CN114825630B - 一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置及拓扑识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置及拓扑识别方法，其中辅助装置包括：磁耦隔离驱动模块，用于根据控制单元发出的控制信号产生脉冲驱动信号，并将脉冲驱动信号输出至特征信号投切模块；特征信号投切模块，用于生成特征电流信号并投切至交流电网；电压过零检测模块，用于检测交流电网的电压过零点所在位置；通信模块，用于与上位终端进行数据交互；交流电采样模块，用于采样交流电网中的电流信号并输入至控制单元；控制单元，用于根据上位终端发出的指令以及电压过零点位置发出控制信号至磁耦隔离驱动模块；并识别交流电网中是否存在特征电流信号，将识别结果上传至上位终端。

Description

一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置及拓扑识别方法

技术领域

本发明涉及一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置及拓扑识别方法，属于低压配电网自动化技术领域。

背景技术

低压台区作为连接输配电网和用户的关键环节，因其系统层级、支路数量众多、用户负荷接线复杂，致使拓扑结构复杂多变，无法实现全范围监测。准确的台区拓扑信息有助于电网计算各条线路损耗、低压配电网短路故障定位与三相不平衡治理等业务的开展。

而传统的拓扑识别方法有依靠台区拓扑识别仪进行识别和利用人工巡检经验或拉合开关停电识别进行辨识等方法。但台区拓扑识别仪存在“共高压串扰”、“共地串扰”等问题，影响识别准确率。人工摸查方式则耗费人力物力，且效率、准确率低，实时性差，影响用户用电体验，无法满足实际发展需求。

中国专利(CN112737128A)公开了一种基于交流斩波的台区分支拓扑识别方法，包括：一、将时间段T划分成n个时间片段t，每一时间片段t安排一个终端节点或分支节点进行交流斩波；设置规划信息，包括各时间片段t与各终端节点或分支节点的对应关系，及交流斩波次序；二、分支节点或终端节点在对应时间片段t进行交流斩波，斩波频率为f；三、各分支节点在对应时间片段t进行电流检测，如测到斩波频率f或谐波频率N*f与工频的混频频率N*f±50Hz，则将检测结果标记为1，否则为0；四、所有分支节点将每个时间片段t的检测结果形成位图，总节点根据位图计算出台区的分支拓扑。该发明能以低成本实现分支拓扑的精确识别，同时不存在方向电流，不会对用电计量造成影响。

但上述方案没有公开特征电流即斩波发生器的具体电路设计，导致该方案空有理论，却无法进行实际检验，并且斩波检测识别算法实现难度大，拓扑识别准确率有限。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置及拓扑识别方法，辅助装置能够快速准确的产生特征电流信号，同时在低压台区安装若干个该辅助装置于断路器，再配合相应的识别方法可实时检测特征电流信号，根据识别结果即可实现台区拓扑的准确识别。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，该辅助装置安装于低压台区线路断路器处，包括：控制单元、磁耦隔离驱动模块、特征信号投切模块、电压过零检测模块、通信模块以及交流电采样模块；

所述磁耦隔离驱动模块的输入端与控制单元连接，输出端与特征信号投切模块连接，用于根据控制单元发出的控制信号产生脉冲驱动信号，并将脉冲驱动信号输出至特征信号投切模块；

所述特征信号投切模块接入交流电网，其将自磁耦隔离驱动模块输入的脉冲驱动信号转换为用于拓扑识别的特征电流信号，并将特征电流信号投切至交流电网；

所述电压过零检测模块与控制单元连接并接入交流电网，用于检测交流电网的电压过零点所在位置，并在检测到电压过零点所在位置的同时向控制单元发送到达过零点信号；

所述通信模块与控制单元连接，用于与上位终端进行数据交互；

所述交流电采样模块与控制单元连接并接入交流电网，用于采样交流电网中的电流信号并输入至控制单元；

所述控制单元，根据上位终端发出的指令以及所述到达过零点信号发出控制信号至所述磁耦隔离驱动模块；以及根据交流电采样模块输入的电流信号识别交流电网中是否存在特征电流信号，并将识别结果通过通信模块上传至上位终端。

作为优选，所述磁耦隔离驱动模块包括高频变压器以及三极管；

所述高频变压器一侧回路与所述三极管的集电极连接，另一侧回路与所述特征信号投切模块连接；

所述三极管的发射极接地，基极与控制单元连接，所述控制单元发出的控制信号为调制脉冲信号，所述三极管根据基极输入的调制脉冲信号进行导通关断，使高频变压器的另一侧回路产生与调制脉冲信号相同的脉冲驱动信号输出至特征信号投切模块。

作为优选，所述高频变压器与所述三极管连接的一侧回路中还设置有稳压二极管和第一肖特基二极管，所述稳压二极管和第一肖特基二极管共阳极连接；

所述稳压二极管用于防止在高频变压器产生的电压过高击穿所述三极管；

所述第一肖特基二极管用于三极管关断时进行续流。

作为优选，所述三极管的基极与控制单元之间设置有一由电阻和电容组成的RC缓冲电路，用于防止三极管误触发。

作为优选，所述特征信号投切模块包括整流电路、投切晶闸管以及负载；

所述整流电路的输入端连接交流电网，输出端连接投切晶闸管，用于将交流电网输入的交流电转化为直流电以驱动投切晶闸管；

所述投切晶闸管的门极与所述高频变压器的另一侧回路连接，接收高频变压器产生的脉冲驱动信号；

所述负载与所述投切晶闸管串联后连接至交流电网中，所述投切晶闸管基于脉冲驱动信号，通过负载产生直流特征信号投切至交流电网中。

作为优选，所述高频变压器与所述投切晶闸管连接的一侧回路中设置有第二肖特基二极管，所述第二肖特基二极管用于确保门极导通。

作为优选，所述投切晶闸管的阳极还连接一过压保护电路，用于防止投切晶闸管关断时过电压损坏晶闸管。

作为优选，所述电压过零检测模块包括一光耦模块；

所述光耦模块中的发光二极管接入交流电网，在交流电网对发光二极管施加正向电压时导通；

所述光耦模块中的光敏开关管连接至控制单元，在发光二极管导通时光敏开关管导通，输出到达过零点信号至控制单元。

作为优选，所述交流电采样模块包括电流传感器和采样调理电路；

所述电流传感器接入交流电网，用于采样交流电网的电流，并转换为交流电压信号；

所述采样调理电路的输入端与电流传感器连接，输出端与控制单元连接，用于对电流传感器采样的交流电压信号进行调理，输出调理后的直流电压信号至控制单元。

另一方面，本发明还提供一种低压台区拓扑识别方法，基于本发明任一实施例所述的用于低压台区拓扑识别的辅助装置实现，包括以下步骤：

在低压台区线路各断路器处安装所述用于低压台区拓扑识别的辅助装置；将作为中央控制模块的上位终端安装于离配电变压器最近的断路器处；

上位终端逐一向各辅助装置发送注入指令；

所述辅助装置的控制单元在通过通信模块接收到注入指令后，所述控制单元在接收到电压过零检测模块发出的到达过零点信号后输出控制信号至磁耦隔离驱动模块，所述磁耦隔离驱动模块输出脉冲驱动信号至特征信号投切模块，所述特征信号投切模块从对应的断路器所在的台区节点投切特征直流信号至交流电网；

各辅助装置通过交流电采样模块实时采样交流电网中的电流信号，各辅助装置中的控制单元实时通过采样的电流信号识别是否存在特征直流信号，当识别到特征直流信号，控制单元通过通信模块上传监测信息至上位终端，告知本辅助装置所在的台区节点处于当前发出直流特征信号的辅助装置所在的台区节点的上方；

所述上位终端对接收到的监测信息进行处理，得出台区拓扑关系。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，设置有磁耦隔离驱动模块、特征信号投切模块、电压过零检测模块，能够快速准确的产生特征电流信号，同时在低压台区安装若干个该辅助装置于断路器，再配合相应的识别方法可实时检测特征电流信号，根据识别结果即可实现台区拓扑的准确识别，有利于提高台区的线损精细化管理及窃电监测水平，提升电网企业的智能化和自动化水平，减少人工成本，提升工作效率。

2、本发明一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，特征信号投切模块包括有整流模块，通过整流以及检测电网电压正向过零的方式进行直流特征信号的注入，减小了注入电流对电网电能质量的影响，并且特征信号投切模块设置有负载，具有特征电流信号幅值可调的优势。

3、本发明一种低压台区拓扑识别方法，基于辅助装置可以快速理清整个低压台区内配电线路上各层级辅助装置的拓扑关系，进而理清其附属的各个断路器之间的拓扑关系，实现低压台区拓扑自动识别，以支撑台区分布智能化监控工作，故障自动上报并能根据台区拓扑实现故障定位及故障分析，实现线损精细化分析、提高低压台区的电能质量、供电可靠性和自动化水平。

附图说明

图1为本发明实施例中用于低压台区拓扑识别的辅助装置的架构图；

图2为本发明实施例中辅助装置的电路原理图；

图3为本发明实施例中交流电网中叠加了特征电流信号的电流波形图；

图4为本发明实施例中低压台区拓扑识别方法的方法流程图；

图5为本发明实施例中低压台区拓扑结构的示例图。

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。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

实施例一：

参见图1，一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，该辅助装置安装于低压台区线路断路器处，包括：控制单元、磁耦隔离驱动模块、特征信号投切模块、电压过零检测模块、通信模块以及交流电采样模块；

所述磁耦隔离驱动模块的输入端与控制单元连接，输出端与特征信号投切模块连接，用于根据控制单元发出的控制信号产生脉冲驱动信号，并将脉冲驱动信号输出至特征信号投切模块；

所述特征信号投切模块接入220V交流电网，其将自磁耦隔离驱动模块输入的脉冲驱动信号转换为用于拓扑识别的特征电流信号，并将特征电流信号投切至220V交流电网中；

所述电压过零检测模块与控制单元连接并接入交流电网，用于检测交流电网的电压过零点所在位置，并在检测到电压过零点所在位置的同时向控制单元发送到达过零点信号，控制单元根据到达过零点信号执行相应的控制策略；

所述通信模块与控制单元连接，用于与上位终端进行数据交互，包括从上位终端接收特征信号发送指令、查询指令以及发送信号识别结果至上位终端；

所述交流电采样模块与控制单元连接并接入交流电网，用于采样交流电网中的电流信号并输入至控制单元；

所述控制单元，通过通信模块接收到上位终端发出的特征信号发送指令，并接收到电压过零检测模块发出到达过零点信号后发出控制信号至所述磁耦隔离驱动模块，以驱动特征信号投切模块将特征电流信号输出至220V交流电网中；以及根据交流电采样模块输入的电流信号识别交流电网中是否存在特征电流信号，并将识别结果通过通信模块上传至上位终端；

还包括供电单元，供电单元的输入端连接220V交流电网，从交流电网中取电，输出端分别与控制单元、磁耦隔离驱动模块、特征信号投切模块以及通信模块连接，为各个用电器件提供基准电压。

作为本实施例的优选实施方式，参见图2，所述磁耦隔离驱动模块包括高频变压器T1以及NPN型的三极管Q2；

所述高频变压器T1一侧回路与所述三极管Q2的集电极连接，另一侧回路与所述特征信号投切模块连接，三极管Q2的集电极与高频变压器T1连接的回路中串联有一电阻R3，电阻R3用于限流，防止集电极电流过大损坏三极管；

所述三极管Q2的发射极接地，基极与控制单元连接，所述控制单元发出的控制信号为PWM调制脉冲信号，所述三极管根据基极输入的PWM调制脉冲信号的高低变换，不断的导通关断，使高频变压器T1的另一侧回路产生与PWM调制脉冲信号相同的脉冲驱动信号输出至特征信号投切模块。

作为本实施例的优选实施方式，所述高频变压器T1与所述三极管Q2连接的一侧回路中还设置有稳压二极管D4和第一肖特基二极管D6，所述稳压二极管D4和第一肖特基二极管D6共阳极连接；

所述稳压二极管D4用于防止在高频变压器T1产生的电压过高击穿所述三极管Q2；

所述第一肖特基二极管D6用于三极管Q2关断时进行续流。

作为本实施例的优选实施方式，所述三极管Q2的基极与控制单元之间设置有一由电阻R4和电容C3组成的RC缓冲电路，用于防止三极管误触发。

作为本实施例的优选实施方式，所述特征信号投切模块包括整流电路、投切晶闸管Q1以及负载PTC1；

所述整流电路是由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D7组成的全桥整流电路，整流电路的输入端连接交流电网，输出端连接投切晶闸管Q1，用于将交流电网接入的220V单相交流电进行全桥整流，产生半波型的脉冲直流电，为投切晶闸管Q1提供阳极电压高于阴极电压的导通条件，同时为产生特征电流信号提供功率；

所述投切晶闸管Q1的门极与所述高频变压器T1的另一侧回路连接，根据门极电压变化的规律，将负载PTC1投切到220V交流电网上，即在火线L与零线N之间产生用于拓扑识别的特征电流信号；

所述负载PTC1为热敏电阻，其与所述投切晶闸管Q1串联后连接至交流电网中，用于将投切晶闸管Q1由导通转化为截至状态，能够快速关断电路，起限流保护作用，其常态阻值大小决定了特征电流信号的强度。

特征电流信号的波形参见图3，特征信号投切模块通过热敏电阻PTC1限制了回路电流的幅值，将特征电流信号输出叠加至交流电网电力线的电流信号上，叠加起始时刻包括一个周波的负半周到正半周的过零点后预设时刻，接着热敏电阻PTC1受大电流自我截至，切断回路。

作为本实施例的优选实施方式，所述高频变压器T1与所述投切晶闸管Q2连接的一侧回路中设置有第二肖特基二极管D5，所述第二肖特基二极管D5用于防止高频变压器T1在投切晶闸管Q1门极和阴极两端产生负压时阻碍门极导通。

在本发明实施例中，投切晶闸管Q1的门极、阴极与高频变压器T1连接的回路上并联有一电容C2，电容C2为Y型安规电容，用于滤除干扰，防止晶闸管被误触发。

在本发明实施例中，高频变压器T1另一侧回路与投切晶闸管Q2的门极连接的回路中串联有一电阻R1，电阻R1用于限流，防止触发电流过大损坏晶闸管Q1；投切晶闸管Q1的门极、阴极与高频变压器T1连接的回路上并联有一电阻R2，电阻R2用于并联分流，以保证触发电流不会过大。

作为本实施例的优选实施方式，所述投切晶闸管Q1的阳极还连接一过压保护电路，用于防止投切晶闸管Q1关断时过电压损坏晶闸管，过压保护电路由压敏电阻RV1组成，压敏电阻RV1的两端分别连接在投切晶闸管Q1的阳极和阴极。

作为本实施例的优选实施方式，所述电压过零检测模块包括一光耦模块J1；还包括二极管D8、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9；

所述光耦模块J1中的发光二极管接入220V交流电网，在交流电网对发光二极管施加正向电压导通时，使电阻R6、电阻R7、电阻R8作为负载接入半波整流电路中,产生电流，同时光耦次级的光敏开关管导通，上拉电阻R9与光耦模块的连接点电压变低，不再为控制单元工作电压大小，由此该连接点电压波形将产生一个下降沿，该连接点同时与控制单元引脚相连接，控制单元接收到下降沿信号，则认为电网电压发生过零；当交流电网电压为负值时，光耦截至，负载电阻从电力网络中去除,不再产生电流。其中二极管D8用于半波整流，将220V单相交流电整流为直流电，经电阻R6、电阻R7、电阻R8限流后提供给光耦作为输入信号。

作为本实施例的优选实施方式，所述交流电采样模块包括电流传感器和采样调理电路；

所述电流传感器接入交流电网，用于采样交流电网的电流，并转换为交流电压信号，本实施例中电流传感器为柔性罗氏线圈，只需将柔性罗氏线圈的开口套在电力线上即可实现采集，用以将电力线上的电流转换为毫伏级交流小电压信号；

所述采样调理电路的输入端与电流传感器连接，输出端与控制单元连接，用于对电流传感器采样的交流电压信号进行调理，本实施例中，采样调理电路为包括两个运算放大器U1A和U2A的电压抬升放大电路，其输出与控制单元采样引脚相连，用以将上述毫伏级交流小电压信号放大并抬升为0-3.3V的可供控制单元使用的直流电压信号，并将该直流电压信号作为控制端采样引脚的输入信号。

实施例二：

参见图4，本实施例提供一种低压台区拓扑识别方法，基于上述实施例一所述的用于低压台区拓扑识别的辅助装置实现，包括以下步骤：

在低压台区线路各断路器处安装所述用于低压台区拓扑识别的辅助装置；将作为中央控制模块的上位终端安装于离配电变压器最近的断路器处；

上位终端中保存有各辅助装置的通信地址，根据通信地址逐一向各辅助装置发送注入指令；

对应通信地址的辅助装置的控制单元在通过通信模块接收到注入指令后，所述控制单元判断是否接收到电压过零检测模块发出的到达过零点信号；

当控制单元接收到到达过零点信号时，输出控制信号至磁耦隔离驱动模块，所述磁耦隔离驱动模块输出脉冲驱动信号至特征信号投切模块，所述特征信号投切模块从对应的断路器所在的台区节点投切特征直流信号至交流电网，通过电力线传输到该辅助装置所属断路器的台区节点的上方层级；

各辅助装置通过交流电采样模块实时采样交流电网中的电流信号，各辅助装置中的控制单元实时通过采样的电流信号识别是否存在特征直流信号，当识别到特征直流信号，控制单元通过通信模块上传监测信息至上位终端，告知本辅助装置所在的台区节点处于当前发出直流特征信号的辅助装置所在的台区节点的上方；

所述上位终端对接收到的监测信息进行处理，结合拓扑辨识策略，梳理拓扑结构，得出整个台区的拓扑关系。

为帮助本领域技术人员更充分理解本实施例的技术方案，本实施例给出一具体低压台区拓扑结构的辨识流程；具体参见图5，图5所示的低压台区包括配电变压器、安装于台区第一层级的断路器0处的辅助装置CSM(0)、安装于台区第二层级的断路器1处的辅助装置CSM(1)以及断路器2处的辅助装置CSM(2)，安装于台区第三层级的断路器3处的辅助装置CSM(3)、断路器4处的辅助装置CSM(4)以及断路器5处的辅助装置CSM(5)，安装于台区第四层级的断路器6处的辅助装置CSM(6)、断路器7处的辅助装置CSM(7)、断路器8处的辅助装置CSM(8)以及断路器9处的辅助装置CSM(9)；

当中央控制模块向辅助装置CSM(6)发出注入指令时，辅助装置CSM(6)发出特征电流信号至交流电网的电力线，处于辅助装置CSM(6)上级台区节点的辅助装置CSM(4)、辅助装置CSM(1)、辅助装置CSM(0)均可接受到特征电流信号，辅助装置CSM(4)、辅助装置CSM(1)、辅助装置CSM(0)向中央控制模块发出监测信息，此时中央控制模块可确认辅助装置CSM(4)、辅助装置CSM(1)、辅助装置CSM(0)处于辅助装置CSM(6)的上方；当中央控制模块向辅助装置CSM(3)发出注入指令时，辅助装置CSM(3)发出特征电流信号至交流电网的电力线，处于辅助装置CSM(3)上级台区节点的辅助装置CSM(1)、辅助装置CSM(0)均可接受到特征电流信号，辅助装置CSM(1)、辅助装置CSM(0)向中央控制模块发出监测信息，此时中央控制模块可确认辅助装置CSM(1)、辅助装置CSM(0)处于辅助装置CSM(3)的上方，以此类推，中央控制模块不断向各辅助装置发出注入指令，从而获取各个辅助装置所属台区节点的拓扑关系，进而能够获得整个台区的拓扑关系。

在本实施例中，特征电流信号的产生过程具体包括：

控制单元输出控制信号使磁耦隔离驱动模块的开关频率为F，每个开关周期中开关通T微秒，断0.4T微秒，占空比为3/5；

特征信号投切模块中投切晶闸管在一次拓扑识别中导通N次，一次导通时间为P毫秒，P毫秒后由于所述特征信号投切模块中PTC1热敏电阻作用，将切断电路，等待下一次导通；同时为了防止投切晶闸管一直导通，所述控制单元需对脉冲信号进行计时,以TM毫秒为定时时间，达到TM毫秒后，所述控制单元需关闭控制信号输出。

在本实施例中，中央控制模块向一辅助装置发出注入指令时，其余辅助装置的控制单元以f采样频率实时采集电流信号,并利用滑动窗口斜率法实时计算电流斜率，当斜率大小超过设定阈值时,则保存检测到特征电流为结果，否则不作处理。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，该辅助装置安装于低压台区线路断路器处，其特征在于，包括：控制单元、磁耦隔离驱动模块、特征信号投切模块、电压过零检测模块、通信模块以及交流电采样模块；

所述磁耦隔离驱动模块的输入端与控制单元连接，输出端与特征信号投切模块连接，用于根据控制单元发出的控制信号产生脉冲驱动信号，并将脉冲驱动信号输出至特征信号投切模块；

所述特征信号投切模块接入交流电网，其将自磁耦隔离驱动模块输入的脉冲驱动信号转换为用于拓扑识别的特征电流信号，并将特征电流信号投切至交流电网；

所述电压过零检测模块与控制单元连接并接入交流电网，用于检测交流电网的电压过零点所在位置，并在检测到电压过零点所在位置的同时向控制单元发送到达过零点信号；

所述通信模块与控制单元连接，用于与上位终端进行数据交互；

所述交流电采样模块与控制单元连接并接入交流电网，用于采样交流电网中的电流信号并输入至控制单元；

所述控制单元，根据上位终端发出的指令以及所述到达过零点信号发出控制信号至所述磁耦隔离驱动模块；以及根据交流电采样模块输入的电流信号识别交流电网中是否存在特征电流信号，并将识别结果通过通信模块上传至上位终端。

2.根据权利要求1所述的一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，其特征在于：

所述磁耦隔离驱动模块包括高频变压器以及三极管；

所述高频变压器一侧回路与所述三极管的集电极连接，另一侧回路与所述特征信号投切模块连接；

所述三极管的发射极接地，基极与控制单元连接，所述控制单元发出的控制信号为调制脉冲信号，所述三极管根据基极输入的调制脉冲信号进行导通关断，使高频变压器的另一侧回路产生与调制脉冲信号相同的脉冲驱动信号输出至特征信号投切模块。

3.根据权利要求2所述的一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，其特征在于：

所述高频变压器与所述三极管连接的一侧回路中还设置有稳压二极管和第一肖特基二极管，所述稳压二极管和第一肖特基二极管共阳极连接；

所述稳压二极管用于防止在高频变压器产生的电压过高击穿所述三极管；

所述第一肖特基二极管用于三极管关断时进行续流。

4.根据权利要求2所述的一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，其特征在于：

所述三极管的基极与控制单元之间设置有一由电阻和电容组成的RC缓冲电路，用于防止三极管误触发。

5.根据权利要求2所述的一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，其特征在于：

所述特征信号投切模块包括整流电路、投切晶闸管以及负载；

所述整流电路的输入端连接交流电网，输出端连接投切晶闸管，用于将交流电网输入的交流电转化为直流电以驱动投切晶闸管；

所述投切晶闸管的门极与所述高频变压器的另一侧回路连接，接收高频变压器产生的脉冲驱动信号；

所述负载与所述投切晶闸管串联后连接至交流电网中，所述投切晶闸管基于脉冲驱动信号，通过负载产生直流特征信号投切至交流电网中。

6.根据权利要求5所述的一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，其特征在于：

所述高频变压器与所述投切晶闸管连接的一侧回路中设置有第二肖特基二极管，所述第二肖特基二极管用于确保门极导通。

7.根据权利要求5所述的一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，其特征在于：

所述投切晶闸管的阳极还连接一过压保护电路，用于防止投切晶闸管关断时过电压损坏晶闸管。

8.根据权利要求1所述的一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，其特征在于：

所述电压过零检测模块包括一光耦模块；

所述光耦模块中的发光二极管接入交流电网，在交流电网对发光二极管施加正向电压时导通；

所述光耦模块中的光敏开关管连接至控制单元，在发光二极管导通时光敏开关管导通，输出到达过零点信号至控制单元。

9.根据权利要求1所述的一种用于低压台区拓扑识别的辅助装置，其特征在于：

所述交流电采样模块包括电流传感器和采样调理电路；

所述电流传感器接入交流电网，用于采样交流电网的电流，并转换为交流电压信号；

所述采样调理电路的输入端与电流传感器连接，输出端与控制单元连接，用于对电流传感器采样的交流电压信号进行调理，输出调理后的直流电压信号至控制单元。

10.一种低压台区拓扑识别方法，基于权利要求1-9任一权利要求所述的用于低压台区拓扑识别的辅助装置实现，其特征在于，包括以下步骤：

在低压台区线路各断路器处安装所述用于低压台区拓扑识别的辅助装置；将作为中央控制模块的上位终端安装于离配电变压器最近的断路器处；

上位终端逐一向各辅助装置发送注入指令；

所述辅助装置的控制单元在通过通信模块接收到注入指令后，所述控制单元在接收到电压过零检测模块发出的到达过零点信号后输出控制信号至磁耦隔离驱动模块，所述磁耦隔离驱动模块输出脉冲驱动信号至特征信号投切模块，所述特征信号投切模块从对应的断路器所在的台区节点投切特征直流信号至交流电网；

各辅助装置通过交流电采样模块实时采样交流电网中的电流信号，各辅助装置中的控制单元实时通过采样的电流信号识别是否存在特征直流信号，当识别到特征直流信号，控制单元通过通信模块上传监测信息至上位终端，告知本辅助装置所在的台区节点处于当前发出直流特征信号的辅助装置所在的台区节点的上方；

所述上位终端对接收到的监测信息进行处理，得出台区拓扑关系。