[发明专利]低压配电台区物理拓扑识别方法以及高速电力线载波芯片

说明书

本发明公开了一种低压配电台区物理拓扑识别方法以及高速电力线载波芯片。其中，低压配电台区包括中央协调器CCO、代理协调器PCO和站点STA，方法包括：CCO广播所有节点的相位信息，并根据相位信息进行点到邻居的时延测量，得到各相位下CCO到其子节点的距离参数；所有存在子节点的PCO根据相位信息和时间测量指令进行点到邻居的时延测量，得到各相位下所有存在子节点的PCO到其子节点的距离参数，并将距离参数逐级上报给CCO，其中，时间测量指令由存在子节点的PCO的父节点PCO或CCO下发；CCO根据节点间的逻辑拓扑和各相位下节点间的距离参数，得到低压配电台区的物理拓扑。该方法，可以简单高效地获取物理拓扑。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种低压配电台区物理拓扑识别方法以及高速电力线载波芯片。

背景技术

在电力系统中，台区是指变压器的供电范围或区域，典型的低压配电网用户信息采集拓扑如图1所示。

随着电力用户的迅速增加和智能电表技术的发展，配电网络管理自动化、智能化的程度越来越高。其中，配电网络的拓扑结构是实现各种管理功能的基础。在配电网络运营工作中，新建智能变电站及其改扩建和维护检修，都会导致台区拓扑结构改变，此时一般采取人工摸查或依赖初装时录入的拓扑资料更新拓扑结构，工作量大，重复性高。并且，人工录入时也有可能出错或线路变化导致更新不及时，从而使更新的拓扑结构和主站不一致。为此，相关技术中提出了如下方案：

方案一：利用电力线载波通信进行拓扑识别。该方案中，设计了一种信号发生装置和信号接收终端，分别安装在分支箱和电表箱的进线或出线端，用于自动拓扑识别。信号接收终端具有全网唯一的ID号,内置陷波器可阻断50Hz信号，并可通过特定频率信号。信号发生装置通过电力线载波通信获取所有信号接收终端的ID号，然后发送信号让信号接收终端检测电流走向，根据电流走向判断各分支箱和电表箱的父节点，从而得到整个台区的拓扑结构。

然而，该方案要求陷波器既要针对50Hz的信号电阻非常大，又要对通过的特定频率的信号电阻非常小，设计困难。并且，特定频率的选择跟现场电磁干扰环境非常相关，当特定频率的干扰很大时，会对电流流向造成误判。同时，各个台区的信号发生装置会相互串扰，虽然增加了信号消弱电路，但同样会消弱信号发生装置到信号接收终端的电流信号。另外，该方案拓扑结构的测量时间点跟变压器的负荷有关，当变压器负荷较大时并不能进行拓扑识别。

方案二：基于通信节点间信噪比信息结合相别信息生成测量拓扑关系。该方案根据相邻通信节点间的信噪比最大，通过判断信噪比大小得到低压配电台区的物理拓扑关系，完成互变对应关系识别。该方案在复杂电磁的干扰环境，信噪比低的情况下，会造成误判，因为低信噪比有可能是周围强电磁干扰导致的。因此，无法解决强电磁干扰情况下信噪比极低的误判问题。

方案三：基于时延测量的拓扑关系。该方案对测量的时延信息进行聚类分析，添加成簇，并根据拟合方程的结果，生成拓扑结构。该方案采用统计学分析方法，需要时延测量数据的训练集和测试集，其模型的准确度是基于训练集和测试集的，因此需要大量的、准确的实际测量数据，难度较大。并且，测量数据需在拓扑识别过程中才能产生，因此在提供大量的实测真实数据集的同时，就已经完成了拓扑的测量。而且不同台区现场环境不一样，当测试数据集迁移到其他台区时，对聚类分析的准确度也不能保证。

并且，上述方案都需要专用测量设备，对于已经布站完成或需要更新拓扑结构的台区，专用测量设备的安装人力、物力和时间成本都非常大，集成度不高且不灵活。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种低压配电台区物理拓扑识别方法，以简单高效地获取低压配电台区的物理拓扑。

本发明的第二个目的在于提出一种高速电力线载波芯片。