[发明专利]基于N线的信号注入拓扑识别装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于N线的信号注入拓扑识别装置及方法，包括：电源模块、MCU主控模块、与MCU主控模块连接的过零检测模块、HPLC模块、信号接收模块、信号注入模块以及485模块，该方案可以方便、快捷的接入到分支箱中，实现台区下分支箱和电能表的拓扑识别，方便故障点的排查、锁定，第一时间切断故障点电能供给，及时维修故障，确保电力正常、高效的供应，同时，也可有效的推进泛在电力物联网的快速发展。

技术领域

本发明涉及拓扑识别技术领域，尤其是涉及一种基于N线的信号注入拓扑识别装置及方法。

背景技术

2019年国家电网公司提出“三型两网、世界一流”的战略目标，“两网”是指：坚强智能电网、泛在电力物联网。泛在电力物联网围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。在全面感知挂网设备分布的过程中提出了很多新技术。如下专利提出了挂网设备拓扑识别技术。

中国发明专利CN109256856A，公开日2019年1月22日，基于电力线宽带载波(HPLC)实现的台区拓扑识别系统及方法，该专利采用系统由信号发送装置和信号接收终端组成，信号发送装置内置电力线宽带载波（HPLC）通信模块，安装在变压器根部；信号接收终端内置陷波器，阻断50Hz信号，通过特定频率信号，具有全网唯一的ID码，安装在分支箱和电表箱的进线或出线端。信号发送装置首先获得所有信号接收终端的ID码，发送信号，控制信号接收终端的状态，检测电流走向，根据电流走向，自动识别各分支箱和电表箱的父节点，从而得到整个台区的拓扑图。该专利提出了一种比较超前的拓扑识别技术，缺点在于：1）设计方法复杂，由于HPLC的带宽很宽，穿透能力强，很容易引起串扰，导致识别率大大降低；2）该方案通过给电力线注入特定频率的电流信号，通过多路开关进行切换。由于电力线为强电，在开关切换的过程中存在很大的冲击、浪涌，容易引起测量设备的损坏，存在安全隐患。3）设备现场接线繁琐，接线错误的概率很大，实施起来困难重重。

中国发明专利CN109873501A，公开日2019年6月11日，一种低压配电网拓扑自动识别方法，该专利利用用户侧表箱和分支箱的用电数据计算功率阶跃，利用聚类处理进行分支箱和用户侧表箱匹配，进而得出相对应的台区拓扑图。该方案的可以称为一种理想化的分析方法，该方案忽略了电网上的线损，计量设备自身的功率损耗等情况，所以计算出来的电能比对表很难形成一一对应的关系，从而难以得出实际的拓扑关系。

中国发明专利CN111262340A，公开日2020年6月9日，一种基于电力线载波N线电流监测的低压配网拓扑识别系统及方法，该专利的的拓扑识别装置是通过监听电力线N线上的载波信号完成分支拓扑识别的，是在现有的技术基础上，通过外加传感器、485通信电路和处理电路实现载波信号的监听、传输、处理任务，存在以下缺陷：1）集中器采用的是群发操作，每个表都能够收到指令，但只有ID对应的表才能识别集中器命令并返回应答帧，完成电能等数据的抄读；2）载波信号传感器进行信号监听的两步骤有缺陷，因为现阶段的载波信号都是电压信号，驮载在电力线上的，电表发出的回应信号在电力线上可以传播的范围能是无处不在的，所以电力线上的传感器都可以收到这样的信号，即无法起到准确识别的作用；3）对关键技术特征电流注入电路，未进行具体说明。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于N线的信号注入拓扑识别装置及方法，可准确定位位置信息，方便故障点的排查、锁定，确保电力正常、高效的供应。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于N线的信号注入拓扑识别装置， 包括：电源模块、MCU主控模块、与MCU主控模块连接的过零检测模块、HPLC模块、信号接收模块、信号注入模块以及485模块，所述的电源模块用来给各个模块提供电能，所述的过零检测模块用来监测市电过零点时刻，所述的HPLC模块完成信号的接收与发送，所述的信号注入模块用来发送拓扑识别特征电流信号，所述的信号接收模块用来接收特征电流信号，所述的485模块用来与同一分支箱内的电能表进行通信。