[發明專利]一種配電網拓撲關系的自動識別系統及方法

有效

• 申請號: 202010941813.6
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112072654B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 黃文思;陸鑫;陳婧;薛迎衛;林超;葉強鑌;胡從眾;張建永
• 申請（專利權）人: 國網信通億力科技有限責任公司;國網信息通信產業集團有限公司;國網江蘇省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J13/00
• 代理公司: 溫州聯贏知識產權代理事務所(普通合伙) 33361
• 代理人: 慈程麟

1.一種配電網拓撲關系的自動識別系統，其特征是，包括感知層、數據層及應用層，感知層布署自動采集終端進行實時監控，預警風險，發布設備運行數據至數據層，數據層對數據進行清理、轉換后，發布到應用層，應用層接收數據成果后，展示相關拓撲關系圖；

所述的自動采集終端包括站線關系識別設備、線變關系識別設備、臺戶關系識別設備和分支關系識別設備；

臺戶關系識別設備包括智能電表、集中器和智能配變終端；

智能電表，內置臺區識別接收單元和高速載波模塊，與所述集中器連接，臺區識別接收單元對電力線上信號進行采集，接受由集中器發送的控制指令，對采集的信號進行解調及處理生成識別信號，高速載波模塊用于與集中器通信校對，進行臺區識別；

集中器，集中器內設有臺區識別發送單元、三相電壓監測模塊、RS-485接口模塊，RS-485接口模塊用于連接臺區總表，采集臺區總表數據，所述臺區識別發送單元用于編制控制指令，加載在電力線上進行發送，臺區識別發送單元用于集中器通過電力線進行通信；

智能配變終端，智能配變終端內置有并發抄表模塊和結構化動態表單模塊，用于各個集中器的數據進行并發抄表到主站，結構化動態表單模塊用于數據碎片融合，生成臺區拓撲關系表，進而生成臺戶關系拓撲；

所述線變關系識別設備包括設置在中壓線路出口表的中壓載波通信主機和安裝于中壓線路變壓器的中壓載波通信從機，中壓載波通信主機加裝耦合器與當前線路上所有中壓載波通信從機形成一個局域網絡，中壓載波通信主機讀取中壓載波通信從機中變壓器總編號，中壓載波通信主機通過無線網絡或局域網絡實時與主站保持檔案信息同步，在主站內GIS系統上實時展現線變關系拓撲圖；

所述站線關系識別設備包括安裝于變電站的變電站監測終端，變電站監測終端用于變電站設備的在線監測，變電站監測終端將檢測數據傳輸到主站上，配合中壓載波通信主機的數據，在GIS系統上實時展現站線關系拓撲圖；

所述分支關系識別設備包括開閉所監測終端、環網柜監測終端、分支箱監測終端和表箱監測終端，均設有臺區識別發送單元；

表箱監測終端，安裝于表箱，表箱監測終端內置臺區識別芯片、高速載波芯片及計量芯片，監測各表箱的電壓、電流、功率、功率因數和表箱開關狀態；通過RS485線采集表箱內各電表信息、監測電表用電情況，實時將分合閘事件、用電異常情況進行上報；

分支箱監測終端，安裝于分支箱各出線開關，分支箱監測終端內置臺區識別芯片、高速載波芯片及計量芯片，監測各分支開關的電壓、電流、功率、功率因數和監測開關狀態，分支箱監測終端實時上報分合閘事件并轉送表箱監測終端的上報信息；

所述環網柜監測終端，用于檢測環網柜狀態并實時上報，同時轉送分支箱監測終端上報信息；

開閉所監測終端，用于監測開閉所的開關狀態，同時接收環網柜監測終端數據并上報至集中器，集中器內還設有高速載波CCO模塊，高速載波CCO模塊用于采集各電表、分支箱終端、表箱終端的數據，并實現分層分級線損分析計算及“變-分支-表箱-戶表”的拓樸自動繪制，生成分支關系拓撲，傳輸給智能配變終端。

2.根據權利要求1所述的一種配電網拓撲關系的自動識別系統，其特征是：所述臺區識別發送單元內設有控制指令編碼模塊和載波工頻模塊，控制指令編碼模塊用于編碼臺區信息和控制指令，所述載波工頻模塊用于在電壓過零點正負30ms加載畸變信號，信號幅度在10A以內，發送臺區信息和控制指令，所述臺區識別接收單元內設有解碼模塊和載波工頻模塊，載波工頻模塊也用于接收集中器發送的編碼信息，解碼模塊對編碼信息做解碼存儲，實現臺區識別。

3.一種應用于權利要求1或2所述的配電網拓撲關系的自動識別系統中的自動識別方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟1，智能配變終端和集中器組成低壓配網監測終端，低壓配網監測終端通過臺區識別發送單元發出拓撲識別指令，臺區識別發送單元在電壓過零點正負30ms加載畸變信號，信號幅度在10A以內，進行拓撲識別信號發送；

步驟2，開閉所監測終端、環網柜監測終端、分支箱監測終端和表箱監測終端組成分支監測單元，分支監測單元、分支箱、表箱、智能電表組成低壓配網監測末端，低壓配網監測末端通過內置臺區識別接收單元接受臺區識別發送單元發出拓撲識別指令信號，智能電表HPLC模塊、分支監測單元上臺區識別發送單元接收集中器發送的編碼信息，并做解碼存儲，然后使用高速載波芯片通過HPLC鏈路進行雙向驗證，實現臺區的臺戶拓撲關系識別；

步驟3，分支監測單元在電壓過零點發送工頻電流畸變信號，該電流畸變信號沿供電環路進行傳輸，同時進行高速模擬采樣實時監測電壓過零點畸變電流，并將分支、分相上畸變電流信息解碼并存儲；

步驟4，智能配變終端對分支監測單元進行并發抄表，通過結構化動態表單模塊生成臺區拓撲關系表，上傳到主站上的GIS系統，進而生成臺區的電力線路拓撲關系圖，實現分支關系識別；

步驟5，通過中壓線路上的中壓載波通信主機讀取中壓載波通信從機中變壓器總編號，中壓載波通信主機通過無線網絡或局域網絡實時與主站保持檔案信息同步，在主站內GIS系統上實時展現線變關系拓撲圖；

步驟6，變電站監測終端將檢測數據傳輸到主站上，配合中壓載波通信主機的數據，在GIS系統上實時展現站線關系拓撲圖。