对应的多个分支测量终端之间建立时间同步；
根据接收到的所述时间同步信号和设定的接收需求，通过对应的所述分支测量终端获取对应的测量信息；
采用主动上报或网关抄读的方式将所述测量信息进行上传，并对所述测量信息进行数据运算，直至所有的所述分支测量终端识别完成，构建对应的拓扑模型。
2.如权利要求1所述的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，根据接收到的所述时间同步信号和设定的接收需求，通过对应的所述分支测量终端获取对应的测量信息之前，所述方法还包括：
基于网关和对应的多个所述分支测量终端之间的双模通信方式，获取每个所述分支测量终端的台区归属关系及对应的通信接入相的相别。
3.如权利要求1所述的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，根据接收到的所述时间同步信号和设定的接收需求，通过对应的所述分支测量终端获取对应的测量信息，包括：
当所述分支测量终端接收到所述时间同步信号后，获取网关发出的设定的接收需求；
根据设定的所述接收需求，通过所述分支测量终端获取对应相别的电压波形及电流波形，并计算出所对应的每个周波电流或功率大小与上一个周波电流与功率的增量变化，同时统计各周波电流总谐波含有量大小是否超过设定阈值，并记录对应的周波序号，其中，所述测量信息包括对应相别的电压波形及电流波形、各周波电流总谐波含有量大小。
4.如权利要求1所述的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，采用主动上报或网关抄读的方式将所述测量信息进行上传，并对所述测量信息进行数据运算，直至所有的所述分支测量终端识别完成，构建对应的拓扑模型，包括：
基于双模通信方式将所述测量信息主动上报或采用网关抄读方式将所述测量信息进行分类上传；
对每个周波的电流增量或功率增量数据、每个周波对应的瞬时电流大小或功率大小以及电流总谐波含有量是否超设定阈值对应的周波序号进行判定；
直至所有的所述分支测量终端识别完成，并对所有的母线进行依次编号，构建对应的拓扑模型。
5.一种低压台区拓扑识别装置，适用于如权利要求1至权利要求4任一项所述的一种低压台区拓扑识别方法，其特征在于，
所述低压台区拓扑识别装置包括网关和多个分支测量终端，多个所述分支测量终端与所述网关通过双模通信连接；多个所述分支测量终端均包括采样识别电路以及通讯器，所述通讯器与所述网关无线连接，所述采样识别电路与所述通讯器连接。
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