CN113517688B - 一种低压台区拓扑识别方法及计算机介质 - Google Patents

一种低压台区拓扑识别方法及计算机介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低压台区拓扑识别方法及计算机介质，属于低压台区拓扑识别技术领域。本发明的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，对台区进行拓扑结构梳理，主站通过下发开启拓扑识别指令至相应能源控制器公变；相应能源控制器公变收到开启拓扑识别指令后，能源控制器公变对待识别设备进行拓扑识别，并将拓扑结果按照协议格式回复给主站；主站通过梳理绘制出台区拓扑结构图。本发明利用特征微电流信号投切技术进行拓扑识别，能够在不对现场线路进行改造及人工不进行干涉的情况下，通过能源控制器公变对台区拓扑结构进行准确的梳理，能够有效解决目前拓扑识别效率低，不准确等问题。

Description

一种低压台区拓扑识别方法及计算机介质
技术领域
本发明涉及一种低压台区拓扑识别方法及计算机介质，属于低压台区拓扑识别技术领域。
背景技术
台区内拓扑结构清晰是实现低压台区智能化治理的前提，但目前所存台区往往存在户变关系不清晰的情况，若要人工前去排查需要耗费大量的人力物力，且常存在人为原因或地理原因出现无法梳理或梳理结果错误现象，且当拓扑结构变更时不能及时进行记录和变更，效率低下。
目前现存基于能源控制公变的拓扑梳理方法，主要有基于485总线的拓扑方法或基于以太网网络的拓扑方法，以上方法需要对现场线路进行大量布置，且随着线路的不断延长，由于信号不断衰减，往往不能准确的实现拓扑结果梳理，存在分支误识别或漏识别现象，且当存在台区串扰情况下，准确率更低。
进一步，中国专利（CN110932396A）公开了一种基于脉冲特征电流信号的低压配电网拓扑识别***，在低压进线开关层安装有一个总线电流集中控制器；在低压出线开关层安装有多个支路电流检测器，在分支线开关层安装有多个支路电流检测器，在计量箱用户开关层安装有多个支路电流检测器，在用户最末端安装脉冲特征电流发生器；在不改变原有线路的基础上，通过在总开关处安装总线电流集中控制器，各支路与配电网用户末端分别安装支路电流检测器与脉冲特征电流发生器的方式，获得低压配电网拓扑结构，并能够实时在线监测配电网拓扑结构的变化，实现对低压网拓扑结构的实时监测与上报，有利于提高供电可靠性与电网运维管理水平。
但上述方案没有公开具体的拓扑识别方法，导致低压台区的拓扑识别不能实现，无法对台区拓扑结构进行准确的梳理，不能有效解决目前拓扑识别效率低，不准确等问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用特征微电流信号投切技术进行拓扑识别：主站下发开启拓扑识别指令至相应能源控制器公变；相应能源控制器公变收到开启拓扑识别指令后，控制待识别设备按照指令规定的时间发送特征微电流信号；进而能源控制器公变对待识别设备进行拓扑识别，并将拓扑结果按照协议格式回复给主站；主站通过梳理绘制出台区拓扑结构图；通过能源控制器公变对台区拓扑结构进行准确的梳理，能够有效解决目前拓扑识别效率低，不准确等问题的低压台区拓扑识别方法及计算机介质。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，对台区进行拓扑结构梳理，主站通过下发开启拓扑识别指令至相应能源控制器公变；相应能源控制器公变收到开启拓扑识别指令后，能源控制器公变对待识别设备进行拓扑识别，并将拓扑结果按照协议格式回复给主站；主站通过梳理绘制出台区拓扑结构图；
其包括以下步骤：
第一步，通过主站下发开启拓扑识别指令；
第二步，能源控制器公变接收到主站开启拓扑识别指令后，启动拓扑模块；
拓扑模块对待识别设备的档案进行查询管理，
第三步，能源控制器公变根据第二步中的待识别设备档案，向待识别设备下发发送特征微电流信号指令；
第四步，待识别设备按照指令规定的时间发送特征微电流信号；
第五步，能源控制器公变根据收到的特征微电流信号以及时间戳进行台区拓扑结构梳理。
本发明经过不断探索以及试验，利用特征微电流信号投切技术进行拓扑识别：主站下发开启拓扑识别指令至相应能源控制器公变；相应能源控制器公变收到开启拓扑识别指令后，控制待识别设备按照指令规定的时间发送特征微电流信号；进而能源控制器公变对待识别设备进行拓扑识别，并将拓扑结果按照协议格式回复给主站；主站通过梳理绘制出台区拓扑结构图。
进而，本发明能够在不对现场线路进行改造及人工不进行干涉的情况下，通过能源控制器公变对台区拓扑结构进行准确的梳理，能够有效解决目前拓扑识别效率低，不准确等问题。
作为优选技术措施：
所述第一步中，所述开启拓扑识别指令包括拓扑结构梳理开始时间T及特征电流发送时间间隔X。
作为优选技术措施：
第二步，所述待识别设备的档案查询管理，具体包括以下步骤：
步骤1，拓扑模块向数据中心模块订阅所在台区内所有的档案信息，包括设备识别号、设备类型信息及端口类型信息。
步骤2，拓扑模块将台区内所有档案信息进行整理，将端口类型为载波的设备筛选出，进行拓扑结构梳理；
步骤3，拓扑模块向所在台区所有设备下发广播校时命令，使各设备之间时钟误差在5秒之内。
作为优选技术措施：
所述第三步中，所述发送特征微电流信号指令的下发，包括以下内容：
能源控制器公变开始按照接收到的拓扑结构梳理开始时间T及特征电流发送时间间隔X，结合第二步中筛选出的待识别设备档案依次为每个待识别设备设定特征微电流信号发送时间t1，并计算结束时间t2；然后将设备识别号及设定时间t1，结束时间t2进行一一对应，记录在能源控制器公变内存中；
所述t2=t1+X。
作为优选技术措施：
第五步中，所述台区拓扑结构的梳理，具体包括以下步骤：
步骤1，能源控制器公变等待所有待识别设备特征微电流信号发送完成；
步骤2，能源控制器公变依据设备类型区分是否为待识别设备，依次向待识别设备下发读取特征电流识别记录指令；
步骤3，待识别设备收到读取特征电流识别记录指令后，回复相关信息包括自身设备识别号，识别到特征微电流信号的时间戳t。
步骤4，能源控制器公变将回复的设备识别号，识别到特征微电流信号的时间戳及识别到的特征微电流信号的信号强度保存在内存空间中；
步骤5，能源控制器公变将识别到的特征微电流信号时间t与设定的特征微电流信号发送开始时间t1及结束时间t2进行对比，当所识别到的特征微电流信号时间t在特征微电流信号发送开始时间t1及特征微电流信号发送结束时间t2之间，则此信号则为与特征微电流信号发送开始时间及特征微电流信号发送结束时间所对应的设备发出的，即回复此数据信息的待识别设备识别到了发送特征微电流信号的设备，说明发送特征微电流信号的设备搭载在此待识别设备下；
步骤6，能源控制器公变遍历读取待识别设备下特征电流识别记录后，将所得结果进行整理汇总。
作为优选技术措施：
对结果进行整理汇总的原则为：
（1）删除自身识别信号；（2）计算每个设备被其他设备识别到的数量，如果为0，则判断为拓扑失败设备；如果被识别到的数量为1，则此设备父节点为能源控制器公变，此设备将被设置为一级设备；如果被识别到的数量大于1，则依据级别采取自上而下梳理相邻层级拓扑关系，遍历所有设备，直至拓扑结构梳理完成。
作为优选技术措施：
还包括；第六步，判读是否需要对识别失败的设备再次进行拓扑结构梳理
如果需要进行第七步，如果不需要则进行第八步；
所述第七步，能源控制器公变向识别失败的设备下发立即发送特征微电流信号指令；
所述第八步，结束。
作为优选技术措施：
所述第七步，立即发送特征微电流信号指令的下发，具体包括以下步骤：
步骤1：能源控制器公变统计拓扑识别失败设备准备进行下一轮次针对失败设备的拓扑识别；
若没有失败设备，或不需要进行下一轮次拓扑识别，则台区拓扑识别功能执行完毕；
若需要进行下一轮拓扑识别，则开始执行设备特征微电流信号立即发送模式识别；
步骤2：能源控制器公变每隔一个间隔周期X向一个失败设备下发立即发送特征微电流信号指令，直至遍历所有失败设备，并将下发立即发送特征微电流信号指令时的时间t1及结束时间t2与失败设备识别号进行一一对应，记录在能源控制器公变内存中；
步骤3：失败设备接收到立即发送特征微电流信号指令后，立即发送特征微电流信号。
作为优选技术措施：
所述待识别设备包括低压分支监测单元、智能断路器；
能源控制器公变、低压分支监测单元、智能断路器以及电表均具有唯一的设备识别号，同一类设备具有相同的设备类型号，不同类设备间设备识别号互不相同，且能源控制器公变、低压分支监测单元、智能断路器均具有内存空间，以实现数据存储功能，并可进行读写操作。
作为优选技术措施：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明经过不断探索以及试验，利用特征微电流信号投切技术进行拓扑识别：主站下发开启拓扑识别指令至相应能源控制器公变；相应能源控制器公变收到开启拓扑识别指令后，控制待识别设备按照指令规定的时间发送特征微电流信号；进而能源控制器公变对待识别设备进行拓扑识别，并将拓扑结果按照协议格式回复给主站；主站通过梳理绘制出台区拓扑结构图。
进而，本发明能够在不对现场线路进行改造及人工不进行干涉的情况下，通过能源控制器公变对台区拓扑结构进行准确的梳理，能够有效解决目前拓扑识别效率低，不准确等问题。
附图说明
图1为本发明低压台区拓扑识别方法的流程图；
图2为本发明低压台区拓扑结构示意图。
附图标记说明：
其中1为能源控制器公变ZD，2为待识别设备LTU1，3为待识别设备LTU2，4为待识别设备LTU3，5为电表M1，6为电表M2，7为电表M3，8为电表M4，其中除电表M4端口类型为485端口外，其它均为载波端口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，对台区进行拓扑结构梳理，主站通过下发开启拓扑识别指令至相应能源控制器公变；相应能源控制器公变收到开启拓扑识别指令后，能源控制器公变对待识别设备进行拓扑识别，并将拓扑结果按照协议格式回复给主站；主站通过梳理绘制出台区拓扑结构图；
其包括以下步骤：
第一步，通过主站下发开启拓扑识别指令；
第二步，能源控制器公变接收到主站开启拓扑识别指令后，启动拓扑模块；
拓扑模块对待识别设备的档案进行查询管理，
第三步，能源控制器公变根据第二步中的待识别设备档案，向待识别设备下发发送特征微电流信号指令；
第四步，待识别设备按照指令规定的时间发送特征微电流信号；
第五步，能源控制器公变根据收到的特征微电流信号以及时间戳进行台区拓扑结构梳理。
本发明经过不断探索以及试验，利用特征微电流信号投切技术进行拓扑识别：主站下发开启拓扑识别指令至相应能源控制器公变；相应能源控制器公变收到开启拓扑识别指令后，控制待识别设备按照指令规定的时间发送特征微电流信号；进而能源控制器公变对待识别设备进行拓扑识别，并将拓扑结果按照协议格式回复给主站；主站通过梳理绘制出台区拓扑结构图。
进而，本发明能够在不对现场线路进行改造及人工不进行干涉的情况下，通过能源控制器公变对台区拓扑结构进行准确的梳理，能够有效解决目前拓扑识别效率低，不准确等问题。
如图1-2所示，本发明拓扑识别方法的一种最优实施例：
一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，具体包括如下步骤：
步骤1，操作人员通过主站下发开启拓扑识别指令，指令信息包括拓扑结构梳理开始时间T及特征电流发送时间间隔X；假定设置梳理开始时间为0:00:00，时间间隔40s；
步骤2，能源控制器公变接收到主站开启拓扑识别指令，拓扑模块启动，开始准备执行特征电流定时发送模式下低压台区拓扑结构梳理。
步骤3，拓扑模块向数据中心模块订阅所在台区内所有的档案信息，包括设备识别号、设备类型信息及端口类型信息。
步骤4，拓扑模块将台区内所有档案信息进行整理，将端口类型为载波的设备筛选出，进行拓扑结构梳理；筛选结果为本台区需要进行拓扑识别的设备除能源控制公变本身外共有6个设备，其中待识别设备3个，电表3个。
步骤5，拓扑模块向所在台区所有设备下发广播校时命令，使各设备之间时钟误差在5秒之内；
步骤6，能源控制器公变开始按照接收到的拓扑结构梳理开始时间T及特征电流发送时间间隔X，结合步骤4筛选出台区档案依次为每个需要设备设定特征电流信号发送时间t1，并计算结束时间t2（t2=t1+X）,然后将设备识别号及设定时间，结束时间t2进行一一对应，记录在能源控制器公变内存中。设置各设备发送特征电流时间如下表所示：
步骤7，低压台区内各设备接收到设定时间后，依次按照所设时间进行特征电流信号发送；
步骤8，能源控制器公变等待所有设备特征电流信号发送完成；
步骤9，能源控制器公变依据设备类型区分是否为待识别设备，依次向待识别设备下发读取特征电流识别记录指令；
步骤10，待识别设备收到读取特征电流识别记录指令后，回复相关信息包括自身设备识别号，识别到特征电流信号的时间戳t。
步骤11，能源控制器公变将回复的设备识别号，识别到特征电流信号的时间戳及识别到的特征电流信号的信号强度保存在内存空间中；
步骤12，能源控制器公变将识别到的特征电流信号时间t与设定的特征电流信号发送开始时间t1及结束时间t2进行对比，当所识别到的特征电流信号时间t在特征电流信号发送开始时间t1及特征电流信号发送结束时间t2之间，则此信号则为与特征电流信号发送开始时间及特征电流信号发送结束时间所对应的设备发出的，即回复此数据信息的待识别设备识别到了发送特征电流信号的设备，说明发送特征电流信号的设备搭载在此待识别设备下；如读取待识别设备LTU3识别记录时，得到时间t, 0:03:40<t<0:04:20,则说明t时识别的信号为电表M3发出的，说明M3挂在LTU3下，以此类推。
步骤13，能源控制器遍历读取待识别设备下特征电流识别记录后，将所得结果进行整理汇总，原则为（1）删除自身识别信号；（2）计算每个设备被其他设备识别到的数量，如果为0，则判断为拓扑失败设备；如果被识别到的数量为1，则此设备父节点为能源控制器公变，此设备将被设置为一级设备；如果被识别到的数量大于1，则依据级别采取自上而下梳理相邻层级拓扑关系，遍历所有设备，直至拓扑结构梳理完成。
步骤14：能源控制器公变统计拓扑识别失败设备准备进行下一轮次针对失败设备的拓扑识别。若没有失败设备，或不需要进行下一轮次拓扑识别，则台区拓扑识别功能执行完毕。若需要进行下一轮拓扑识别，则开始执行设备特征电流信号立即发送模式识别。
步骤15：能源控制器公变每隔一个间隔周期X向一个失败设备下发立即发送特征电流信号指令，直至遍历所有失败设备，并将下发立即发送特征电流信号指令时的时间t1及结束时间t2与失败设备识别号进行一一对应，记录在能源控制器公变内存中；
步骤16：失败设备接收到立即发送特征电流信号指令后，立即发送特征电流信号；
步骤17：重复步骤8至步骤14。
应用本发明方法的一种计算机介质实施例：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（***）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，
对台区进行拓扑结构梳理，主站通过下发开启拓扑识别指令至相应能源控制器公变；相应能源控制器公变收到开启拓扑识别指令后，能源控制器公变对待识别设备进行拓扑识别，并将拓扑结果按照协议格式回复给主站；主站通过梳理绘制出台区拓扑结构图；
其包括以下步骤：
第一步，通过主站下发开启拓扑识别指令；
第二步，能源控制器公变接收到主站开启拓扑识别指令后，启动拓扑模块；
拓扑模块对待识别设备的档案进行查询管理，
第三步，能源控制器公变根据第二步中的待识别设备档案，向待识别设备下发发送特征微电流信号指令；
第四步，待识别设备按照指令规定的时间发送特征微电流信号；
第五步，能源控制器公变根据收到的特征微电流信号以及时间戳进行台区拓扑结构梳理；
台区拓扑结构的梳理，具体包括以下步骤：
步骤1，能源控制器公变等待所有待识别设备特征微电流信号发送完成；
步骤2，能源控制器公变依据设备类型区分是否为待识别设备，依次向待识别设备下发读取特征电流识别记录指令；
步骤3，待识别设备收到读取特征电流识别记录指令后，回复相关信息包括自身设备识别号，识别到特征微电流信号的时间戳t；
步骤4，能源控制器公变将回复的设备识别号，识别到特征微电流信号的时间戳及识别到的特征微电流信号的信号强度保存在内存空间中；
步骤5，能源控制器公变将识别到的特征微电流信号时间t与设定的特征微电流信号发送开始时间t1及结束时间t2进行对比，当所识别到的特征微电流信号时间t在特征微电流信号发送开始时间t1及特征微电流信号发送结束时间t2之间，则此信号则为与特征微电流信号发送开始时间及特征微电流信号发送结束时间所对应的设备发出的，即回复此数据信息的待识别设备识别到了发送特征微电流信号的设备，说明发送特征微电流信号的设备搭载在此待识别设备下；
步骤6，能源控制器公变遍历读取待识别设备下特征电流识别记录后，将所得结果进行整理汇总。
2.如权利要求1所述的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，
所述第一步中，所述开启拓扑识别指令包括拓扑结构梳理开始时间T及特征电流发送时间间隔X。
3.如权利要求2所述的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，
第二步，所述待识别设备的档案查询管理，具体包括以下步骤：
步骤1，拓扑模块向数据中心模块订阅所在台区内所有的档案信息，包括设备识别号、设备类型信息及端口类型信息；
步骤2，拓扑模块将台区内所有档案信息进行整理，将端口类型为载波的设备筛选出，进行拓扑结构梳理；
步骤3，拓扑模块向所在台区所有设备下发广播校时命令，使各设备之间时钟误差在5秒之内。
4.如权利要求3所述的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，
所述第三步中，所述发送特征微电流信号指令的下发，包括以下内容：
能源控制器公变开始按照接收到的拓扑结构梳理开始时间T及特征电流发送时间间隔X，结合第二步中筛选出的待识别设备档案依次为每个待识别设备设定特征微电流信号发送时间t1，并计算结束时间t2；然后将设备识别号及设定时间t1，结束时间t2进行一一对应，记录在能源控制器公变内存中；
所述t2=t1+X。
5.如权利要求1所述的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，
对结果进行整理汇总的原则为：
（1）删除自身识别信号；（2）计算每个设备被其他设备识别到的数量，如果为0，则判断为拓扑失败设备；如果被识别到的数量为1，则此设备父节点为能源控制器公变，此设备将被设置为一级设备；如果被识别到的数量大于1，则依据级别采取自上而下梳理相邻层级拓扑关系，遍历所有设备，直至拓扑结构梳理完成。
6.如权利要求1-5任一所述的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，
还包括；第六步，判读是否需要对识别失败的设备再次进行拓扑结构梳理
如果需要进行第七步，如果不需要则进行第八步；
所述第七步，能源控制器公变向识别失败的设备下发立即发送特征微电流信号指令；
所述第八步，结束。
7.如权利要求6所述的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，
所述第七步，立即发送特征微电流信号指令的下发，具体包括以下步骤：
步骤1：能源控制器公变统计拓扑识别失败设备准备进行下一轮次针对失败设备的拓扑识别；
若没有失败设备，或不需要进行下一轮次拓扑识别，则台区拓扑识别功能执行完毕；
若需要进行下一轮拓扑识别，则开始执行设备特征微电流信号立即发送模式识别；
步骤2：能源控制器公变每隔一个间隔周期X向一个失败设备下发立即发送特征微电流信号指令，直至遍历所有失败设备，并将下发立即发送特征微电流信号指令时的时间t1及结束时间t2与失败设备识别号进行一一对应，记录在能源控制器公变内存中；
步骤3：失败设备接收到立即发送特征微电流信号指令后，立即发送特征微电流信号。
8.如权利要求7所述的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，
所述待识别设备包括能源控制器公变、低压分支监测单元、智能断路器；
能源控制器公变、低压分支监测单元、智能断路器以及电表均具有唯一的设备识别号，同一类设备具有相同的设备类型号，不同类设备间设备识别号互不相同，且能源控制器公变、低压分支监测单元、智能断路器均具有内存空间，以实现数据存储功能，并可进行读写操作。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，
其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一所述的一种基于能源控制器公变的低压台区拓扑识别方法。
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