CN117454829B - 基于电路拓扑模型的线路优化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于电路拓扑模型的线路优化系统，本发明涉及电路优化技术领域，解决了未充分将不同噪声影响的前提下，及时作出不同的优化措施的问题，本发明通过采用数字信号测试的方式，来分析对应数字信号在传输过程中传输波形的波动状态，判定此数字信号是否受到噪声干扰，并进行数值分析，判定此数字信号是受内部噪声影响还是外部噪声所影响，通过分析确认内部异常曲线的走势以及规律情况，来进行综合判定，来识别异常曲线之间的变化过程是否存在规律，从而便可确认后续的执行端，设置对应的调节方式，来进行数值优化，以此达到较好的整体线路优化效果。

Description

基于电路拓扑模型的线路优化系统

技术领域

本发明涉及电路优化技术领域，具体为基于电路拓扑模型的线路优化系统。

背景技术

电路拓扑又称电路的图，即电路结构，是对电路图进行再次抽象、仅由支路和结点构成的一个集合，它讨论的是电路的连接关系及其性质，即支路与结点的连接关系。

专利公开号为CN111342469A的申请提出了一种多电压等级网络架构优化方法，包括：S1.采集待优化的不同电压等级配电网络的拓扑结构信息；S2.建立以最小有功网损、最小电压偏差及最优负荷均衡度为目标函数，以潮流功率平衡、节点电压、节点容量、配电网络可靠性及相邻电压等级网络线路负载率为约束条件的多电压等级网络架构优化模型；S3.利用随机权重分配法将目标函数中三个目标进行归一化处理；S4.利用混合模拟退火布谷鸟算法求解多电压等级网络架构优化模型，得到配电网络的有功网损、电压偏差及负荷均衡度。本发明提出的方法增强了各电压等级间的协调性，提高了模型的求解速度及电力系统整体资源的优化配置效率。

电力线路在进行优化过程中，通过分析对应数字信号的传输效率，进行参数调节，从而使对应数字信号在传输过程中，效率得到保障的同时且不会出现丢包的情况，但此种方式，并未对电力线路的噪声影响进行优化，也未充分将不同噪声影响的前提下，及时作出不同的优化措施，保障线路的优化效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于电路拓扑模型的线路优化系统，解决了未充分将不同噪声影响的前提下，及时作出不同的优化措施的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于电路拓扑模型的线路优化系统，包括：

线路输入端，按照所使用电路的具体规划走向，构建电路拓扑图；

模型测试端，对所构建的电路拓扑图进行仿真测试，判定此传输波形是否存在噪声影响，若存在噪声影响的部分曲线标定为影响波段，反之不进行标定，具体方式为：

拟定一组数字信号，以此数字信号在电路拓扑图内进行传输，并记录对应的传输波形；

从所记录的传输波形确认趋势转折点，其趋势转折点前后两端曲线的走向趋势相反，一端曲线走向趋势向上爬升，另一端曲线走向趋势向下降落时，则两端曲线之间的分界点则为趋势转折点，根据传输波形所确认的若干个趋势转折点，将此传输波形划分为若干个分段曲线；

将若干个分段曲线进行比对，将比对结果相同的分段曲线标定为标准曲线，并确认标准曲线的内部斜率值，将斜率值的最大值以及最小值，确认标准曲线的斜率标准区间，若不存在标准曲线，则生成错误信号；

再将分段曲线内不同点位之间的斜率值进行确认，并标记为X_i-k，其中i代表不同的分段曲线，k代表不同点位之间的斜率值，将X_i-k与斜率标准区间进行比对，若则将其标记为异常斜率，将存在异常斜率的分段曲线标定为影响波段，并传输至波形分析端内，若X_i-k∈斜率标准区间，不进行任何处理；

波形分析端，对标定为影响波段进行再分析，确认内部点位斜率的变化幅度以及变化长度，判定此数字信号是受内部噪声影响还是外部噪声影响，并分别执行后续的组件功率调节端或线路传频调节端，具体方式为：

将影响波段内存在异常斜率的曲线进行提取，将其标定为异常曲线，并记录内部若干组异常曲线的整体斜率均值，并分析标记为X_t，其中t代表不同的异常曲线，再确认对应异常曲线的持续时长，并将其标记为SC_t，其中t代表不同的异常曲线，其中t＝1、2、……、n；

采用得到本影响波段的标准值BZ，其中C1以及C2均为预设的固定系数因子，其中/>为若干个X_t的均值，/>为若干组SC_t的均值，将标准值BZ与预设值Y1进行比对，其中Y1为预设值，若BZ≤Y1，则执行组件功率调节端，若BZ＞Y1，则执行线路传频调节端，代表若干个异常曲线之间的变化幅度较大，不存在对应的影响规律；

组件功率调节端，对本电路拓扑图内工作组件的功率进行调节；

线路传频调节端，对本电路拓扑图的信号传输频率进行调节；

记录对应数字信号的传输波形，并将记录后的传输波形传输至数值分析端，数值分析端判断此传输波形是否达标，具体方式为：

将功率调节过程中所产生的若干组传输波形进行确定，再确定对应传输波形内影响波段的异常曲线，确定若干个异常曲线位于整个传输波形的占比值，其影响波段以及异常曲线的确定方式与模型测试端以及波形分析端的确定方式相同；

分析占比值是否满足：占比值≥Y2，其中Y2为预设值，若满足，则代表此传输波形不达标，将其标定为异常波形，若不满足，则代表此传输波形达标，将其标定为达标波形；

若不存在达标波形，则通过信号生成端生成对应的组件更换信号，并传输至外部显示终端内，若达标波形存在多组，则选取对应组件功率值最大状态下所对应的达标波形，将其标定为标准波形，并通过显示端进行展示。

优选的，针对于线路传频调节端的调节结果，数值分析端将达标的传输波形标定为达标波形，将未达标的传输波形标定为异常波形；生成的处理信号包括：

若不存在达标波形，则通过信号生成端生成对应的错误信号，并直接通过显示终端进行展示，若达标波形存在多组，则选取对应组件功率值最大状态下所对应的达标波形，将其标定为标准波形，并通过显示端进行展示。

本发明提供了基于电路拓扑模型的线路优化系统。与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明通过采用数字信号测试的方式，来分析对应数字信号在传输过程中传输波形的波动状态，判定此数字信号是否受到噪声干扰，并进行数值分析，判定此数字信号是受内部噪声影响还是外部噪声所影响，通过分析确认内部异常曲线的走势以及规律情况，来进行综合判定，来识别异常曲线之间的变化过程是否存在规律，从而便可确认后续的执行端，设置对应的调节方式，来进行数值优化，以此达到较好的整体线路优化效果；

后续，针对于不同的噪声干扰情况，采用不同的工作端进行参数调节，不同的噪声干扰其调节处理方式也不同，进行多方位线路优化，提升整个电路拓扑图的优化效果，充分降低噪声的影响，达到较好的处理效果。

附图说明

图1为本发明原理框架示意图；

图2为本发明影响波段判定示意图。

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。

实施例一

请参阅图1，本申请提供了基于电路拓扑模型的线路优化系统，包括线路输入端、模型测试端、波形分析端、组件功率调节端、线路传频调节端、数值分析端以及信号生成端；

其中线路输入端与模型测试端输入节点电性连接，且模型测试端与波形分析端输入节点电性连接，波形分析端分别与组件功率调节端以及线路传频调节端输入节点电性连接，其中组件功率调节端以及线路传频调节端均与数值分析端输入节点电性连接，其中数值分析端与信号生成端输入节点电性连接；

线路输入端，按照所使用电路的具体规划走向，构建电路拓扑图，其构建过程由操作人员执行，将所构建的电路拓扑图传输至模型测试端内；

结合图2，所述模型测试端，对所构建的电路拓扑图进行仿真测试，拟定一组数字信号，以此数字信号在电路拓扑图内进行传输，并记录对应的传输波形，随后对传输波形进行分析，判定此传输波形是否存在噪声影响，若存在噪声影响的部分曲线标定为影响波段，反之不进行标定，其中，进行判定的具体方式为：

从所记录的传输波形确认趋势转折点，其趋势转折点前后两端曲线的走向趋势相反，一端曲线走向趋势向上爬升，另一端曲线走向趋势向下降落时，则两端曲线之间的分界点则为趋势转折点，根据传输波形所确认的若干个趋势转折点，将此传输波形划分为若干个分段曲线；

将若干个分段曲线进行比对，将比对结果相同的分段曲线标定为标准曲线，并确认标准曲线的内部斜率值，将斜率值的最大值以及最小值，确认标准曲线的斜率标准区间，若不存在标准曲线，则生成错误信号，并进行展示，其中斜率k＝Δy/Δx，Δ为两个点位对应坐标的差值，且差值为后一点位的数值减去前一点位的差值；

再将分段曲线内不同点位之间的斜率值进行确认，并标记为X_i-k，其中i代表不同的分段曲线，k代表不同点位之间的斜率值，将X_i-k与斜率标准区间进行比对，若X_i-k∈斜率标准区间，不进行任何处理，若则将其标记为异常斜率，将存在异常斜率的分段曲线标定为影响波段，并传输至波形分析端内；

具体的，数字信号未受到任何噪声影响时，所产生的传输波形便不会发生太大变化，也不会剧烈波动，当出现对应波动时，则代表此数字信号在传输时受到外部噪声的影响，而出现噪声波动，每个点位之间均存在对应的斜率，通过分析斜率之间的数值变化，便可确认对应曲线的变化程度，判断此传输波形是否受到影响。

所述波形分析端，对标定为影响波段进行再分析，确认内部点位斜率的变化幅度以及变化长度，判定此数字信号是受内部噪声影响还是外部噪声影响，并分别执行后续的组件功率调节端或线路传频调节端，其中，进行判定的具体方式为：

将影响波段内存在异常斜率的曲线进行提取，将其标定为异常曲线，并记录内部若干组异常曲线的整体斜率均值，并分析标记为X_t，其中t代表不同的异常曲线，再确认对应异常曲线的持续时长，并将其标记为SC_t，其中t代表不同的异常曲线，其中t＝1、2、……、n；

采用得到本影响波段的标准值BZ，其中C1以及C2均为预设的固定系数因子，其中/>为若干个X_t的均值，/>为若干组SC_t的均值，将标准值BZ与预设值Y1进行比对，其中Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，若BZ≤Y1，则执行组件功率调节端，为电路内部组件噪声的影响，其异常曲线之间的变化幅度很小，存在对应的影响规律，若BZ＞Y1，则执行线路传频调节端，代表若干个异常曲线之间的变化幅度较大，不存在对应的影响规律；

具体的，对应线路需要进行优化之前，首先需确认对应线路是受到内部组件的噪声影响还是外部噪声的影响，通过分析对应波形内异常曲线的变化情况，来识别异常曲线之间的变化过程是否存在规律，从而便可确认后续的执行端，设置对应的调节方式，来进行数值优化，以此达到较好的整体线路优化效果。

实施例二

本实施例在具体实施过程中，与实施例一区别在于，本实施例主要针对于整个电路拓扑图的优化过程，将传输过程中的信号噪声降至最低，以达到整个电路拓扑图的噪声优化过程；

所述组件功率调节端，对本电路拓扑图内工作组件的功率进行调节，记录对应数字信号的传输波形，并将记录后的传输波形传输至数值分析端，数值分析端判断此传输波形是否达标，若达标，则不进行处理，若不达标，则通过信号生成端生成对应的组件更换信号，并传输至外部显示终端内，其中，进行判断的具体方式为：

将功率调节过程中所产生的若干组传输波形进行确定，再确定对应传输波形内影响波段的异常曲线，确定若干个异常曲线位于整个传输波形的占比值，其影响波段以及异常曲线的确定方式与模型测试端以及波形分析端的确定方式相同；

分析占比值是否满足：占比值≥Y2，其中Y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，若满足，则代表此传输波形不达标，将其标定为异常波形，若不满足，则代表此传输波形达标，将其标定为达标波形；

若不存在达标波形，则通过信号生成端生成对应的组件更换信号，并传输至外部显示终端内，若达标波形存在多组，则选取对应组件功率值最大状态下所对应的达标波形，将其标定为标准波形，并通过显示端进行展示，供外部人员进行查看，实时对电路拓扑图内部组件的功率进行调整。

所述线路传频调节端，对本电路拓扑图的信号传输频率进行调节，记录对应数字信号的传输波形，并将记录后的传输波形传输至数值分析端，数值分析端判断此传输波形的噪声影响是否达标，若达标，则不进行处理，若不达标，则通过信号生成端生成错误信号，并传输至外部显示终端内，其中，进行判定的方式与组件功率调节端的判定方式相同，锁定达标波形和异常波形；

若不存在达标波形，则通过信号生成端生成对应的错误信号，并直接通过显示终端进行展示，若达标波形存在多组，则选取对应组件功率值最大状态下所对应的达标波形，将其标定为标准波形，并通过显示端进行展示；

具体的，针对于内部噪声影响的情况，采用调节组件功率的方式，来确定对应数字信号所产生的传输波形，若传输波形的变化状态很明显，且整体趋势逐渐变小，便可从若干组传输波形内，选定噪声干扰达标的波形，并进行数值分析，确定内部变化异常的异常曲线，再确定对应异常曲线的整体占比值，从而锁定对应的波形是否达标，便可确认其调节效果，其调节方式具有针对性，其调节时间更快，对线路优化的整体进度进行保障；

针对于外部噪声影响的情况，需采用调节信号传输频率的方式进行线路优化，当外部噪声的频率与本电路的传输频率过于雷同时，便会对本线路造成巨大影响，导致本数字信号的传输波形发生不规律波动，故针对于外部噪声影响时，需采用信号频率调节的方式，进行噪声处理，将本信号的传输频率与外部噪声的影响频率进行充分错开，来提升整个线路优化的整体效果。

实施例三

本实施例在具体实施过程中，与上述实施例的区别在于，本实施例主要针对于两种噪声同时存在的处理情况，此类处理情况具体由外部操作人员介入进行处理，其中此类处理情况的判定方式如下：

组件功率调节端，针对于完成组件更换的状态下，再次进行功率调节，其调节方式与原始的调节方式相同，确定对应的达标波形以及异常波形，若仍不存在对应的达标波形，则代表此电路同时存在两组噪声影响的情况，则执行线路传频调节端，进行功率调节，并依次进行后续的数值分析，从而锁定对应的达标波形或错误信号，错误信号重复产生时，则代表此电路拓扑图存在问题，需及时进行管制并处理，消除对应的隐患。

实施例四

本实施例在具体实施过程中，包含上述三组实施例的全部实施过程。

上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (3)

1.基于电路拓扑模型的线路优化系统，包括：

线路输入端，按照所使用电路的具体规划走向，构建电路拓扑图；

模型测试端，对所构建的电路拓扑图进行仿真测试，拟定一组数字信号，以此数字信号在电路拓扑图内进行传输，并记录对应的传输波形，判定此传输波形是否存在噪声影响，若存在噪声影响的部分曲线标定为影响波段，反之不进行标定；

其特征在于，还包括：

波形分析端，对标定为影响波段进行再分析，确认内部点位斜率的变化幅度以及变化长度，判定此数字信号是受内部噪声影响还是外部噪声影响，并分别执行后续的组件功率调节端或线路传频调节端；

组件功率调节端，对本电路拓扑图内工作组件的功率进行调节；线路传频调节端，对本电路拓扑图的信号传输频率进行调节；记录对应数字信号的传输波形，并将记录后的传输波形传输至数值分析端，数值分析端判断此传输波形是否达标，若达标，则不进行处理，若不达标，则通过信号生成端生成对应的处理信号，并传输至外部显示终端内；

所述模型测试端，判定影响波段的具体方式为：

从所记录的传输波形确认趋势转折点，其趋势转折点前后两端曲线的走向趋势相反，一端曲线走向趋势向上爬升，另一端曲线走向趋势向下降落时，则两端曲线之间的分界点则为趋势转折点，根据传输波形所确认的若干个趋势转折点，将此传输波形划分为若干个分段曲线；

将若干个分段曲线进行比对，将比对结果相同的分段曲线标定为标准曲线，并确认标准曲线的内部斜率值，将斜率值的最大值以及最小值，确认标准曲线的斜率标准区间，若不存在标准曲线，则生成错误信号；

再将分段曲线内不同点位之间的斜率值进行确认，并标记为X_i-k，其中i代表不同的分段曲线，k代表不同点位之间的斜率值，将X_i-k与斜率标准区间进行比对，若斜率标准区间，则将其标记为异常斜率，将存在异常斜率的分段曲线标定为影响波段，并传输至波形分析端内；

所述模型测试端，判定不属于影响波段的具体方式为；

若X_i-k∈斜率标准区间，不进行任何处理；

所述波形分析端，判定此数字信号被噪声影响的具体方式为：

将影响波段内存在异常斜率的曲线进行提取，将其标定为异常曲线，并记录内部若干组异常曲线的整体斜率均值，并分析标记为X_t，其中t代表不同的异常曲线，再确认对应异常曲线的持续时长，并将其标记为SC_t，其中t代表不同的异常曲线，其中t＝1、2、……、n；

采用得到本影响波段的标准值BZ，其中C1以及C2均为预设的固定系数因子，其中/>为若干个X_t的均值，/>为若干组SC_t的均值，将标准值BZ与预设值Y1进行比对，其中Y1为预设值，若BZ≤Y1，则执行组件功率调节端；

所述组件功率调节端，判断此传输波形是否达标的具体方式为：

将功率调节过程中所产生的若干组传输波形进行确定，再确定对应传输波形内影响波段的异常曲线，确定若干个异常曲线位于整个传输波形的占比值，其影响波段以及异常曲线的确定方式与模型测试端以及波形分析端的确定方式相同；

分析占比值是否满足：占比值≥Y2，其中Y2为预设值，若满足，则代表此传输波形不达标，将其标定为异常波形，若不满足，则代表此传输波形达标，将其标定为达标波形；

若不存在达标波形，则通过信号生成端生成对应的组件更换信号，并传输至外部显示终端内，若达标波形存在多组，则选取对应组件功率值最大状态下所对应的达标波形，将其标定为标准波形，并通过显示端进行展示；

若BZ＞Y1，则执行线路传频调节端，代表若干个异常曲线之间的变化幅度较大，不存在对应的影响规律。

2.根据权利要求1所述的基于电路拓扑模型的线路优化系统，其特征在于，针对于线路传频调节端的调节结果，数值分析端将达标的传输波形标定为达标波形，将未达标的传输波形标定为异常波形。

3.根据权利要求2所述的基于电路拓扑模型的线路优化系统，其特征在于，所述信号生成端，生成的处理信号包括：

若不存在达标波形，则通过信号生成端生成对应的错误信号，并直接通过显示终端进行展示，若达标波形存在多组，则选取对应组件功率值最大状态下所对应的达标波形，将其标定为标准波形，并通过显示端进行展示。