CN114221336A - 一种台区拓扑识别方法、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力系统检测技术领域，具体为一种台区拓扑识别方法、装置及存储介质，其中方法包括：检测步骤：所有分支节点根据CCO广播的启动信息进行特征电流信号轮询发送；一个分支节点作为目标分支节点进行特征电流信号发送时，其他分支节点根据检测次序，依次进行特征电流信号检测；目标分支节点在关闭阻抗调节电路的条件下发送特征电流信号，而其他分支节点进行特征电流信号检测时，启动阻抗调节电路，若检测结束则关闭阻抗调节电路并将检测结果反馈给CCO；阻抗调节电路用于调节分支节点所在的分支电路的阻抗大小；计算步骤：CCO根据所有分支节点反馈的检测结果进行台区的拓扑计算。本方案能够在进行识别时能兼顾稳定性和准确性。

Description

一种台区拓扑识别方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及电力系统检测技术领域，具体为一种台区拓扑识别方法、装置及存储介质。
背景技术
电能作为能源中应用较为广泛的一种形式，在社会生产以及生活中占据举足轻重的地位，人们的生产生活都离不开电能的使用，但是现如今全球都在面临着能源紧缺的问题，能源的紧缺，对人们的生产生活产生了严重的影响，其中也包括电能的紧缺，因此全球都在致力于解决能源紧缺的问题，一方面需要致力于更高效的能源的发掘，而另一方面，则需要致力于提高能源的利用率，例如：提高电能的利用效率。
有鉴于此，国家电网近年来加大了对智能电网的投入，希望通过电网以及电能的智能化管理提高电能的利用效率。而智能电网在其智能化和信息化的过程中有许多亟待解决的问题，其中电网(尤其是低压台区)的拓扑结构一直是困扰智能电网快速发展的难题。低压台区的用户为了用电快捷方便，走线相当随意，并没有按照相关部门的规定进行走线，甚至还有些用户存在两条不同台区的入户线，这都造成了用户实际用电量与分支总表的数据存在较大的出入。其次，由于各种乱搭、乱接现象的存在，在一定程度上也给电力维修人员的人身安全带来了极大的安全隐患。因此，为了实现降耗减损，需要对台区的整个拓扑结构有一个准确动态的了解，以实现台区精细化准确化综合管理。
传统的台区拓扑识别均采用电力线载波双向通信的方式，其优点是可以直接利用现有的网络而不需要进行系统上的升级，操作简单方便，与此同时也带来了其他的问题，由于电力线载波通信大多采用高频载波信号，会通过配电变压器耦合到高压侧，再通过高压线传输到相邻配电变压器，因此台区变压器共高压、共地、共电缆沟的相邻多台配电变压器的台区进行拓扑识别时存在准确性问题。
因此为了解决传统台区拓扑识别的准确性问题，现有的一种方案是采用具有一定特征的中低频电流信号进行台区分支识别，该方案不再存在串线的问题，可以在一定程度上提高台区识别的准确性问题。但是，这种特定电流信号方案会面临电流分流的问题，无论实际发射端发送的电流信号值多大，而真正在接收端能够检测到的电流大小是不可控的，其大小受实时电网中的负载特性影响，所以该方案的稳定性会受到严重影响。
因此现在一种能兼顾稳定性和准确性的台区拓扑识别方法。
发明内容
本发明意在提供一种台区拓扑识别方法，在进行识别时能兼顾稳定性和准确性。
本申请提供如下技术方案：
一种台区拓扑识别方法，包括如下内容：
检测步骤：分支节点进行特征电流信号轮询发送；一个分支节点作为目标分支节点进行特征电流信号持续发送时，其他分支节点根据检测次序，依次进行特征电流信号检测；其他分支节点进行特征电流信号检测时，启动阻抗调节电路，若检测结束则关闭阻抗调节电路；所述阻抗调节电路用于调节分支节点所在的分支电路的阻抗大小；
计算步骤：根据各分支节点的检测结果进行台区的拓扑计算。
说明：任意分支节点进行特征电流信号持续发送时为目标分支节点。
本技术方案的技术原理及有益效果：分支节点进行特征电流信号发送，在电网中特征电流信号为交流电流信号，而特征电流信号的发送可以近似为电网中的一个交流恒流源，因此特征电流信号在遇到分支电路时会产生分流，无论实际发送的特征电流信号值多大，而真正在接收端能够检测到的电流大小是不可控的，其大小受实时电网中的负载特性影响，从而严重影响了检测的稳定性，现有的采用具有一定特征的中低频电流信号进行台区分支识别，就会面临电流信号分流影响检测的稳定性问题。
所以本方案中设置阻抗调节电路，阻抗调节电路，用于调节分支节点所在的分支电路的阻抗大小，以解决特征电流信号分流影响检测的稳定性和准确性的问题，其原理为：特征电流信号在遇到分支电路时会产生分流，而具体分流值的大小取决于各分支电路上的阻抗大小，阻抗越小分流电流越大；而电网中所有负载都是并联的，根据并联电路特性：
Figure BDA0003415135090000021
并联电路阻抗大小最大程度上取决于阻抗最小的并联支路；因此设置阻抗调节电路，可以调节分支节点所在的分支电路的阻抗大小，从而自主的控制各分支节点上的特征电流信号大小。检测环节，当目标分支节点进行特征电流信号持续发送时，其他分支节点则根据检测次序，进行特征电流信号检测，检测前需启动阻抗调节电路，阻抗调节电路将进行检测的分支节点的阻抗调节到合适的阻抗，使得流过该分支节点的特征电流信号尽可能的大，既保证了稳定性又提升了准确性。当所有分支节点都已经作为目标分支节点发送完毕后，根据各分支节点反馈的检测结果进行台区的拓扑计算。并且哪个分支节点需要检测特征电流信号时，才启动阻抗调节电路，检测结束后关闭阻抗调节电路，从而降低阻抗调节电路对台区的影响。
进一步，所述分支节点进行特征电流信号轮询发送前，还包括：
CCO向所有分支节点广播发送启动信息，启动信息中包括目标当前轮次目标分支节点的目标ID和检测次序；
所述检测步骤，包括：
分支节点接收启动信息，识别其ID与目标ID是否相符，若相符，则该分支节点作为目标分支节点关闭阻抗调节电路，进行特征电流信号持续发送，其他分支节点则根据检测次序，依次进行特征电流信号检测，并且其他分支节点进行特征电流信号检测时，启动阻抗调节电路，若检测结束后则关闭阻抗调节电路，并将检测结果反馈给CCO；
CCO接收到检测结果后，判断是否接收到所有轮次的所有检测结果，若是，则执行计算步骤，若否，则继续进行下一轮次的特征电流信号发送和检测；
所述计算步骤，包括：CCO根据各分支节点反馈的检测结果进行台区的拓扑计算。
有益效果：进行检测步骤之前，各阻抗调节电路都处于关闭状态，台区中的各分支节点正常工作；启动台区拓扑识别后，进行检测步骤，CCO向分支节点发送启动信息，启动信息中包括目标ID和检测次序，以此来使每个分支节点，依次作为特征电流信号发射源，进行特征电流信号发送，而一次轮次中其他分支节点则进行检测。进行多次循环后，获取所有分支节点作为发射源，其他节点进行检测的检测结果，根据检测结果进行台区拓扑计算，从而保证台区拓扑识别结果的全面性。
进一步，所述阻抗调节电路，并联在各分支节点所在的分支电路上，包括开关、电阻和电容；开关，电阻和电容依次串联；
所述开关，用于控制阻抗调节电路的启动和关闭；
所述电阻为分流电阻，其阻值可调节，用于控制分流大小；
所述电容为安规电容，用于隔绝电网中的工频电流。
有益效果：阻抗调节电路，包括开关、电阻和电容，三个电学元件依次串联，形成阻抗调节电路，其中开关可以控制阻抗调节电路的启闭，电阻为分流电阻，其阻值可调节，电容为安规电容，能够隔绝工频信号而在开关通断过程中不影响高频信号的传输，从而由开关、电阻和电容形成的阻抗调节电路，能使特征电流信号在分流时，流过开关闭合的阻抗调节电路并联的分支节点的特征电流信号尽可能的大，实现对特征电流信号的控制。
进一步，所述启动信息，还包括：特征电流信号的发送持续时间；
发送持续时间Ts为：Ts＝(N-1)×Td，其中N表示台区中需要进行拓扑识别的分支节点总数；Td表示每次特征电流信号发送的持续时间和过渡时间的总和；Ts内包含(N-1)个相同的波形，每个波形的持续时间为Td,Td根据波形占空比分为持续时间和过渡时间。
有益效果：启动信息中还包括特征电流信号的发送持续时间，当分支节点识别到启动信息中的目标ID和其自身的ID相符，则能明确自己要作为目标分支节点，再根据启动信息中的发送持续时间进行特征电流信号的持续发送。整个持续发送周期的总时间，即发送持续时间Ts，在Ts内，发送(N-1)个相容的波形，每个波形的持续时间为Td，Td内进行一次特征电流信号发送，即一个波形代表一次特征电流源信号的发送，对应的其他分支节点按检测次序，在一次特征电流信号发送中启动一个分支节点的阻抗调节电路，该分支节点进行检测，从而保证一次启动一个分支节点的阻抗调节电路，防止启动多个分支节点的阻抗调节电路造成冲突，影响检测结果的准确性。
进一步，所述特征电流信号检测，包括：
分支节点在每个持续时间内发送特征电流信号，对应检测次序中进行检测的分支节点在持续时间内进行检测，并在过渡时间内处理检测数据，生成检测结果，反馈给CCO。
有益效果：分支节点在每个持续时间内发送特征电流信号，然后等待一个过渡时间后再进行下一次发送，而这段过渡时间可以用于进行检测的分支节点进行检查数据的处理，生成检测结果然后发送给CCO，从而使后续CCO能根据接收到检测结果判断一个轮次是否结束。
进一步，所述检测次序为CCO自定义。
有益效果：CCO自定义的检测次序可以是初始的默认顺序，也可以是根据实际的台区情况进行设置的，以此使本方案在实际应用时，更具有普适性。
进一步，所述检测步骤，还包括：CCO根据已接收的检测结果进行分支节点间的关系判别；
根据判别结果，动态调整分支节点进行特征电流信号轮询发送和进行特征电流信号检测。
有益效果：提前根据已接收的检测结果进行分支节点间的关系判别，一旦确定了某些节点间的相互关系，则可动态调整分支节点进行特征电流信号轮询发送和进行特征电流信号检测，以节约整个台区拓扑识别的工作时间。
进一步，所述检测步骤，还包括：根据预设要求，判断当前检测结果是否稳定，若否，则对检测结果不稳定的分支节点进行调度。
有益效果：根据历史检测结果，判断当前检测结果是否稳定，若否，则对检测结果不稳定的分支节点进行单独的调度，从而可以节约单次识别的时间。
进一步，本申请还提出了一种台区拓扑识别装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现上述的台区拓扑识别方法的步骤。
有益效果：本装置能实现上述的台区拓扑识别方法的步骤，采用本装置进行台区拓扑识别，在进行识别时能兼顾稳定性和准确性，既保证识别的稳定性又提升了结果的准确性。
进一步，本申请还提出了一种台区拓扑识别存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述台区拓扑识别方法的步骤。
有益效果：台区拓扑识别存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述台区拓扑识别方法的步骤，以便于台区拓扑识别方法的应用。
附图说明
图1为本发明一种台区拓扑识别方法实施例中阻抗调节电路接入示意图；
图2为本发明一种台区拓扑识别方法实施例的流程示意图；
图3为本发明一种台区拓扑识别方法实施例中检测步骤的流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
本实施例基本如附图2所示，一种台区拓扑识别方法，包括如下内容：
检测步骤：CCO向所有分支节点发送启动信息；分支节点根据启动信息，作为目标分支节点进行特征电流信号持续发送，目标分支节点进行特征电流信号持续发送时，其他分支节点则根据检测次序，依次进行特征电流信号检测；其中其他分支节点进行特征电流信号检测时，启动阻抗调节电路，进行特征电流信号检测，若检测结束则关闭阻抗调节电路；阻抗调节电路并联在各个分支节点所在的分支电路上，阻抗调节电路用于调节分支节点所在的分支电路的阻抗大小。阻抗调节电路，包括开关、电阻和电容，如图1所示；开关K，电阻R和电容C依次串联；开关，用于控制阻抗调节电路的启动和关闭；电阻为分流电阻，其阻值可调节，用于根据实际需求控制分流大小，使阻抗调节电路的阻抗可调节，进而使并联了阻抗调节电路的分支节点的阻抗也可调节；电容为安规电容，用于隔绝电网中的工频电流而在开关通断过程中不影响高频信号的传输。
检测步骤具体如图3所示：
CCO向所有分支节点广播启动信息，启动信息中包括目标ID、检查次序、特征电流信号的发送持续时间Ts和波形占空比；其中发送持续时间Ts为：Ts＝(N-1)×Td，其中N表示台区中需要进行拓扑识别的分支节点总数，即需要进行特征电流信号持续发送的分支节点总数；Td表示每次特征电流信号发送的持续时间和过渡时间的总和；Ts内包含(N-1)个相同的波形，每个波形的持续时间为Td,Td根据波形占空比分为持续时间和过渡时间；本实施例中启动信息还包括特征电流信号发送以及检测的启动时间T0；
分支节点接收启动信息，识别其ID与目标ID是否相符，若相符，则该分支节点作为目标分支节点关闭阻抗调节电路，进行特征电流信号持续发送，并且发送特征电流信号时，保持阻抗调节电路关闭；其他分支节点则根据检测次序，进行特征电流信号检测，并且其他分支节点进行特征电流信号检测时，启动阻抗调节电路，进行特征电流信号检测，若检测结束则关闭阻抗调节电路，并将检测结果反馈给CCO；具体地，分支节点在每个持续时间内发送特征电流信号，对应检测次序中进行检测的分支节点在持续时间进行检测，并在过渡时间内处理检测数据，生成检测结果，反馈给CCO；本实施例中该分支节点在T0时刻开始进行特征电流信号持续发送，其他分支节点在T0时刻或者T0时刻之前，启动阻抗调节电路，并在T0时刻开始进行特征电流信号检测，CCO是对所有的分支节点广播启动信息，这样保证了所有节点同步工作；此外分支节点进行特征电流信号的发送或者接收的开始时间可根据不同需求进行设置，例如：根据交流电的特性设置在某一特定时间，如电压过零点，开始发送或者接收；
CCO接收到检测结果后，判断是否接收到所有轮次的所有检测结果，若是，则执行计算步骤，若否，则继续进行下一轮次的特征电流信号发送和检测。
上述检测次序为CCO自定义，CCO自定义的检测次序可以是初始的默认顺序，也可以是根据实际的台区情况进行设置的，以此使本方案在实际应用时，更具有普适性。
计算步骤：根据各分支节点的检测结果进行台区的拓扑计算，具体为：CCO根据各分支节点反馈的检测结果进行台区的拓扑计算。
工作原理：特征电流信号在遇到分支电路时会产生分流，而具体分流值的大小取决于各分支电路上的阻抗大小，阻抗越小分流电流越大；而电网中所有负载都是并联的，根据并联电路特性：
Figure BDA0003415135090000071
并联电路阻抗大小最大程度上取决于阻抗最小的并联支路；因此并联在分支节点的分支电路上的阻抗调节电路，可以调节分支节点发射电路以及接收电路的阻抗大小，从而自主的控制各分支节点上的特征电流信号大小，在未使用阻抗调节电路时，阻抗调节电路的开关断开，从而降低阻抗调节电路对台区的影响。
在进行台区拓扑识别时，CCO向所有分支节点发送启动信息；
各分支节点接收到启动信息后，识别其ID与目标ID是否相符，若相符，则该分支节点作为发送电路，在T0时刻开始进行特征电流信号持续发送，在Ts中，发送(N-1)个相同的波形，每次循环的时间为Td，Td内在持续时间进行一次特征电流信号发送，发送特征电流信号的分支节点所在的分支电路上的阻抗调节电路的开关K也是处于断开状态；其他分支节点则根据检测次序，依次作为接收电路，在T0时刻开始进行特征电流信号检测，CCO下发目标ID时同时通知所有节点在收到启动消息后的T0时刻进行特征电流信号发送以及检测，这样保证了所有分支节点同步工作。对应的分支节点进行特征电流信号检测时，先启动阻抗调节电路，即闭合并联在该分支节点的阻抗调节电路的开关，将分流电阻的阻值调到合适的大小，从而将进行检测的分支节点的阻抗调节到合适的阻抗，则流过该分支节点的特征电流信号尽可能的大，从而在持续时间内进行特征电流信号检测时，即保证了稳定性又提升了准确性，检测结束后关闭阻抗调节电路，即断开阻抗调节电路的开关，在过渡时间将检测结果发送给CCO；
CCO接收到检测结果后，判断是否接收到所有轮次的所有检测结果，若是，即完成了轮询，则执行计算步骤，若否，即未完成轮询，则继续进行下一轮次的特征电流信号发送和检测。
CCO根据各分支节点的检测结果进行台区的拓扑计算，从而获得计算结果能保证准确性，整个台区拓扑识别方法在应用中也具有稳定性。
本实施例还提供一种台区拓扑识别装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序；处理器用于执行所述计算机程序，以实现上述台区拓扑识别方法的步骤。
上述台区拓扑识别方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一存储介质中，该程序在被处理器执行时，可实现上述方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
实施例二
本实施例与上述实施例基本相同，区别在于：检测步骤，还包括：CCO根据已接收的检测结果进行分支节点间的关系判别；
根据判别结果，动态调整分支节点进行特征电流信号轮询发送和进行特征电流信号检测。提前根据已接收的检测结果进行分支节点间的关系判别，一旦确定了某些节点间的相互关系，则可动态调整分支节点进行特征电流信号轮询发送和进行特征电流信号检测，以节约整个台区拓扑识别的工作时间，例如：在分支节点A作为发送电路的轮次里面已经确定了分支节点B和分支节点C是分支节点A的父节点，那么在轮到分支节点B和分支节点C作为发送电路时就无需通知分支节点A进行接收。
实施例三
本实施例与实施例一基本相同，区别在于：检测步骤，还包括：根据预设要求，判断当前检测结果是否稳定，若否，则对检测结果不稳定的分支节点进行调度。具体地，CCO对检测结果进行识别，若识别出任意分支节点的检测结果不符合预设要求，则触发不符合预设要求的分支节点重新进行特征电流信号检测，将新的检测结果和历史检测结果结合，进行台区的拓扑计算；其中不符合预设要求包括检测不理想或者没有或者检测结果，从而CCO单独调度这些检测结果不符合预设要求的节点，使其启动阻抗调节电路进行检测，从而可以节约单次识别的时间，以最少的检测，获得准确的检查结果，进而获得准确的拓扑计算结果。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种台区拓扑识别方法，其特征在于：包括如下内容：
检测步骤：分支节点进行特征电流信号轮询发送；一个分支节点作为目标分支节点进行特征电流信号持续发送时，其他分支节点根据检测次序，依次进行特征电流信号检测；其他分支节点进行特征电流信号检测时，启动阻抗调节电路，若检测结束则关闭阻抗调节电路；所述阻抗调节电路用于调节分支节点所在的分支电路的阻抗大小；
计算步骤：根据各分支节点的检测结果进行台区的拓扑计算。
2.根据权利要求1所述的台区拓扑识别方法，其特征在于：所述分支节点进行特征电流信号轮询发送前，还包括：
CCO向所有分支节点广播发送启动信息，启动信息中包括目标当前轮次目标分支节点的目标ID和检测次序；
所述检测步骤，包括：
分支节点接收启动信息，识别其ID与目标ID是否相符，若相符，则该分支节点作为目标分支节点关闭阻抗调节电路，进行特征电流信号持续发送，其他分支节点则根据检测次序，依次进行特征电流信号检测，并且其他分支节点进行特征电流信号检测时，启动阻抗调节电路，若检测结束后则关闭阻抗调节电路，并将检测结果反馈给CCO；
CCO接收到检测结果后，判断是否接收到所有轮次的所有检测结果，若是，则执行计算步骤，若否，则继续进行下一轮次的特征电流信号发送和检测；
所述计算步骤，包括：CCO根据各分支节点反馈的检测结果进行台区的拓扑计算。
3.根据权利要求1所述的台区拓扑识别方法，其特征在于：所述阻抗调节电路，并联在各分支节点所在的分支电路上，包括开关、电阻和电容；开关，电阻和电容依次串联；
所述开关，用于控制阻抗调节电路的启动和关闭；
所述电阻为分流电阻，其阻值可调节，用于控制分流大小；
所述电容为安规电容，用于隔绝电网中的工频电流。
4.根据权利要求2所述的台区拓扑识别方法，其特征在于：所述启动信息，还包括：特征电流信号的发送持续时间；
发送持续时间Ts为：Ts＝(N-1)×Td，其中N表示台区中需要进行拓扑识别的分支节点总数；Td表示每次特征电流信号发送的持续时间和过渡时间的总和；Ts内包含(N-1)个相同的波形，每个波形的持续时间为Td,Td根据波形占空比分为持续时间和过渡时间。
5.根据权利要求4所述的台区拓扑识别方法，其特征在于：所述特征电流信号检测，包括：
目标分支节点在每个持续时间内发送特征电流信号，对应检测次序中进行检测的分支节点在持续时间内进行检测，并在过渡时间内处理检测数据，生成检测结果，反馈给CCO。
6.根据权利要求2所述的台区拓扑识别方法，其特征在于：所述检测次序为CCO自定义。
7.根据权利要求2所述的台区拓扑识别方法，其特征在于：所述检测步骤，还包括：CCO根据已接收的检测结果进行分支节点间的关系判别；
根据判别结果，动态调整分支节点进行特征电流信号轮询发送和进行特征电流信号检测。
8.根据权利要求2所述的台区拓扑识别方法，其特征在于：所述检测步骤，还包括：根据预设要求，判断当前检测结果是否稳定，若否，则对检测结果不稳定的分支节点进行调度。
9.一种台区拓扑识别装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，其特征在于：所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至8中任一项所述台区拓扑识别方法的步骤。
10.一种台区拓扑识别存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述台区拓扑识别方法的步骤。
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