[發明專利]一種基于電容投切的拓撲信號發送電路及識別方法

有效

• 申請號: 202110453491.5
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113328516B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 王朝亮;李熊;陸春光;肖濤;葛玉磊;李亦龍;李宏碩;臧人霖
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司營銷服務中心;青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/18
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 許守金;張建青

1.一種基于電容投切的拓撲信號發送電路，其特征在于，

包括PWM信號模塊、高壓MOS管模塊、開關模塊、電容組模塊；

所述PWM信號模塊，用于產生PWM信號，作用于高壓MOS管模塊的柵極；

所述高壓MOS管模塊，用于控制電容組模塊產生交變電流信號；

所述開關模塊，用于控制電容組模塊接入電源線路；

所述電容組模塊，用于在電力網絡上形成電流信號；

當開關模塊閉合時，電容組模塊通過電源線路進行預充電；

所述PWM信號模塊生成PWM調制波形對高壓MOS管模塊的柵極進行驅動；

所述電容組模塊根據高壓MOS管模塊的通斷情況，并利用電容的容抗特性，按照設定頻率進行充電、放電，在電力網絡上形成一交變電流信號，即用于拓撲識別的特征電流信號；

所述電容組模塊包括電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6,其分別與火線相連接；

所述電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6的容值決定了特征電流的信號強度；

所述特征電流的信號強度計算公式如下：

I?=K*V/(2*Pi*F*C)

其中，K為全橋整流的平均值系數，V為電源電壓，F為電源頻率，?C為電容容值；

所述電容組模塊連接一全橋整流模塊；

所述全橋整流模塊，用于將電流整流成一個半波型的高壓直流電，其包括二極管VD1、二極管VD2、二極管VD3、二極管VD4。

2.如權利要求1所述的一種基于電容投切的拓撲信號發送電路，其特征在于，

所述全橋整流模塊連接一用于提供穩定電壓的驅動電壓模塊；

所述驅動電壓模塊包括電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9以及反向的二極管VD5、二極管VD6、二極管VD7、二極管VD8。

3.如權利要求2所述的一種基于電容投切的拓撲信號發送電路，其特征在于，

所述驅動電壓模塊連接一預充電模塊；

所述預充電模塊，用于控制電容組模塊預充電，其包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、MOS管VT1、電容C7；

當電容C7充滿電之后，MOS管VT1關斷，電容組模塊停止充電，以減輕電力線壓力。

4.如權利要求1-3任一所述的一種基于電容投切的拓撲信號發送電路，其特征在于，

所述高壓MOS管模塊設有MOS管VT2，用于接收PWM信號，以使得電容組模塊能根據高壓MOS管模塊的通斷情況，作用于電力網絡，并根據電容的容抗特性，在電力線上形成特殊的電流信號。

5.一種基于電容投切的拓撲信號識別方法，其特征在于，

應用如權利要求1-4任一所述的一種基于電容投切的拓撲信號發送電路，

其包括以下步驟：

第一步，電容組模塊通過開關模塊接入火線；

第二步，PWM信號的PWM調制波形作用于高壓MOS管模塊的柵極；

第三步，高壓MOS管模塊根據其柵極電壓變化的規律，控制電容組模塊不斷地充電、放電；

第四步，充電、放電信號在電力網絡上形成一個按照設定頻率發生變化的交變電流信號，用作拓撲識別的特征電流信號；

第五步，特征電流信號經過電力網絡，傳輸到上一級接收端，接收端識別到特征電流信號后，確認發送端與接收端的從屬關系；

第六步，通過每個層級的從屬關系確定整個臺區的拓撲關系。

6.如權利要求5所述的一種基于電容投切的拓撲信號識別方法，其特征在于，

PWM信號的開關頻率為f?Hz，每個投切周期中開關通t微秒斷t微秒，占空比為1/2；

對特征電流信號進行編碼，以T毫秒為一個碼位，開關周期性通斷T毫秒表示碼位1，開關持續性斷開T毫秒表示碼位0，特征電流信號碼元固定為[1?1?1?1?1?0?0?1]；

拓撲信號發送電路產生相應特征電流信號，并根據下發的時間標定時進行特征電流信號發送；特征電流信號經過電力網絡，傳輸到上一級接收端，接收端對電流信號進行實時采樣識別，并存儲識別記錄；最后根據識別記錄，結合搜表機制，梳理拓撲結構，得到臺區拓撲關系。

7.如權利要求6所述的一種基于電容投切的拓撲信號識別方法，其特征在于，

接收端利用傅里葉變換對線路電流進行識別，傅里葉變換識別公式如下所示

其中，分別表示頻點處諧波的實部、虛部和模值，為當前相位，為一個滑動周期的采用點數，為表示起始采樣點，表示采樣點序號，表示采樣時間間隔，為電流采樣值。