CN116647038A - 一种配电台区拓扑识别方法及系统 - Google Patents

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CN116647038A CN202310514822.0A CN202310514822A CN116647038A CN 116647038 A CN116647038 A CN 116647038A CN 202310514822 A CN202310514822 A CN 202310514822A CN 116647038 A CN116647038 A CN 116647038A
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Abstract

本发明公开了一种配电台区拓扑识别方法,包括以下步骤:在各分配箱及表箱的输入端分别接入注入模块;系统上电,集中器向注入模块发送信标信号;注入模块根据所述信标信号往各相位供电线依次注入微直流电信号;集中器控制节点采集并上报拓扑识别周期内的工频周期数据;根据所述工频周期数据进行所述注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,重复上述步骤,直至完成所有注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,从而形成整个配电台区的拓扑图。本发明还公开了一种配电台区拓扑识别系统。本发明解决了如何准确且快速的对配电台区拓扑结构进行识别并输出结果的技术问题。

Description

一种配电台区拓扑识别方法及系统
技术领域
本发明涉及电力技术领域,尤其涉及一种配电台区拓扑识别方法及系统。
背景技术
中国运行着世界上规模最大的配电网和数量最多的智能电表,而智能电网的发展战略对配网精益化管理提出更高的要求,配电台区是智能配网的重要组成部分,配电台区拓扑关系是实现配电智能化管理的基础。在配电台区的新建、改建及检修过程中配电设备的变动会导致台区拓扑结构的改变,传统的人工普查方式耗时耗力,巡检效率低、成本高,而且在一些供电布线复杂的台区还无法准确的获取拓扑信息。
随着用户对电能质量和供电服务水平要求的不断提高,低压配网故障定位、应急抢修工作正在逐步开展,配网台区拓扑识别成为客观需求。目前,常在供电线路拓扑的关键位置安装特征电流检测装置,然后智能电表通过电阻投切方式在线路零火线之间产生一定频域规律的特征电流信号,电流检测装置通过对线路电流信号进行实时采样分析,记录信号识别到的时间标,对时间标进行对比分析,从而绘制线路物理拓扑。虽然此种方式可以实现对整个台区的拓扑自动识别,但需要在台区中增加步数数量较多的特征电流检测装置,且需要在大量已部署的电表中加装特征电流发射电路,经济成本较高,其次,特征电流发射所需要的瞬时功率较高,容易对智能电表的供电机制的稳定运行产生不利影响。因此,亟待提出一种配电台区拓扑识别方法及系统,解决了如何准确且快速的对配电台区拓扑结构进行识别并输出结果的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种配电台区拓扑识别方法及系统,旨在解决如何准确且快速的对配电台区拓扑结构进行识别并输出结果的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种配电台区拓扑识别方法,其中,所述配电台区拓扑识别方法包括以下步骤:
S1、在各分配箱及表箱的输入端分别接入注入模块;
S2、系统上电,集中器向注入模块发送信标信号;
S3、注入模块根据所述信标信号往各相位供电线依次注入微直流电信号;
S4、集中器控制节点采集并上报拓扑识别周期内的工频周期数据;
S5、根据所述工频周期数据进行所述注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,重复上述步骤,直至完成所有注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,从而形成整个配电台区的拓扑图。
优选方案之一,所述步骤S1在各分配箱及表箱的输入端接入注入模块,具体为:
在各分配箱及表箱的输入端分别接入注入模块,并将所述注入模块的通信MAC地址预先部署至台区集中器内,列入允许入网的白名单。
优选方案之一,所述步骤S2系统上电,集中器向注入模块发送信标信号,具体为:
系统上电,注入模块依次向集中器申请入网;
集中器基于白名单进行所述注入模块的入网配置,并根据入网顺序依次向注入模块发送信标信号。
优选方案之一,所述信标信号包括信标管理信息、载荷字段校验序列和物理块校验序列。
优选方案之一,所述信标管理信息包括拓扑识别信息;
所述拓扑识别信息包括网络短地址、电流注入强度指示、消息序列号、A相位的微直流电注入起始载波网络基准时间、单次微直流电注入时间长度、同相位注入时间间隔、相邻相位注入时间间隔和单相位注入总数。
优选方案之一,所述步骤S4,具体为:
A相位的微直流电注入起始载波网络基准时间之前,集中器向节点下发过零NTB采集指令报文,节点根据所述过零NTB采集指令报文采集在拓扑识别周期内的工频周期数据;
拓扑识别周期结束后,节点通过过零NTB告知报文向集中器上报拓扑识别周期内的工频周期数据。
优选方案之一,所述步骤S5根据所述工频周期数据进行所述注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,具体为:
根据所述工频周期数据计算相邻两过零点之间的时间差值,得到时间差值序列,并计算所述时间差值序列的统计向量;
根据所述统计向量,判断该节点是否在注入模块所在分支线路。
优选方案之一,所述时间差值为:
T=[T0,T1,...,TN-1]
其中,T为时间差值序列,N为微直流电注入的次数。
优选方案之一,所述统计向量为:
其中,Δk为统计向量。
一种如上述的一种配电台区拓扑识别方法的识别系统,包括:集中器和注入模块;
所述集中器与注入模块连接;
所述注入模块,用于根据所述集中器下发的信标信号向各相位供电线依次注入微直流电信号;
所述集中器,用于控制节点采集并上报拓扑识别周期内的工频周期数据,以及用于根据所述工频周期数据进行配电台区拓扑结构的识别。
本发明的上述技术方案中,该配电台区拓扑识别方法包括以下步骤:在各分配箱及表箱的输入端分别接入注入模块;系统上电,集中器向注入模块发送信标信号;注入模块根据所述信标信号往各相位供电线依次注入微直流电信号;集中器控制节点采集并上报拓扑识别周期内的工频周期数据;根据所述工频周期数据进行所述注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,重复上述步骤,直至完成所有注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,从而形成整个配电台区的拓扑图。本发明,不易受外界影响,准确性高,解决了如何准确且快速的对配电台区拓扑结构进行识别并输出结果的技术问题。
在本发明中,通过在各分配箱及表箱的输入端接入可拔除的注入模块,通过注入模块在指定时间注入微直流电信号进行台区拓扑识别,设备成本及硬件要求低,无需增加任何电流检测设备,且无需对电表进行软件升级,通过对现有的宽带载波通信标准的信标管理信息扩展即可实现整个拓扑识别流程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种配电台区拓扑识别方法的示意图;
图2为本发明实施例三相四线制台区的线路供电示意图;
图3为本发明实施例三相电压信号采样波形示意图;
图4为本发明实施例台区变压器-分配箱-表箱-电表拓扑结构示意图;
图5为本发明实施例注入模块的安装位置示意图;
图6为本发明实施例在三相上的微直流电注入时间示意图;
图7为本发明实施例正向微直流电对过零点位置的影响示意图;
图8为本发明实施例负向微直流电对过零点位置的影响示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,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方式,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且,本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
参见图1,根据本发明的一方面,本发明提供一种配电台区拓扑识别方法,其中,所述配电台区拓扑识别方法包括以下步骤:
S1、在各分配箱及表箱的输入端分别接入注入模块;
S2、系统上电,集中器向注入模块发送信标信号;
S3、注入模块根据所述信标信号往各相位供电线依次注入微直流电信号;
S4、集中器控制节点采集并上报拓扑识别周期内的工频周期数据;
S5、根据所述工频周期数据进行所述注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,重复上述步骤,直至完成所有注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,从而形成整个配电台区的拓扑图。
具体地,在本实施例中,参见图2,在低压配电网中,输电线路以台区为基本单位采用三相四线制,其中三条线路分别代表A、B、C三相,另一条为中线N;三相供电就是将这三组电流分别作为火线,接在不同的用电负荷上,并将它们接在共同的零线上;三相系统中,三相平衡时,中性线(零线)是无电流的,故称三相四线制;三个相位上交流电压信号的工频频率理论值为50Hz,相互之间的相位差都为2π/3,理论情况下三相电压信号采样波形如图3所示,而不管是在用户相对集中的城镇居民小区中,或是人口相对分散的农村地区,为节约设备安装空间并为电表提供物理保护,智能电表往往是以表箱为基本单位进行安装,这些表箱一般分属于不同的分配箱下,从而形成了台区内的变压器-分配箱-表箱-电表的拓扑结构,参见图4。随着通信技术的快速发展,电表信息数据的获取方式从早期的人工抄表方式快速演进至远程自动抄表方式。其中载波通信技术是一种使用电力线作为信号传输信道的通信技术,凭借这种天然联系,该技术成为智能电表用电信息采集系统中的一种主流通信技术。而中国电网公司和南方电网公司在2017年先后发表宽带载波通信标准,由于该技术具有带宽大、传输速率高,抗干扰能力较强等优点,因此在国内的电表用电信息采集系统中获得了快速推广和广泛应用。截止到2022年底,在全国各地使用该技术的用电台区数量达到数百万量级,而通信设备数量的部署数量已经达到数亿个。
具体地,在本实施例中,对交流电信号而言,过零点是一个非常重要的参数,而交流电的工频周期(过零点时间)数据的定义为后面一个过零点和前面一个过零点之间的时间差值;对220V,50Hz的理想交流电而言,1秒时间内一共包含50个完整的正弦波波形,即有100个过零点,因此,工频周期(过零点时间)数据的标准值为10毫秒。为实现对宽带载波通信模块的相位识别,其中,宽带载波通信模块内嵌安装在智能电表中,其通信线路和其电表的接入线路保持一致,宽带载波通信标准的链路层协议中制定了两种专用的报文:过零NTB采集指示报文和过零NTB告知报文,从而隐性要求宽带载波通信模块中必须具备过零点检测功能。其中,配电台区的宽带载波通信网络的主节点(集中器)通过使用过零NTB采集指示报文,可以要求网络中的某个节点或全网节点采集并上报指定时间段内的工频周期(过零点时间)数据,而目标节点则通过过零NTB告知报文向集中器上报相应的数据。
具体地,在本实施例中,参见图5,所述步骤S1在各分配箱及表箱的输入端接入注入模块,具体为:在各分配箱及表箱的三相供电线的输入端分别接入可及时拆卸的注入模块,并将所述注入模块的通信MAC地址预先部署至台区集中器内,列入允许入网的白名单。
具体地,在本实施例中,所述步骤S2系统上电,集中器向注入模块发送信标信号,具体为:系统上电,注入模块上电后,将使用其宽带载波通信能力临时加入该台区中用于电表用电信息采集的宽带载波通信网络,由于该注入模块不产产生用电信息,因此,将选择在关联请求报文中以中继器的身份向集中器申请入网;集中器基于白名单审查机制进行所述注入模块的入网配置,允许所述注入模块入网,注入模块入网后用户向集中器下发配电台区拓扑识别命令,所述集中器根据入网顺序依次向注入模块发送信标信号。
具体地,在本实施例中,所述信标信号包括信标管理信息、载荷字段校验序列、物理块校验序列和其他信令内容字段;集中器将所述信标信息发至第一个完成入网的注入模块;所述其他信令内容字段的长度为:国家电网中第0-19字节,南方电网第0-5字节;所述信标管理信息的长度为:国家电网第20-128字节或第20-512字节,南方电网第6-128字节或第6-516字节,所述信标管理信息用于网络管理信息;所述载荷字段校验序列的长度为:第129-132字节或第513-516字节,所述载荷字段校验序列用于校验载荷字段;所述物理块检验序列的长度为:第133-135字节或第517-519字节,所述物理块检验序列用于校验物理块。
具体地,在本实施例中,所述信标管理信息的字段包括管理信息数量L,管理信息1至管理信息L的类型、长度和内容;所述管理信息包括站点能力消息、路由参数消息、频段变更消息、时隙分配消息、用于抄控器消息和其他消息;所述站点能力消息的数据类型为0x00或0x01,用于向临节点发送本信标发送节点的路由信息;所述路由参数消息的数据类型为0x01或0x06,用于向临节点发送网络路由参数信息;所述频段变更消息的数据类型为0x02或0x07,用于通知全网节点进行工作频段变更;所述时隙分配消息的数据类型为0XC0或0x02,用于传递本信标周期内的时隙参数;所述用于抄控器消息的数据类型为0x09,用于人工测试。
具体地,在本实施例中,所述信标管理信息包括拓扑识别信息;所述拓扑识别消息的消息类型为oxAA,所述拓扑识别消息用于通知某个具备宽带载波通信能力的注入模块在指定时间段内实施电流注入;所述拓扑识别信息包括网络短地址、电流注入强度指示、消息序列号、A相位的微直流电注入起始载波网络基准时间、单次微直流电注入时间长度、同相位注入时间间隔、相邻相位注入时间间隔和单相位注入总数;所述网络短地址的长度为12bit,所述网络短地址为所要通知的某个注入模块的网络短地址;所述电流注入强度指示的长度为4bit,所述电流注入强度指示为所要注入的直流电的幅度强度指示;所述消息序列号的长度为8bit,所述消息序列号用于标识本消息的序列号,初始值为0,为一个顺序递增的值,到255后再重新开始;所述A相位的微直流电注入的起始载波网络基准时间的长度位32bit,在该时刻,微直流电注入模块将开始向A相位的供电线注入微直流电;所述单次微直流电注入时间长度的字节长度为8bit,所述单次微直流电注入时间长度为单次注入的电流持续长度,单位为0.1ms;所述同相位注入时间间隔的字节长度为8bit,所述同相位注入时间间隔为相同相位上的相邻两次注入的时间间隔,单位为0.1ms;所述相邻相位注入时间间隔的字节长度为8bit,所述相邻相位注入时间间隔为相邻相位上的相邻两次注入的时间间隔,单位为0.1ms;所述单相位注入总数的字节长度为16bit,所述单相位注入总数为在一个相位上的电流注入总数,默认为偶数;在宽带载波通信协议中,集中器会为每个入网节点分配一个长度为12bit的网络短地址,用于识别该节点在网络中的唯一身份;同时网络运行过程中,集中器将在信标信号中携带自身的时间数据来充当整个网络的网络基准时间,从而实现全网通信节点的时间同步。
具体地,在本实施例中,参见图6,所述注入模块在接收到信标信号后,则根据所述信标信息中的消息内容开始依次向三个相位的供电线注入幅度相同的短时微直流电信号,其中,a为微直流电注入的其实载波网络基准时间,b为同相位的相邻向此注入的时间间隔,c为单次注入持续时间,d为相位相邻两次注入的时间间隔;微直流电信号注入的目的是对供电线上的过零点数据产生一定的影响,为取得最好的效果,集中器在决策相关参数时,包括注入起始时间,单次注入时间长度,同相位的相邻两次注入的时间间隔,相邻相位的相邻两次注入的时间间隔,需要尽量保障短时微直流电信号的中心点落在所在供电线上的交流电过零点附近;在本发明中,单次电流注入时间长度为1毫秒;单相位上的电流注入总次数为N=3000次,拓扑识别时间段长度为30秒;相邻相位的相邻两次注入的时间间隔为7/3毫秒;而所注入的直流电的幅度强度则需要根据所在台区的线路管理规定进行选择,基本前提是不影响线路的供电安全。
具体地,在本实施例中,所述步骤S4,具体为:A相位的微直流电注入起始载波网络基准时间之前,集中器向节点下发过零NTB采集指令报文,节点根据所述过零NTB采集指令报文采集在拓扑识别周期内的工频周期数据;其中,所述节点为该支路下的电表;拓扑识别周期结束后,节点通过过零NTB告知报文向集中器上报拓扑识别周期内的工频周期数据。
具体地,在本实施例中,所述步骤S5根据所述工频周期数据进行所述注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,具体为:根据所述工频周期数据计算相邻两过零点之间的时间差值,得到时间差值序列,并计算所述时间差值序列的统计向量;根据所述统计向量,判断该节点是否在注入模块所在分支线路;设在某次台区拓扑识别周期内,注入模块在一个相位线路上进行了N次注入微直流电,对于某只电表,将其上报的在该时间段内的交流电的工频周期数据,计算相邻两过零点之间的时间插值;
所述时间差值为:
T=[T0,T1,...,TN-1]
其中,T为时间差值序列,N为微直流电注入的次数。
所述统计向量为:
其中,Δk为统计向量;
将统计向量Δk中数值为1、0、-1的元素数量分别记为N1、N2、N3,判断该节点是否在注入模块所在分支线路,具体为:
其中,Γ为判断结果,对于该节点而言,其判断结果包括:
情况1:不在任何一个注入模块的分支之下;
情况2:仅在一个分配箱和一个表箱的分支之下;
情况2:在多个分配箱分支线路下或多个表箱的分支线路下;
由于拓扑识别结果具有确定性和唯一性,即台区内的某只电表一定在唯一的一个表箱分支下,且在唯一的一个分配箱分支下。因此,情况1可能是因为该电表的供电线线路不属于本台区的变压器;情况2可以认为已经完成对该电表的台区拓扑识别;情况3则可以认为该电表受各种因素影响,在本轮识别中无法进行拓扑定位。如果情况1和情况3的电表数量较多,则集中器则可以再一次启动台区拓扑识别机制,且可以适当提高电流注入的强度;当台区内所有电表的识别结果都属于情况2,或集中器进行台区拓扑识别的次数达到上限后,则集中器将最终识别结果上报给用户,其中用户将对情况1和情况3的电表实施人工现场检查和拓扑识别。
具体地,在本实施例中,集中器在完成第一个注入模块和全网节点之间的拓扑关系判断后,则以相同的步骤启动第二个注入模块所在分支的拓扑关系识别,直至完成所有注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,从而形成整个配电台区的拓扑图。
具体地,在本实施例中,参见图7-图8,在没有受到注入微直流电影响的情况下,供电线上电压交流电波形受到诸多因素的综合影响,电表检测到的过零点位置会在理论值左右两侧随机变动,因此从概率统计意义上讲相邻的两个工频周期数据的数值也满足相同随机分布特性,因此两者相减时的数值为正数和负数的概率趋同。而如果受到注入微直流电影响,则电表检测到的所有偶数过零点位置和奇数过零点位置会出现相反方向移动,因此相邻的两个工频周期数据,也即过零点时间的数值的随机分布特性仍相同,但各自的均值会出现差异,从而两者相减时的数值为正数和负数的概率将不再相同。基于上述特性,则可以有效判断出一个电表是否受到了注入模块的影响,如果有,则认为该电表在其分支线路上,反之则不在;为进一步提高拓扑识别的准确性,降低环境干扰,可在台区处于用电负荷波谷的时间段内实施拓扑识别的时间段,如凌晨时段,此时供电线上接入的用电负荷数量较少,功率较低,在线路中所产生的对过零点的干扰较小,更有利判断电表是否受到注入微直流电的电流的影响,从而获得更高的拓扑识别准确率。
具体地,在本发明中,通过在待拓扑识别且使用宽带载波通信技术的配电台区供电线路中的各层开关处分别临时接入一个具备宽带载波通信能力的注入模块,所述注入模块以中继器身份临时加入配电台区的宽带载波通信网络。而配电台区启动台区拓扑识别流程后,载波网络的主节点,也即集中器,通过信标信号方式逐个通知所述注入模块,所述注入模块在收到通知后,将基于信令内容,在指定的时间段里向供电线注入一段占空比非常高的微直流电流信号,另外集中器将基于现有宽带载波通信标准,实现台区内所有电表在该拓扑识别时间段内的过零点时间数据的收集,并进行综合数据分析,最终得到台区内各级开关的拓扑连接关系,实现配电台区的高准确性的拓扑结构识别。与现有的一些在台区永久部署的带有较强信号特征的微电流注入设备进行拓扑识别的方案相比,本发明所述注入模块完成一个台区的拓扑识别后即可拔除,再用于其它台区的拓扑,可以重复使用,因此设备成本较低;此外,注入电流为短时微直流电信号,用最简单的电控开关即可实现,硬件的要求非常低,有效降低了设备成本;且无需在电表侧无需增加任何电流检测设备,且在无需对电表进行软件升级的前提下,通过对现有宽带载波通信标准的信标管理消息扩展即可实现整个拓扑识别流程。
根据本发明的一方面,本发明提供一种配电台区拓扑识别系统,其中,所述配电台区拓扑识别系统包括:集中器和注入模块;
所述集中器与注入模块连接;
所述注入模块,用于根据所述集中器下发的信标信号向各相位供电线依次注入微直流电信号;
所述集中器,用于控制节点采集并上报拓扑识别周期内的工频周期数据,以及用于根据所述工频周期数据进行配电台区拓扑结构的识别。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种配电台区拓扑识别方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在各分配箱及表箱的输入端分别接入注入模块;
S2、系统上电,集中器向注入模块发送信标信号;
S3、注入模块根据所述信标信号往各相位供电线依次注入微直流电信号;
S4、集中器控制节点采集并上报拓扑识别周期内的工频周期数据;
S5、根据所述工频周期数据进行所述注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,重复上述步骤,直至完成所有注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,从而形成整个配电台区的拓扑图。
2.根据权利要求1所述的一种配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述步骤S1在各分配箱及表箱的输入端接入注入模块,具体为:
在各分配箱及表箱的输入端分别接入注入模块,并将所述注入模块的通信MAC地址预先部署至台区集中器内,列入允许入网的白名单。
3.根据权利要求2所述的一种配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述步骤S2系统上电,集中器向注入模块发送信标信号,具体为:
系统上电,注入模块依次向集中器申请入网;
集中器基于白名单进行所述注入模块的入网配置,并根据入网顺序依次向注入模块发送信标信号。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述信标信号包括信标管理信息、载荷字段校验序列和物理块校验序列。
5.根据权利要求4所述的一种配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述信标管理信息包括拓扑识别信息;
所述拓扑识别信息包括网络短地址、电流注入强度指示、消息序列号、A相位的微直流电注入起始载波网络基准时间、单次微直流电注入时间长度、同相位注入时间间隔、相邻相位注入时间间隔和单相位注入总数。
6.根据权利要求5所述的一种配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述步骤S4,具体为:
A相位的微直流电注入起始载波网络基准时间之前,集中器向节点下发过零NTB采集指令报文,节点根据所述过零NTB采集指令报文采集在拓扑识别周期内的工频周期数据;
拓扑识别周期结束后,节点通过过零NTB告知报文向集中器上报拓扑识别周期内的工频周期数据。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述步骤S5根据所述工频周期数据进行所述注入模块所在分支线路的拓扑关系识别,具体为:
根据所述工频周期数据计算相邻两过零点之间的时间差值,得到时间差值序列,并计算所述时间差值序列的统计向量;
根据所述统计向量,判断该节点是否在注入模块所在分支线路。
8.根据权利要求7所述的一种配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述时间差值为:
T=[T0,T1,...,TN-1]
其中,T为时间差值序列,N为微直流电注入的次数。
9.根据权利要求8所述的一种配电台区拓扑识别方法,其特征在于,所述统计向量为:
其中,Δk为统计向量。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述的一种配电台区拓扑识别方法的识别系统,其特征在于,包括:集中器和注入模块;
所述集中器与注入模块连接;
所述注入模块,用于根据所述集中器下发的信标信号向各相位供电线依次注入微直流电信号;
所述集中器,用于控制节点采集并上报拓扑识别周期内的工频周期数据,以及用于根据所述工频周期数据进行配电台区拓扑结构的识别。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116859296A (zh) * 2023-09-04 2023-10-10 北京智芯微电子科技有限公司 相线识别方法及装置、芯片、电子设备和存储介质
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