CN210899170U - 一种应用hplc通信子网络的低压配电台区通信网络 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络，包括集控单元（1）、从节点（2）、通信主机（3）。集控单元（1）接收多个从节点（2）的信息，通过缓冲处理后，传递给通信主机（3），集控单元（1）与多个从节点（2）构成一个通信子网络，通信方式采用HPLC。从节点（2）接收来自集控单元（1）的设置信息、控制信息，并传递给总开关（4）和/或分支开关（5）；集控单元（1）上行信道与下行信道物理隔离，集控单元（1）具有中继功能，还可以向从节点（2）提供电源，HPLC通信子网络还作为集控单元（1）向从节点（2）供电的网络。

Description

一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络

技术领域

本申请涉及电力线通信技术领域，尤其涉及一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络，该网络可以实现低压配电台区的快速组网。

背景技术

近年来，基础建筑的增加使得低压配电网拓扑结构复杂程度增加、未知程度增强、易变程度变大、介质变化增强，这一变化导致电力线作为通信媒介具有较大的未知性和较强的频率选择性。当用电环境复杂时，载波信号在电力线中的衰减不可忽略，同时，不同频率信号在传输过程中衰减特性存在差异，信号传输的多径效应不可忽视。

电力线载波通信具有信道条件差，噪声特点复杂等缺点。随着电力负载的接入和切除，信道噪声具有时变特性，因此用电网络中的载波设备的可靠通信距离不断变化，网络质量难以保证。电力线载波通信的特点决定了其在高压环境运行很好。系统运行电压高于35KV时，电力线路的载波通信运行性能非常好，主要使用场合是传输调度电话和相应的高压保护。当系统运行电压等级低于380V时，电力线通信质量较差，主要应用场合包括电力线上网、自动化办公、智能抄表等。在理想状态下，电力网络的接入速度是比较快的。但是，HPLC使用的是带宽共享技术，如果同一时间连网的节点增多，则分配到每个节点的带宽会随之下降，传输速率会相应降低。

为提升电力线载波通信技术的可靠性，相关技术人员从物理层和数据链路层两方面入手确保点对点通信的准确性，技术改进包括更新信道之间的编码技术、降低电力线路的噪声等。此种方式只能保证点对点网络可以生存，并不能表明系统处于高可靠的运行中。

实用新型内容

为了解决以上问题的至少之一，本实用新型提出一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，包括至少一个集控单元和多个从节点，所述集控单元的供电电源通过导电线路采于主电路，所述从节点的供电电源由所述集控单元供给，所述集控单元可接收多个所述从节点的信息，通过缓冲处理后，可有线或无线地传递给通信主机，所述集控单元与所述多个从节点构成一个通信子网络，且二者之间采用HPLC的通信方式进行通信。该网络系统抗毁灭性能强、通信层级少、结构简单、组网方便。该通信网络应用HPLC通信子网络实现了低压配电台区的快速组网，传输低压配电台区主电路上的信息，并通过非主电路的通信子网络传输通信数据和供电。

优选的，所述集控单元和/或所述从节点传输低压配电台区主电路的电量或非电量或参数设置等信息，并通过非主电路的一个通信子网络的电路进行载波通信，传输上述信息的部分或全部数据。

优选的，所述HPLC通信子网络中，所述集控单元与所述从节点之间采用HPLC进行通信的线路也是所述集控单元向所述从节点上的功能模块及电子器件供电的电源线路。

优选的，所述应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络还包括总开关和分支开关，所述集控单元或/和所述从节点可获取所述总开关和/或所述分支开关等主电路上的电气量、故障事件、状态量、接线端温度信息的部分或全部，所述集控单元和/或所述从节点的工作电源与所述总开关和/或分支开关的工作状态解耦。

优选的，所述电气量信息包含电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、剩余电流、谐波的部分或全部。

优选的，所述故障事件包括过载跳闸、短路跳闸、剩余电流保护自检故障等。

优选的，所述状态量包括合闸、分闸（手工分闸、电动分闸）等。

优选的，所述从节点可接收来自集控单元的设置信息、控制信息，并传递给对应的总开关和/或分支开关。

优选的，所述设置信息包括保护门限、报警门限、远程控制合分闸等。

优选的，所述集控单元的上行信道与下行HPLC信道物理隔离，所述上行信道可以通过有线或无线的方式与通信主机连接，当所述上行信道采用HPLC方式时，则连接到低压配电台区的电力线。物理隔离可以隔离噪声，使通信信道阻抗规整，提高通信速率，降低误码率。

优选的，所述有线或无线的方式可采用HPLC或4G。

优选的，所述集控单元具有中继功能，可以接收其它集控单元的信息并转发。

优选的，所述从节点与电力线隔离。

优选的，所述集控单元可设置在箱变内部、JP柜内部、总开关内部或与所述总开关侧挂中的至少一种位置。

优选的，所述从节点可设置在所述总开关和/或所述分支开关的内部或与所述总开关和/或所述分支开关侧挂。

优选的，所述HPLC通信子网络，在其应用层设置拓扑识别功能，采用电流匹配算法还原典型低压台区拓扑结构，该拓扑结构与低压台区电力线的物理拓扑结构吻合。

优选的，该网络在局部实现自动拓扑识别，并通过集控单元1的节点与台区拓扑完整结构融合，为线损分析、窃电保护提供基础支撑。

优选的，应用层设置相位识别功能，采用电流相角匹配算法还原典型低压台区拓扑结构中相位关系。

优选的，所述应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，可设置多个HPLC通信子网络，以及与HPLC通信子网络数量对等的集控单元，集控单元分别对应各自安装所在典型应用的设置。典型应用场景如箱变、JP柜、低压开关柜、计量箱等。

优选的，所述集控单元接收各从节点的信息，并按对应开关设备分类进行非瞬时性保护和/或监控报警的计算，以及发出相应的控制指令和/或故障事件记录。

优选的，所述非瞬时性保护包括过欠压保护、断线保护。

优选的，所述监控内容包括剩余电流监测、自动跟踪设置门限值、超限报警、接线端子温度监控及超温报警。

优选的，所述通信主机对各子网络的集控单元1根据相应的顺序分配层级，各级子网络之间通过集控单元1相互联系，星形网络内从节点均由该网络的集控单元1负责，通信主机只要负责与各集控单元1有效连通和数据采集、监控即可，这样在一定程度上提高了台区通信主机采集数据的效率，大大减少了所监控的节点数量。在数据传输时，各级子网工作井然有序，下级子网将数据传送到上级子网的集控单元，同时对更下一级的子网发送数据广播，降低了数据冲突率。

优选的，所述应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，集控单元还可以通过HPLC通信子网络向从节点供电，使集控单元和从节点的工作电源与所述总开关和/分之开关的内部控制电路的工作电源解耦。低压配电台区通信网络中的集控单元和从节点实时在线，便于通信主机实时访问以获得主电路的状态。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供了一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络，包括集控单元、从节点、通信主机。集控单元接收多个从节点的信息，通过缓冲处理后，传递给通信主机，集控单元与多个从节点构成一个通信子网络，通信方式采用HPLC的方式。所述低压配电台区通信网络，还可设置多于一个HPLC通信子网络，以及与HPLC通信子网络数量对等的集控单元，集控单元分别对应各自安装所在典型应用的设置。该低压配电台区通信网络抗毁灭性强，通信层级少，结构简单，组网方便。该通信网络由多个子网络构成，每个子网络内部包含集控单元和从节点。在一个子网络内部，从节点向集控单元发送电气量、故障事件、状态量、接线端温度等信息。集控单元将从节点处的信息进行整合，并将信息发送给通信主机。该通信网络抗毁性强，若某一从节点出现问题，不会影响整个通信网络的正常运行。该低压配电台区通信网络中的集控单元具有中继功能。低压配电网作为电力通信媒介时，信号的功率决定了通信网络能够传输的最大距离。然而，如果不加限制的增强信号的功率来提高信号传输的距离，将对周边环境产生非常强的干扰。本实用新型中的集控单元接收到信号后，首先对信号进行放大，当信号达到一定的强度时再将这个信号传送到其它集控单元或通信主机。这种方式极大地提高了信号的传输距离，同时也避免了增强信号功率对周围环境产生的影响。同时，集控单元也可以起到网关或路由器的作用，即某一集控单元和对应的从节点组成子网络，通过集控单元与其它子网进行联络。此处要指出的是，子网与子网之间可能互相干扰，需要使用范围更宽的频谱将整个网络分开。

该低压配电台区通信网络中，HPLC通信子网络除了进行主电路信息采集、控制指令下发等数据通信外，还可以实现集控单元向从节点的供电，该HPLC通信子网络的通信电路同时也是供电线路，避免了其他通信方式中通信信号线与供电电源线需要分开设置的弊端，也方便的解决了集控单元和从节点的供电问题，避免了集控单元和/或从节点需要从总开关和/或分支开关接入工作电源所带来的工作电源不稳定、不能实时访问主电路状态的弊端。这样可以极大地提高了通信主机对低压配电台区通信网络的访问成功率。此外，由于集控单元可以向从节点集中供电，从而避免从节点单独配置电源装置带来的成本上升，并且供电电路与通信电路合并也降低了分别敷设电源或通信电缆的成本，上述两项措施降低了改造或新建低压配电台区通信网络的成本，采用明显提高了应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络改造或新建的经济性。据测算，通过应用HPLC通信子网络改造或新建低压配电台区通信网络，按低压台区低压分支柜典配，可以节省32台电源模块及300米监控电源线，合计节约成本约1900元。国家电网和南方电网都实行泛在物联网战略，两个电网大约有1000多万个台区，这项技术的应用，会给两网带来200亿元以上的投资节约。

此外，由于集控电源及从节点的工作电源与总开关和/或分支开关解耦，简化了总开关和/或分支开关的应用场景需求，对所述总开关和/或分支开关可以取消通信电源输出，由此带来减少结构空间、材料、元器件等的成本收益，同时降低了设计开发难度，这也能够带来应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络的经济效益。

该低压配电台区通信网络采用基于蚁群算法和分簇算法相结合的组网模型，通信网络更加稳定，抗毁性更强。蚁群算法的优点是具有很强的自组织和鲁棒性，缺点是当网络节点数很多时，蚁群算法的执行时间很长，计算效率低。分簇算法的缺点在于动态性能不好，抗毁能力弱。在分簇算法中，每一个簇成员内的节点与中心之间通过单线程连接。当组网结束后，对应的分簇拓扑结构即相应确定。当通信干扰使数据处理中心与其中一些节点无法通信时，必须对通信系统进行重新组网。本实用新型将两种算法相结合，发挥了两种算法的优势。通信网络中加入了分级理念，考虑到电力线通信网络传输距离有限，对网络在距离上进行划分。即在低压配电线路上出现从配电箱到远处的若干子网络，对逐级的子网采用分级的理念，可以使整个网络形成秩序化、规范化的运行机制。在各个星接点单元与通信主机之间主要依靠蚁群算法实现组网，在集控单元和从节点组成的子网内主要依靠分簇算法实现组网。

该低压配电台区通信网络可以实现剩余电流检测、自动拓扑识别、线损分析、窃电保护等功能。从节点可以获取总开关和分支开关的电气量、故障事件、状态量、接线端温度信息的部分或全部。集控单元接收各从节点的信息，并按相应开关设备分类进行非瞬时性保护和/或监控警报的计算，以及发出相应的控制指令和/或故障事件记录。从节点可以获取的电气量信息包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、剩余电流、谐波的部分或全部；故障事件信息包括过载跳闸、短路跳闸、剩余电流保护自检故障；状态量包括合闸、分闸（手工分闸、电动分闸）状态。从节点也可以接收来自集控单元的设置信息、控制信息，并传递给总开关和/或分支开关。集控单元的设置信息包括保护门限、报警门限、远程控制合分闸。

该低压配电台区通信网络可以实现N线断线保护。当配电系统中出现N线断线时，会造成中性点偏移，进而造成负载两段电压增大或降低。当负载两端电压增大时，会烧毁用电电器，严重的会造成触电事故。当负载两段电压降低时，会造成用电电器无法正常工作。本实用新型的解决方案在于在配电系统的N线上设置一个电流采集器，用来检测N线上流过的电流值。如果检测到N线上的电流值不为零，可判定N线“没有断线”；如果检测到N线上的电流值等于零，说明N线断线或空载或A、B、C处于三相电路完全平衡工况。此时需要根据A、B、C三相电流值与N线上的电流值进行综合判断。除了上述N线断线保护方法之外，断N保护还可以根据相角差值的阈值进行判断。

该低压配电台区通信网络中集控单元上行信道与下行信道之间物理隔离。这一设计可以隔离上行信道和下行信道之间的噪声，使通信信道阻抗规整，提高通信速率，降低误码率。从节点与电力线之间隔离。集控单元和从节点位置灵活。集控单元可以设置在箱变内部、或JP柜内部、或总开关内部/侧挂；从节点可以设置在总开关内部/侧挂、和/或分支开关内部/侧挂。

该低压配电台区通信网络的应用层设置拓扑识别功能，采用电流匹配算法还原典型低压台区拓扑结构，该拓扑结构与低压台区电力线的物理拓扑结构吻合。这一过程可以实现局部自动拓扑识别，并通过集控单元1的节点与台区拓扑完整结构融合，为线损分析，窃电保护提供基础支撑。该低压配电台区通信网络的应用层设置相位识别功能，采用电流相角匹配算法还原典型低压台区拓扑结构中相位关系。

该低压配电台区通信网络层级设置简单，数据采集方便，数据传输效率更高。该通信网络可设置多于一个HPLC通信子网络，以及与HPLC通信子网络数量对等的集控单元，集控单元分别对应各自安装所在典型应用的设置。通信主机对各子网络的集控单元根据相应的顺序分配层级，各级子网络之间通过集控单元相互联系，星形网络内从节点均由该网络的集控单元负责，通信主机只要负责与各集控单元1有效连通和数据采集、监控即可，这样在一定程度上提高了台区通信主机采集数据的效率，大大减少了所监控的节点数量。在数据传输时，各级子网工作井然有序，下级子网将数据传送到上级子网的集控单元，同时对更下一级的子网发送数据广播，降低了数据冲突率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本实用新型的低压配电台区通信网络第一实施例结构示意图。

图2为本实用新型的低压配电台区通信网络第二实施例结构示意图。

图3为本实用新型的低压配电台区通信网络第三实施例结构示意图。

图4为本实用新型的低压配电台区通信网络第四实施例结构示意图。

图5为本实用新型的低压配电台区通信网络第五实施例结构示意图。

图6为本实用新型的低压配电台区通信网络第六实施例结构示意图。

图7为本实用新型的低压配电台区通信网络第七实施例结构示意图。

图8为本实用新型的低压配电台区通信网络第七实施例两层子网络结构示意图。

图9为本实用新型的低压配电台区通信网络第八实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素、部件的任何修改、替换和改进。

第一实施例

如图1所示，本实施例公开了一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络，所述通信网络包括集控单元1、从节点2、通信主机3。所述集控单元1位于总开关4内部，所述集控单元1的数量与所述总开关4的数量相同，且所述集控单元1与所述总开关4一一对应设置，所述从节点2位于分支开关5的内部，所述从节点2的数量与所述分支开关5的数量相同，且与所述分支开关5一一对应设置，一个集控单元1可对应一个或多个从节点2，所述分支开关5为所述总开关4的下级单元，一个所述总开关4可对应一个或多个所述分支开关5，当所述总开关4对应多个所述分支开关5时，所述一个集控单元1对应多个所述从节点2。

具体的，在本实施例中，所述集控单元1可接收多个所述从节点2的信息，通过缓冲处理后，传递给所述通信主机3，一个所述集控单元1与多个所述从节点2可构成一个通信子网络，二者之间的通信采用HPLC的方式。

在本实施例中，所述集控单元1设置在所述总开关4的内部，所述集控单元1除可接收所述从节点2发送的信息外，还可直接获取所述总开关4的信息，

所述从节点2可以获取与其对应的所述分支开关5的电气量、故障事件、状态量、接线端温度信息的部分或全部。所述集控单元1可接收各所述从节点2获取到的所述分支开关5的上述信息，并按相应开关设备分类进行非瞬时性保护和/或监控警报的计算，以及发出相应的控制指令和/或故障事件记录。

所述从节点2可以获取的与其对应的所述分支开关5的电气量信息包括所述分支开关5内部的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、剩余电流、谐波的部分或全部信息；所述分支开关5的故障事件信息包括过载跳闸、短路跳闸、剩余电流保护自检故障；所述分支开关5的状态量信息包括合闸、分闸（手工分闸、电动分闸）状态信息。

进一步的，所述从节点2也可以接收来自所述集控单元1的设置信息和控制信息，并传递给所述分支开关5，在另一优选实施例中，当所述总开关4中也设有从节点2时，所述从节点2可将接收到的来自集控单元1的设置信息和控制信息传递给所述总开关4。

所述通信主机3分别与所述集控单元1和所述分支开关4电连接，具体的，所述集控单元1包括上行HPLC信道和下行HPLC信道，所述上行HPLC信道与所述通信主机3电连接，所述集控单元1通过所述上行HPLC信道与所述通信主机3通信，通过所述下行HPLC信道与所述从节点2之间进行通信。

所述通信主机3对各子网络的集控单元1根据相应的顺序分配层级，各级子网络之间通过集控单元1相互联系，星形网络内从节点2均由该网络的集控单元1负责，通信主机3主要负责与各集控单元1有效连通和数据采集、监控即可，这样在一定程度上提高了台区通信主机采集数据的效率，大大减少了所监控的节点数量。在数据传输时，各级子网工作井然有序，下级子网将数据传送到上级子网的集控单元1，同时对更下一级的子网发送数据广播，降低了数据冲突率。

本实施例中的通信网络的应用设备包括但不限于JP柜、低压开关柜、计量箱、馈线柜、分接箱等。

针对应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络，需要对数据传输协议进行规定。首先应针对数据结构设计数据包的结构，主要包括以下几个部分：帧头、数据原地址、目的地址、子网中心节点地址、节点数据、帧尾等。帧头用来标识数据帧的起始位置，数据源地址为数据发送源节点的地址标识，子网中心节点地址表示各级子网的中心点地址，节点数据为要发送的数据主体，帧尾用来标识数据帧的结束位置。其次还要设计数据传输的具体流程。

组网过程的网络维护原则包括：各级子网内从节点2的状态监控均由该子网内集控单元1负责，各级子网的集控单元1运行状态由通信主机3负责。在网络运行中，局部范围内发生的从节点2通信变化采取局部路由重构，局部重构不能解决，再对全网络进行重构。网络中有任何新节点加入或原节点退出，网络都发起路由重构。在网络空闲时，持续向网内发送组网监测信息，当信息检测到有节点变化，则发起路由重构。

由于电力线最初设计的目的在于电能传输，而非信息传输，因此，在通信的过程中信号会受到极大的干扰。本实用新型采用基于大数判别法的信道编码方式，极大的降低了数据出现错误的概率。在编码的过程中，将每个数据位扩展为8位数据位。在接收端对数据包进行解码时，对任意一个字节中的位数据进行相加操作，当累计出现五个以上的1时，就可以把这个字节解析为“1”，否则对应的解析为“0”。

该低压配电台区通信网络中集控单元1上行HPLC信道与下行HPLC信道之间物理隔离。这一设计可以隔离上行HPLC信道和下行HPLC信道之间的噪声，使通信信道阻抗规整，提高通信速率，降低误码率。从节点2与电力线之间隔离。

在一优选实施中，所述集控单元1具有中继功能。所述集控单元1接收到所述从节点2发送的信号后，首先对接收到的信号进行放大，当所述信号达到一定的强度时再将这个信号传送到其它同级的集控单元1或通信主机3。当设有多个同级的集控单元1时，进行数据传递时，可自动选取最优的传递路径，所述集控单元1中继放大后的信号再传递时可传递给其他同级的集控单元，由所述同级的集控单元再次中继放大后再最终传送到所述通信主机3。这种方式极大地提高了信号的传输距离，同时也避免了增强信号功率对周围环境产生的影响。

在一优选实施例中，配电系统的N线上设置有电流采集器，用来检测N线上流过的电流值。如果检测到N线上的电流值不为零，可判定N线“没有断线”；如果检测到N线上的电流值等于零，说明N线断线或空载或A、B、C处于三相电路完全平衡工况。此时需要根据A、B、C三相电流值与N线上的电流值进行综合判断。除了上述N线断线保护方法之外，断N保护还可以根据相角差值的阈值进行判断。

本实施例中的低压配电台区通信网络的应用层设置拓扑识别功能，采用电流匹配算法还原典型低压台区拓扑结构，该拓扑结构与低压台区电力线的物理拓扑结构吻合。这一过程可以实现局部自动拓扑识别，并通过集控单元的节点与台区拓扑完整结构融合，为线损分析、窃电保护提供基础支撑。本实施例中的低压配电台区通信网络的应用层设置相位识别功能，采用电流相角匹配算法还原典型低压台区拓扑结构中相位关系。

本实施例中的低压配电台区通信网络还可以实现剩余电流检测、自动拓扑识别、线损分析、窃电保护等功能。

第二实施例

如图2所示，为第二实施例的应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络示意图。与第一实施例不同的是，本实施例中的集控单元1设置在所述总开关4的外部，具体的，所述集控单元1并列设置在所述总开关4的一侧，并通过卡接装置与所述总开关4连接，即：所述集控单元1与所述总开关4侧挂，所述从节点2设置在所述分支开关5的内部。

所述从节点2可以获取所述分支开关5的电气量、故障事件、状态量、接线端温度信息的部分或全部。所述集控单元1接收各所述从节点2的信息，并按相应开关设备的分类进行非瞬时性保护和/或监控警报的计算，以及发出相应的控制指令和/或故障事件记录。

所述集控单元1接收多个所述从节点2的信息，通过缓冲处理后，将接收到的信息传递给通信主机3，所述集控单元1与多个从节点2构成一个通信子网络，通信方式采用HPLC。

第二实施例的优势在于所述集控单元1设置在所述总开关4侧挂，位置更加灵活，可以根据不同的设计进行调整。

第三实施例

如图3所示，公开了第三实施例的一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络。与实施例一不同的是，实施例三中集控单元1和通信主机3分别设置在箱变6内部，所述箱变6为所述总开关4的上级单元，在所述总开关4和分支开关5内部分别设有从节点2。

所述从节点2可以分别获取总开关4和分支开关5的电气量、故障事件、状态量、接线端温度信息的部分或全部。各从节点2之间互不通信，均分别与所述集控单元1进行通信，所述集控单元1接收各从节点2的获取的信息，并按相应开关设备分类进行非瞬时性保护和/或监控警报的计算，以及发出相应的控制指令和/或故障事件记录。

所述集控单元1接收多个从节点2的信息，通过缓冲处理后，传递给通信主机3，集控单元1与多个从节点2构成一个通信子网络，通信方式采用HPLC。

实施例三的优势在于集控单元1与通信主机3同时位于箱变6中，集控单元1与通信主机3的连接更加稳定，增强了网络的抗毁性。当某一从节点2与集控单元1的连接出现故障时，不会对整个通信网络造成重大影响。

第四实施例

如图4所示，公开了第四实施例的一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络。与第三实施例不同的是，实施例四中集控单元1设置在JP柜7内部，所述JP柜7为所述总开关4的上级单元，所述从节点2设置在总开关4和分支开关5内部，即：在所述总开关4和所述分支开关5内部均对应设置有从节点2。

所述从节点2可以分别获取与其对应的总开关4和分支开关5的电气量、故障事件、状态量、接线端温度信息的部分或全部。所述集控单元1接收各从节点2的信息，并按相应开关设备分类进行非瞬时性保护和/或监控警报的计算，以及发出相应的控制指令和/或故障事件记录。

集控单元1接收多个从节点2的信息，通过缓冲处理后，传递给通信主机3，集控单元1与多个从节点2构成一个通信子网络，通信方式采用HPLC。本实施例的优势在于集控单元1与通信主机3同时位于JP柜7中，集控单元1与通信主机3的连接更加稳定，增强了网络的抗毁性。当某一从节点2与集控单元1的连接出现故障时，不会对整个通信网络造成重大影响。

第五实施例

如图5所示，为第五实施例的一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络。与第一实施例不同的是，本实施例中从节点2设置在分支开关5侧挂，即：所述从节点2设置在所述分支开关5的外部，并列设置于所述分支开关5的一侧，并通过连接机构与所述分支开关5相连。

所述集控单元1设置在所述总开关4内部。

所述从节点2可以获取对应分支开关5的电气量、故障事件、状态量、接线端温度信息的部分或全部。所述集控单元1接收各从节点2的信息，并按相应开关设备分类进行非瞬时性保护和/或监控警报的计算，以及发出相应的控制指令和/或故障事件记录。

所述集控单元1接收多个从节点2的信息，通过缓冲处理后，将接收到的信息传递给通信主机3，所述集控单元1与多个所述从节点2构成一个通信子网络，通信方式采用HPLC。

本实施例的优势在于从节点2设置在分支开关5侧挂，位置更加灵活，可以根据不同的设计进行调整。

第六实施例

如图6所示，公开了第六实施例的一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络。与第一实施例不同的是，本实施例中的从节点2分别设置在所述总开关4侧挂和所述分支开关5内部，所述集控单元1和所述通信主机3分别设置在箱变6内部。

多个从节点2可以分别获取与其对应的总开关4和分支开关5的电气量、故障事件、状态量、接线端温度信息的部分或全部。所述集控单元1接收各从节点2的信息，并按相应开关设备分类进行非瞬时性保护和/或监控警报的计算，以及发出相应的控制指令和/或故障事件记录。

集控单元1接收多个从节点2的信息，通过缓冲处理后，传递给通信主机3，集控单元1与多个从节点2构成一个通信子网络，通信方式采用HPLC。

本实施例的优势在于从节点2可分别设置在总开关4的侧挂和分支开关5内部，位置更加灵活，可以根据不同的设计进行调整。

第一实施例到第六实施例分别示出了集控单元1和从节点2处于不同位置的实施方案，包括集控单元1设置在箱变6内部、或JP柜7内部、或总开关4内部/侧挂，从节点2设置在总开关4内部/侧挂、和/或分支开关5内部/侧挂。对集控单元1和从节点2所在位置进行任意搭配，还可以组合出新的方案，由此产生的新方案均包含在本实用新型所声明的范围之内。

第七实施例

如图7所示，为第七实施例的一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络。与第一实施例不同的是，本实施例中设计了两层子网络。如图7所示，虚线框A中的集控单元1和从节点2为第一层子网络，虚线框B中的集控单元1和从节点2为第二层子网络，第二层子网络的集控单元1连接第一层子网络的集控单元1，二者之间通过HPLC的通信方式进行连接。

同理，第一层子网络并不仅限于连接一个第二层子网络，还可以在第一层子网络中同时连接多个第二层子网络。

第一层子网络的应用场景包括但不限于馈线柜、JP柜、低压开关柜、计量箱、分接箱等。第二层子网络的应用场景包括但不限于分接箱、JP柜、低压开关柜、计量箱、馈线柜等。

本实施例的优势在于，适用于由一个接线柜同时连接一个或多个接线柜的两层级结构。每个接线柜可以组成一个子网络，组网简单，网络连接稳定。

如图8所示，为两层子网络结构示意图。集控单元1位于图8中标示的1位置，从节点2位于图8中标示的21、22、23、24、25、26、27位置。从节点2与集控单元1的连接关系依具体应用场景而定。图8中示出的断路器种类、数量仅为其中一种示例，其它由不同种类、数量的断路器组成的通信网络均包含在本实用新型范围之内。

第八实施例

如图9，为第八实施例的应用HPLC通信子网络的低压配电台区通信网络示意图。与实施例七不同的是，实施例八中设计了三层子网络。如图9所示，虚线框C中的集控单元1和从节点2为第一层子网络，虚线框D中的集控单元1和从节点2为第二层子网络，虚线框E中的集控单元1和从节点2为第三层子网络。第二层子网络的集控单元1连接第一层子网络的集控单元1，第三层子网络的星接点单元1连接第二层子网络的集控单元1。

同理，第一层子网络并不仅限于连接一个第二层子网络，还可以在第一层子网络中同时连接多个第二层子网络。第二层子网络并不仅限于连接一个第三层子网络，还可以在第二层子网络中同时连接多个第三层子网络。子网络的层级数也不限于三层，可以连接多层。各层级子网络的应用场景包括但不限于分接箱、JP柜、低压开关柜、计量箱、馈线柜等。

本实施例的优势在于，子网络层级数目多，有利于实现基于蚁群算法和分簇算法相结合的快速组网。在由集控单元1和通信主机3组成的网络中，主要依据蚁群算法建立信息传递的最优路径。在子网络内部，主要依据分簇算法进行组网，当某一从节点2改变或更换时，则对这一子网络进行从新组网。

Claims (14)

1.一种应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，包括至少一个集控单元（1）和多个从节点（2），所述集控单元（1）的供电电源通过导电线路（21）采于主电路（31），所述从节点（2）的供电电源由所述集控单元（1）供给，所述集控单元（1）可接收多个所述从节点（2）的信息，通过缓冲处理后，可有线或无线地传递给通信主机（3），所述集控单元（1）与所述多个从节点（2）构成一个通信子网络，且二者之间采用HPLC的通信方式进行通信。

2.根据权利要求1所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，所述集控单元（1）和/或所述从节点（2）传输低压配电台区主电路的电量或非电量或参数设置等信息，并通过非主电路的一个通信子网络的电路进行载波通信，传输上述信息的部分或全部数据。

3.根据权利要求1所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，所述HPLC通信子网络中，所述集控单元（1）与所述从节点（2）之间采用HPLC进行通信的线路也是所述集控单元（1）向所述从节点（2）上的功能模块及电子器件供电的电源线路。

4.根据权利要求1所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，还包括总开关（4）和分支开关（5），所述集控单元（1）或/和所述从节点（2）可获取所述总开关（4）和/或所述分支开关（5）等主电路上的电气量、故障事件、状态量、接线端温度信息的部分或全部，所述集控单元（1）和/或从节点（2）的工作电源与所述总开关（4）和/或分支开关（5）的工作状态解耦。

5.根据权利要求4所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，所述从节点（2）可接收来自所述集控单元（1）的设置信息、控制信息，并传递给对应的所述总开关（4）和/或所述分支开关（5）。

6.根据权利要求1所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，所述集控单元（1）的上行信道与下行HPLC信道物理隔离，所述上行信道可以通过有线或无线的方式与通信主机（3）连接；当所述上行信道采取HPLC通信方式时，则连接到低压配电台区的电力线。

7.根据权利要求1所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，所述集控单元（1）具有中继功能。

8.根据权利要求1所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，所述从节点（2）与电力线隔离。

9.根据权利要求2所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，所述集控单元（1）可设置在箱变（6）内部、JP柜（7）内部、总开关（4）内部、或与所述总开关（4）侧挂中的至少一种位置。

10.根据权利要求4所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，所述从节点（2）设置在所述总开关（4）和/或所述分支开关（5）的内部或与所述总开关（4）和/或所述分支开关（5）侧挂。

11.根据权利要求2所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，在其应用层设置有拓扑识别功能，采用电流匹配算法还原典型低压台区拓扑结构，该拓扑结构与低压台区电力线的物理拓扑结构吻合。

12.根据权利要求2所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，在其应用层设置相位识别功能，采用电流相角匹配算法还原典型低压台区拓扑结构中相位关系。

13.根据权利要求1所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，可设置多个HPLC通信子网络，以及与HPLC通信子网络数量对等的集控单元（1），集控单元（1）分别对应各自安装所在典型应用的设置。

14.根据权利要求3所述的应用HPLC通信子网络的低压配电台区的通信网络，其特征在于，所述集控单元（1）接收各从节点的信息，并按对应开关设备分类进行非瞬时性保护和/或监控报警的计算，以及发出相应的控制指令和/或故障事件记录。

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