CN210839612U - 一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统及平台 - Google Patents

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吴笛
陆德琳
毛毳
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  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
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Abstract

本实用新型涉及智能配电网优化管理以及电力线通信领域，现有低压电网缺乏在线生成拓扑节点的基础，本实用新型提供了一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统及平台，该系统包括用于发射和识别特征信号的主终端和从终端；所述主终端设置于低压配电区内主变压器的出线端，所述从终端设置于该低压配电区内所有分支箱或计量箱处；所述主终端和从终端通过工频通信连接，用于工频通信的工频信号包括畸变电流信号和畸变电压信号；实现了主终端和从终端之间的识别和校验，为低压电网缺乏在线生成拓扑节点提供基础。

Description

一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统及平台
技术领域
本实用新型涉及智能配电网优化管理以及电力线通信领域，更具体地说是一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统及平台。
背景技术
随着社会与经济的快速持续发展，电力公司迫切需要提高电能质量和供电可靠性以满足用户对持续供电的需求。配电系统在电力系统中处于系统末端，是电能输送的最后一个环节，它直接承担着对用户的供电，因此配电系统的运行水平直接影响着对用户的供电质量。据国外电力公司统计，由配电系统故障造成的停电事故约占事故总数的80%。配电系统对用户供电可靠性的影响最大，因此配电系统可靠性直接体现供电系统对用户持续供电的能力。
进行电网拓扑实时生成平台建设是提高配电网供电可靠性的重要手段。拓扑节点实时生成可以使运行人员实时掌握配电系统的状态，如系统的电气结构、开关的开合状态、负荷电流、事故发生的情况等，从而提高整个配电网系统的技术管理水平，改善用户端的电能质量。
配电台区是智能配电网的重要组成。目前，在输电和中压配电网的自动化和智能化建设水平较高，但是低压配电网的自动化和智能化建设水平还较落后，没有实现电网的拓扑实时生成。因此，低压运维管理迫切需要一种用于低压配电网的拓扑生成技术，为实现低压配电台区可观可测、支撑整体运维管理的需求提供基础。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统及平台。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案得以实现：一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统，包括用于发射和识别特征信号的主终端和从终端；所述主终端设置于低压配电区内主变压器的出线端，所述从终端设置于该低压配电区内所有分支箱或计量箱处；所述主终端和从终端通过工频通信连接，用于工频通信的工频信号包括畸变电流信号和畸变电压信号；所述主终端包括主端信号调制器、主端信号解调器，以及分别与主端信号调制器和主端信号解调器相连的主端控制器； 所述从终端包括从端信号调制器、从端信号解调器，以及分别与从端信号调制器和从端信号解调器相连的从端控制器；所述从端控制器控制所述从端信号调制器在分支箱或计量箱处调制所述畸变电流信号；所述主端信号解调器识别并接收所述畸变电流信号，所述主端控制器实时统计接收到的该畸变电流信号数量；所述主端控制器控制所述主端信号调制器在变压器侧调制畸变电压信号；所述从端信号解调器识别并接收所述畸变电压信号，所述从端控制器根据接收到的畸变电压信号来确认当前所属的变压器。
上述技术方案，主终端和从终端之间采用双向工频通信，利用电网电压波形和电流波形的微小畸变来携带有效信息进行配电网中数据的双向传输，一方面确定该主终端下对应从终端的数量，另一方面确定从终端所对应的主终端（多个低压配电区对应多个主终端，因此需要确定从终端处在哪一个低压配电区及对应该配电区的主终端）。
本实用新型进一步优选方案为：所述主端信号调制器通过一调制变压器与所述主变压器的二次侧母线相连，所述主端信号解调器通过一电流互感器耦接于主变压器二次侧母线。
本实用新型进一步优选方案为：所述分支箱或计量箱的每一出线端均设有一从终端，所述从终端的从端信号调制器耦接于分支箱或计量箱的出线端，所述从终端的从端解调器通过一电流互感器耦接于分支箱或计量箱的出线端。
本实用新型进一步优选方案为：所述工频信号的频率在200Hz～600Hz；该频率范围属于低频信号，可实现跨台区远距离传输，并且在传输过程中无旁路和泄露现象。畸变信号在电网波动的允许范围之内，对电网的正常运行无影响。
本实用新型进一步优选方案为：还包括一用于在安装、调试时采集信号并输入地理坐标的移动终端；所述主终端和所述从终端均设有与移动终端无线连接的蓝牙连接器；所述移动终端与所述主终端或从终端在无线连接时，获取主终端或从终端的设备编号及当前地理坐标。在安装和调试时，记录每一主终端和从终端的设备编号和地址，方便后续维护时快速确定终端的位置并及时更换终端。
本实用新型另一方面还提供了一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统的平台，配备了上述的用于低压配电网的拓扑节点感知系统的平台；所述压配电网配有具备载波通信的远程自动抄表系统，所述远程自动抄表系统包括集中器、采集器和电表；所述主终端和从终端均与集中器通过电力线载波进行通信。
本实用新型进一步优选方案为：所述集中器设置于变压器的低压三相出线端，集中器通过GPRS远程无线通信和远程控制中心相连，用于汇总台区的所有用电信息及拓扑节点感知系统采集的信息给远程控制中心。
通过现有的远程自动抄表系统将主终端和从终端彼此感知后的结果实时传输给远程控制中心，为远程控制中心通过这些实时数据生成在线拓扑节点提供帮助。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：该用于低压配电网的拓扑节点感知系统及平台，为实现低压配电台区可观可测、支撑整体运维管理的需求提供基础。
附图说明
图1是用于低压配电网的拓扑节点感知系统的结构示意图。
图中：1、主终端；10、主端控制器；11、主端信号调制器；12、主端信号解调器；13、调制变压器；2、从终端；20、从端控制器；21、从端信号调制器；22、从端信号解调器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
本实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
如图1所示，示出了一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统，包括用于发射和识别特征信号的主终端1和从终端2，以及一用于在安装、调试时采集信号并输入地理坐标的移动终端。主终端1设置于低压配电区内主变压器的出线端，从终端2设置于该低压配电区内所有分支箱或计量箱处。主终端1和从终端2通过工频通信连接，用于工频通信的工频信号包括畸变电流信号和畸变电压信号，工频信号的频率在200Hz～600Hz。本实施例中，主变压器出线端母线电压是10KV，在从终端2和主变压器之间还设有配电变压器，配电变压器用于将10KV电压降至0.4KV，从终端2设置在配电变压器的二次侧。
主终端1包括主端信号调制器11、主端信号解调器12，以及分别与主端信号调制器11和主端信号解调器12相连的主端控制器10。从终端2包括从端信号调制器21、从端信号解调器22，以及分别与从端信号调制器21和从端信号解调器22相连的从端控制器20。
从端控制器20控制从端信号调制器21在分支箱或计量箱处调制畸变电流信号。主端信号解调器12识别并接收畸变电流信号，主端控制器10实时统计接收到的该畸变电流信号数量。
主端控制器10控制主端信号调制器11在变压器侧调制畸变电压信号。从端信号解调器22识别并接收畸变电压信号，从端控制器20根据接收到的畸变电压信号来确认当前所属的变压器。
在本实施例中，主端信号调制器11通过一调制变压器13与主变压器的二次侧母线相连，主端信号解调器12通过一电流互感器耦接于主变压器二次侧母线。分支箱或计量箱的每一出线端均设有一从终端2，从终端2的从端信号调制器21耦接于分支箱或计量箱的出线端，从终端2的从端解调器通过一电流互感器耦接于分支箱或计量箱的出线端。
主终端1和从终端2均设有与移动终端无线连接的蓝牙连接器。移动终端与主终端1或从终端2在无线连接时，获取主终端1或从终端2的设备编号及当前地理坐标。
本发明还提供了一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统的平台，配备了如上述用于低压配电网的拓扑节点感知系统的平台。压配电网配有具备载波通信的远程自动抄表系统，远程自动抄表系统包括集中器、采集器和电表。
一个集中器控制多个采集器，集中器作为路由源节点，采集器具有中继转发功能，两者间通过电力线载波进行通信，采集器与电表通过RS485通信，集中器通过GPRS远程无线通信和远程控制中心相连。具备载波通信的远程自动抄表系统属于现有技术此处不再详述。
主终端1和从终端2均与集中器通过电力线载波进行通信。集中器设置于变压器的低压三相出线端，用于汇总台区的所有用电信息及拓扑节点感知系统采集的信息给远程控制中心。
该平台通过应用工频通信技术，载波通信技术和节点动态感知算法。能够通过采用每个节点依次投入负荷的方法，利用电流的路径只会流过负荷与电源的唯一通路的特点，分析从终端的电流互感器在每个节点采样到的电流变化，结合台区节点感知算法（该算法是基于本发明提供的拓扑节点感知系统实时采集的数据，作出分析，该算法属于现有技术不再详述），可依次得到每一条电流通路上的节点拓扑连接关系，从而得到整个台区节点的连接关系。
实现了低压配网拓扑节点连接关系的识别和校验（不含用户电能表与表箱的对应关系）。无需预先了解当前台区的节点拓扑情况，如分支箱、计量箱的隶属关系等，只需保证在配电工区内所有变压器侧安装主终端，在分支箱和计量箱配置从终端，维护主终端与台区编号的对应关系，即可实现低压配电区内拓扑连接关系的在线自动识别。当更换主终端或从终端时，仍然可以重现自动识别拓扑连接关系，无需做额外的配置或初始化工作。从而可以改变了原来低压普查无法脱离人工的现状，节约人力投入，提高了数据的时效性、准确性。

Claims (7)

1.一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统，其特征在于：包括用于发射和识别特征信号的主终端和从终端；
所述主终端设置于低压配电区内主变压器的出线端，所述从终端设置于该低压配电区内所有分支箱或计量箱处；
所述主终端和从终端通过工频通信连接，用于工频通信的工频信号包括畸变电流信号和畸变电压信号；
所述主终端包括主端信号调制器、主端信号解调器，以及分别与主端信号调制器和主端信号解调器相连的主端控制器；
所述从终端包括从端信号调制器、从端信号解调器，以及分别与从端信号调制器和从端信号解调器相连的从端控制器；
所述从端控制器控制所述从端信号调制器在分支箱或计量箱处调制所述畸变电流信号；所述主端信号解调器识别并接收所述畸变电流信号，所述主端控制器实时统计接收到的该畸变电流信号数量；
所述主端控制器控制所述主端信号调制器在变压器侧调制畸变电压信号；所述从端信号解调器识别并接收所述畸变电压信号，所述从端控制器根据接收到的畸变电压信号来确认当前所属的变压器。
2.根据权利要求1所述的用于低压配电网的拓扑节点感知系统，其特征在于：所述主端信号调制器通过一调制变压器与所述主变压器的二次侧母线相连，所述主端信号解调器通过一电流互感器耦接于主变压器二次侧母线。
3.根据权利要求2所述的用于低压配电网的拓扑节点感知系统，其特征在于：所述分支箱或计量箱的每一出线端均设有一从终端，所述从终端的从端信号调制器耦接于分支箱或计量箱的出线端，所述从终端的从端解调器通过一电流互感器耦接于分支箱或计量箱的出线端。
4.根据权利要求3所述的用于低压配电网的拓扑节点感知系统，其特征在于：所述工频信号的频率在200Hz～600Hz。
5.根据权利要求4所述的用于低压配电网的拓扑节点感知系统，其特征在于：还包括一用于在安装、调试时采集信号并输入地理坐标的移动终端；所述主终端和所述从终端均设有与移动终端无线连接的蓝牙连接器；所述移动终端与所述主终端或从终端在无线连接时，获取主终端或从终端的设备编号及当前地理坐标。
6.一种用于低压配电网的拓扑节点感知系统的平台，其特征在于：配备了如权利要求1-5所述的用于低压配电网的拓扑节点感知系统的平台；所述压配电网配有具备载波通信的远程自动抄表系统，所述远程自动抄表系统包括集中器、采集器和电表；所述主终端和从终端均与集中器通过电力线载波进行通信。
7.根据权利要求6所述的用于低压配电网的拓扑节点感知系统的平台，其特征在于：所述集中器设置于变压器的低压三相出线端，集中器通过GPRS远程无线通信和远程控制中心相连，用于汇总台区的所有用电信息及拓扑节点感知系统采集的信息给远程控制中心。
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CN112152318A (zh) * 2020-09-18 2020-12-29 江苏智臻能源科技有限公司 一种低压台区拓扑快速识别方法

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