CN112684302B - 一种基于lc投切的低压台区归属关系识别***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于LC投切的低压台区归属关系识别***及方法，包括：信号发送部分和信号接收部分；所述信号发送部分包括：控制电路、强迫调制电路以及投切电路；本发明在电网负载侧馈入具有特征频率的电流信号，类似于用一定的频率去开关电器，与市面现有的产品不同，并没有向电网注入高频载波信号，不会对电网环境产生影响。

Description

一种基于LC投切的低压台区归属关系识别***及方法

技术领域

本发明属于低压台区供电维护技术领域，具体涉及一种基于LC投切的低压台区归属关系识别***及方法。

背景技术

近年来，随着国家电网公司对于线损治理的重视，台区的户变归属关系，清晰的台区网络拓扑关系变得尤为重要。由于现场接线错误，或者***档案错误，导致本台区的用户电表挂到其他台区的现象时有发生,这就是常说的“串台区”现象，最直接的影响就是降低台区抄表成功率，进而影响线损。

当前对于“串台区”进行治理主要通过以下三种方式：断电识别法、增大负荷监测法以及注入特殊信号检测法。其中断电识别法为将整个台区停电后判断个别户表的归属关系，此方法影响供电可靠性，也会给客户造成不好的用电体验；增大负荷监测法需要在用户处接入电焊机等大功率电器，通过多次开启与关闭大功率电器来观察电流表显示的电流变化来去确定归属关系，此方法准确率不高，并且可能损坏用户用电设备；公开号为CN110646690 A的对比文件中，提供一种基于特征电流信号的户变关系识别方法及***，能较好的识别台区归属关系，但该类设备体积大，功耗大，并伴随发热问题，有些设备瞬时电流高达几十安培，在发送信号时空开伴有声响，有些甚至引起用户跳闸，且市面上仪器类产品价格昂贵，不能广泛应用于治理“串台区”问题中。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于LC投切的低压台区归属关系识别***及方法，利用LC投切技术实现台区识别能准确识别台区拓扑关系，减少人工影响，并且不会对电网造成谐波干扰，保持电网信号的纯洁性。该技术方案相对容易实现，可以应用于各类测量仪器和检测设备中，价格适中，能广泛应用于治理“串台区”问题中。

第一方面，本发明提供一种基于LC投切的低压台区归属关系识别***，包括：信号发送部分和信号接收部分；

所述信号发送部分包括：控制电路、强迫调制电路以及投切电路；所述控制电路与强迫调制电路连接，所述强迫调制电路与所述投切电路连接；所述信号接收部分包括：信号接收电路、信号调理电路、信号处理电路、结果输出电路；所述信号接收电路与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路与所述信号处理电路连接，所述信号处理电路与所述结果输出电路连接。

进一步的，所述投切电路包括电感、电容、MOS管以及四个二极管构成的整流桥，市电输入所述电感,所述电感与电容串联,所述电容与整流桥的输入端连接,所述整流桥的输出端与MOS管的D极连接。

进一步的，所述MOS管为N沟道MOS管，所述MOS管的G极输入强迫调制信号。

第二方面，本发明提供一种基于LC投切的低压台区归属关系识别方法，包括：

控制电路使强迫调制电路产生的强迫调制信号；

强迫调制信号控制投切电路输出具有特征频率的投切信号；

在台区总节点处检测所述投切信号的有无来判断用户的台区归属关系。

进一步的，所述在台区总节点处检测所述投切信号的有无来判断用户的台区归属关系，包括：

检测识别电流信号，分析是否具有投切信号：

若是，则用户的台区归属关系正确；

若否，则判断检测时间是否超时，若不超时，则在检测周期内继续检测识别所述投切信号，若超时，则证明在整个检测周期内未检测到投切信号，用户的台区归属关系错误，用户不在该台区下。

进一步的，所述强迫调制信号控制投切电路输出具有特征频率的投切信号包括：

强迫调制信号控制投切电路中MOS管的开断，使电感、电容处于不停的充电放电状态；

投切电路利用LC谐振特性，在电网上产生具有特征频率的投切信号。

本发明的有益效果在于，

本发明提供的一种基于LC投切的低压台区归属关系识别***及方法，本发明以理清台区拓扑关系，解决“串台区”问题为目标，提出一种基于LC投切技术的台区识别方法。

（1）在电网负载侧馈入具有特征频率的电流信号，类似于用一定的频率去开关电器，与市面现有的产品不同，并没有向电网注入高频载波信号，不会对电网环境产生影响；

（2）实现原理相对简单，在实现台区识别的基础上能节约成本，便于集成化，可作为小部分模块应用于其他计量与采集设备中，应用面较广；

（3）运行稳定，功率低，不会有设备发热问题，不会引起用户跳闸，为台区区分、线损治理、相位识别、电缆拓扑分析等提供了良好的解决方案。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的电路结构示意图。

图2是本发明实施例台区归属判断方法示意性流程框图。

图3是本发明实施例的投切电路仿真示意图。

图4是本发明实施例仿真的投切信号波形图及频谱分析图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

第一方面，如图1所示本实施例提供一种基于LC投切的低压台区归属关系识别***，包括：信号发送部分和信号接收部分；所述信号发送部分包括：控制电路、强迫调制电路以及投切电路；所述控制电路与强迫调制电路连接，所述强迫调制电路与所述投切电路连接；所述信号接收部分包括：信号接收电路、信号调理电路、信号处理电路、结果输出电路；所述信号接收电路与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路与所述信号处理电路连接，所述信号处理电路与所述结果输出电路连接。

如图3所示，投切电路包括电感L1、电容C2、MOS管Q2以及四个二极管构成的整流桥，市电输入所述电感L1,所述电感L1与电容C2串联,电容C2与整流桥的输入端连接,整流桥的输出端与MOS管Q2的D极连接。220V市电（交流）经过电感L1和电容C2，输入到D1、D2、D3、D4构成的整流桥,其中整流桥的作用是将交流电压整流成只有正半轴电压或直流电压，整流桥输出接入到MOS管Q2的D级，MOS管Q2的栅极G接入强迫调制信号，强迫调制信号用于控制MOS管Q2的开断。当MOS管Q2导通时，电容C2充电，MOS管Q2断开时,电容C2放电，从而向电网馈入电流。

在本实施例中，所述MOS管Q2为N沟道MOS管，所述MOS管Q2的G极输入强迫调制信号。

本实施例主要由两部分构成，信号发送部分和信号接收部分，信号发送部分中通过控制电路控制产生具有特征频率的强迫调制信号，控制投切电路MOS管Q2的开断，使电感L1电容C2（LC）处于不停的充电放电状态，从而在电网中馈入具有特征频率的电流信号；在信号接收部分，电流信号经过信号接收电路和信号调理电路，经过ADC转换为数字信号，通过算法的运算和主芯片的控制，最终将结果输出电路，从而判定本台区的供电归属关系。

针对上述结构，本发明提供一种基于LC投切的低压台区归属关系识别方法，用于实现低台区户变归属关系的识别，具体步骤包括：

S1、信号发送，在电网上通过控制电路控制强迫调制电路产生具有特征频率的强迫调制信号；强迫调制信号控制投切电路中MOS管的开断，从而使电感L1、电容C2处于不停的充电放电状态；投切电路利用LC谐振特性，在电网上产生具有特征频率的投切信号；将所述具有特征频率的投切信号输入到信号接收部分；

S2、信号接收，如图2所示，在台区总节点处检测所述投切信号的有无来判断用户的台区归属关系；首先电流信号经过信号接收电路和信号调理电路，经过ADC转换为数字信号，通过算法的运算和主芯片的控制，检测识别电流信号，分析是否具有投切信号：

如果收到投切信号，则用户的台区归属关系正确，输出结果；

如果没有收到投切信号，则判断是否超时：如果未超时，则在检测周期内继续检测识别该投切信号；如果超时，则证明在整个检测周期内未检测到投切信号，用户的台区归属关系错误，用户不在该台区下，输出结果。

此外，对本实施例提供的基于LC投切的低压台区归属关系识别方法进行仿真验证，选定某一特征频率，选取一定规格的电感L1和电容C2，在仿真软件Multisim上做投切电路原理仿真，仿真电路原理图如图3。

在仿真软件Matlab上做投切电路原理仿真和频谱分析，得到如图4所示波形和频谱图，显示电流波形良好，信号区分度大，有一定的可识别度；进行傅里叶变换，根据时域乘积为频域卷积，得到频域上就是将特征信号左移和右移相同的频率，仿真结果与理论相契合，说明本方法切实可行。

本发明以LC（电感电容）投切技术为核心，利用LC谐振原理，将特征频率信号馈入到电网中进行低压台区户变归属关系的识别判断，原理简单实用。相比于现有技术，本发明有如下创新：

（1）功耗低、不发热、不会引起用户跳闸；

（2）信号区分度大、信号识别度强；

（3）成本低，做成单独产品体积小，便于携带与使用，并且可作为模块集成于其他产品中；

（4）本结构运行稳定、使用寿命长。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种基于LC投切的低压台区归属关系识别***，其特征在于，包括：信号发送部分和信号接收部分；所述信号发送部分包括：控制电路、强迫调制电路以及LC投切电路；所述控制电路与强迫调制电路连接，所述强迫调制电路与所述LC投切电路连接,所述LC投切电路接入市电；所述信号接收部分包括：信号接收电路、信号调理电路、信号处理电路、结果输出电路；所述信号接收电路与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路与所述信号处理电路连接，所述信号处理电路与所述结果输出电路连接；所述LC投切电路包括电感、电容、MOS管以及四个二极管构成的整流桥，市电输入所述电感,所述电感与电容串联,所述电容与整流桥的输入端连接,所述整流桥的输出端与MOS管的D极连接；所述MOS管为N沟道MOS管，所述MOS管的G极输入强迫调制信号。

2.一种基于LC投切的低压台区归属关系识别方法，基于权利要求1所述的***，其特征在于，包括：

控制电路令强迫调制电路产生强迫调制信号；

强迫调制信号控制LC投切电路输出具有特征频率的投切信号；

在台区总节点处检测所述投切信号的有无来判断用户的台区归属关系；

所述强迫调制信号控制LC投切电路输出具有特征频率的投切信号包括：

强迫调制信号控制LC投切电路中MOS管的开断，使电感、电容处于不停的充电放电状态；

LC投切电路利用LC谐振特性，在电网上产生具有特征频率的投切信号；

所述方法还包括：

在仿真软件进行投切信号形成的验证仿真，得到投切信号的波形和频谱图；

通过分析投切信号的在频域上的变化情况进行验证。

3.根据权利要求2所述的基于LC投切的低压台区归属关系识别方法，其特征在于，所述在台区总节点处检测所述投切信号的有无来判断用户的台区归属关系，包括：

检测识别电流信号，分析是否具有投切信号：

若是，则用户的台区归属关系正确；

若否，则判断检测时间是否超时：若否，则在检测周期内继续检测识别所述投切信号；若是，则证明在整个检测周期内未检测到投切信号，用户的台区归属关系错误，用户不在该台区下。

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