[发明专利]一种采用三相智能户用感知装置的拓扑识别系统及方法

权利要求书

1.一种采用三相智能户用感知装置的拓扑识别系统，其特征在于，包括

头端设备，安装在变压器次级处；

中段设备，安装在内置断路器的分支箱处；

末端设备，采用三相智能户用感知装置，安装在内置用户三相电表的电表箱处，三相智能户用感知装置分别获取三相输电线路上拓扑识别信号；

头端设备、中段设备和末端设备通过电力线路依次连接；其内均设置有检测和发送采用2DPSK调制的识别电流信号的拓扑识别模块；

系统采用的一种采用三相智能户用感知装置的拓扑识别方法，包括以下步骤：

S1：获取拓扑识别系统中各设备的设备地址和设备类型；

S2：所有中段设备和末端设备与头端设备进行时间同步；

S3：头端设备点名末端设备或中段设备，同一时间段分别通过输电线路的三相向不同设备下达发送拓扑识别信号命令，并分别记录下达命令的时间戳、应答时间戳以及对应的相位；中段设备实时检测拓扑识别信号，记录检测到拓扑识别信号的时间戳以及对应的相位；

S4：头端设备根据三相输电线路上不同相位检测到的拓扑识别信号的时间戳与下达发送拓扑识别命令的时间戳对比，并根据头端设备以及各中段设备检测到的拓扑识别命令，形成配电台区拓扑；

S5：通过三相输电线路不同相位上头端设备下达命令的时间戳、各末端设备或中段设备应答的时间戳以及各中段设备检测到拓扑识别信号的时间戳的先后顺序，验证配电台区拓扑；

所述的步骤S4包括以下步骤：

S401：头端设备分别读取各相输电线路所有中段设备成功检测到拓扑识别信号的时间戳，与下达命令的时间戳对比，获得应答该命令的末端设备或中段设备对应的设备地址集合IP；

S402：头端设备根据每个末端设备对应的设备地址集合IP中包含的中段设备的设备地址，判断末端设备所属的中段设备和头端设备；

S403：头端设备根据中段设备对应的设备地址集合IP判断进一步判断各中段设备所属的上级中段设备或头端设备；

S404：以各末端设备对应的设备地址集合IP为全集，对集合中的各中段设备对应的设备地址集合IP求补集，若求得的补集中仅有一个元素，则该设备地址集合IP对应的中段设备为该末端设备的上级；

S405：以该中段设备的设备地址集合IP为全集，对集合中的各中段设备对应的设备地址集合IP求补集，若求得的补集中仅有一个元素，则该设备地址集合IP对应的中段设备为上级；

S406：重复步骤S405，直至最终的中段设备对应的设备地址集合IP中的元素仅为自身与头端设备；根据获得的上下级顺序，确定台区拓扑中的一条支路；

S407：重复步骤S404~S406，直至确定所有末端设备对应的支路；融合各支路，确定最终的配电台区拓扑。

2.根据权利要求1所述的一种采用三相智能户用感知装置的拓扑识别系统，其特征在于，所述的三相智能户用感知装置包括：

三相破皮取电模块，获取输电线路任意一相上的电能，为三相智能户用感知装置整机供电；

电压/电流感知模块，包括若干电压/电流互感器和采样电阻，采样电阻对电压/电流互感器输出的三相输电线路上的电压/电流信号分别进行采样；

三相测量模块，获取通过采样电阻采样的电压/电流信号，进行电表侧三相电压、电流、功率、电能量的计量；

主控模块，接收三相测量模块的计量信息；应答头端设备下达的命令，并记录应答的时间戳，控制三相智能户用感知装置的拓扑识别模块向其中一相发送拓扑识别信号，并记录相位。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用三相智能户用感知装置的拓扑识别系统，其特征在于，所述的三相智能户用感知装置的主控模块连接有：

微功率无线模块，为采用GFSK调制方式的收发一体的模块，工作频率范围为471MHz~486MHz；

HPLC模块，采用OFDM调制方式，载波频率范围为0.7MHz~12MHz；

电源模块，将三相破皮取电模块从三相输电线路任意一相上获取的交流电转换为三相智能户用感知装置内部所需的直流电；电源模块包括超级电容和断电检测单元，超级电容用于断电检测单元检测到装置断电时为装置供电。