CN116154765A - 电力拓扑关系的识别方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电力拓扑关系的识别方法、装置、计算机设备及存储介质，该方法包括：依次向各个子设备下发用电特征产生命令；收集用电特征产生命令下发后各个子设备的实时用电特征信息；根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备及关联设备之间的隶属关系；以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径；从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径；根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。本申请可以快速梳理台区户变关系，效率高且准确性高。

Description

电力拓扑关系的识别方法、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本申请涉及电力通信技术领域，尤其涉及一种电力拓扑关系的识别方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

当前传统模式下的电力行业，户变关系的准确性在业务营销运行中十分重要。但是如果用户信息的不稳定变化、表计因故障更换、台区更新升级改造等，都会造成户变关系经常发生变化。当户变关系发生变化后，导致了“线不对户”等问题，外加目前缺乏统一性的台区关系校验手段，使得***建立的户变关系数据准确性不足。而户变关系的不准确，会造成台区及分相线损分析的数据误差大，使得业务拓展的新增负荷安排不合理，影响负载均衡等又一系列的问题，还会降低远程费控和远程充值的成功率。种种问题直接影响了电力业务的开展实施和拓展应用。

传统的户变关系识别方法主要是依靠人工寻线和停电识别，往往需要一定经验的技术人员到达现场进行巡线核对，这种方法即费时又费力，导致执行效率低的问题，且作用范围受到限制，仅适用于架空线路。而停电识别需要造成用户测短时停电，虽识别效果好，但是影响了居民用户用电。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种电力拓扑关系的识别方法、装置、计算机设备及存储介质，可以解决现有技术中通过人工寻线和停电识别户变关系准确性不足、效率低和影响用户正常用电的技术问题。

为实现上述目的，本申请第一方面提供一种电力拓扑关系的识别方法，应用于目标台区所管辖的根设备，该方法包括：

依次向各个子设备下发用电特征产生命令；

收集用电特征产生命令下发后，各个子设备的实时用电特征信息；

根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系，其中，关联设备包括根设备以及其他子设备中的部分；

以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的潜在隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径；

从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径；

根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。

为实现上述目的，本申请第二方面提供一种电力拓扑关系的识别装置，该装置包括：

命令下发模块，用于依次向各个子设备下发用电特征产生命令；

信息收集模块，用于收集用电特征产生命令下发后，各个子设备的实时用电特征信息；

隶属关系确定模块，用于根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系，其中，关联设备包括根设备以及其他子设备中的部分；

路径搜索模块，用于以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的潜在隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径；

拓扑路径确定模块，用于从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径；

拓扑图构建模块，用于根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。

为实现上述目的，本申请第三方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：

依次向各个子设备下发用电特征产生命令；

收集用电特征产生命令下发后，各个子设备的实时用电特征信息；

根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系，其中，关联设备包括根设备以及其他子设备中的部分；

以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的潜在隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径；

从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径；

根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。

为实现上述目的，本申请第四方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：

依次向各个子设备下发用电特征产生命令；

收集用电特征产生命令下发后，各个子设备的实时用电特征信息；

根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系，其中，关联设备包括根设备以及其他子设备中的部分；

以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的潜在隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径；

从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径；

根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。

采用本申请实施例，具有如下有益效果：

本申请通过收集实时用电特征信息，基于数据分析技术实现台区的电力拓扑关系识别，即实现台区“变-线-户”拓扑关系的识别。不需要人工寻线和停电识别，降低了人力成本，省时省力，在不影响用户用电的前提下解决了台区户变关系梳理难、效率低、更新慢、三相负荷不平衡等问题，快速准确的梳理台区的户变关系，且能及时发现台区户变关系的变化，及时更新台区的户变关系，方便技术人员可视化检测，降低营销业务的实施和拓展成本。另外，通过自动化构建台区的电力拓扑关系准确性高，排除人为误差，电力拓扑关系的准确性即户变关系数据的准确，可以提高负载均衡，保证台区及相线损分析准确，使得业务端的负荷安排合理，可大力提高电力***的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

其中：

图1为本申请实施例中电力拓扑关系的识别方法的应用环境图；

图2为本申请实施例中电力拓扑关系的识别方法的流程图；

图3为本申请实施例中电力拓扑图的效果图；

图4为本申请实施例中路径搜索的示意图；

图5为本申请实施例中电力拓扑关系的识别装置的结构框图；

图6为本申请实施例中计算机设备的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为一个实施例中电力拓扑关系的识别方法的应用环境图。参照图1，该电力拓扑关系的识别方法应用于台区的根设备10。该台区包括可以电力通信的根设备10、若干子设备20(子设备1、子设备2...子设备n)，根设备10可以与主站30进行通信。

在一个实施例中，提供了一种电力拓扑关系的识别方法。如图2所示，本实施例以应用于目标台区所管辖的根设备为例举例说明。该电力拓扑关系的识别方法具体包括如下步骤：

S100：依次向各个子设备下发用电特征产生命令。

具体地，目标台区包括一个根设备和多个子设备。子设备为根设备所管辖的设备，子设备之间也具有层级关系和管辖关系。

根据设备地址，根设备可以按照一定的顺序依次向各个子设备下发用电特征产生命令。根设备管辖有多少个子设备，就会下发多少个不同的用电特征产生命令。

根设备可以是目标台区的智能终端，子设备可以包括目标台区的智能量测开关和智能电表。

根设备可以根据智能电表的设备地址通过抄表报文向智能电表发送用电特征产生命令。

另外，根设备可以先向智能电表下发用电特征产生命令后，再向智能量测开关下发用电特征产生命令。

用电特征产生命令中携带目标子设备的设备地址和命令内容。

其中，每个子设备均具有接收命令或数据以及发送数据的功能。

且各个子设备的用电特征产生命令是在不同时刻下发的。

S200：收集用电特征产生命令下发后，各个子设备的实时用电特征信息。

具体地，目标子设备接收到用电特征产生命令后利用其所包含的电阻投切装置在电网中产生用电特征信号例如特征电流信号，并将特征电流信号反馈到电力线。

一般整个低压台区只有一个供电源(即低压台区变压器)，因此，产生并发送特征电流信号的节点的所有上层节点都能检测到该特征电流信号，而该节点的下层节点以及其他分支的节点就无法检测特征电流信号。基于此原理，该目标子设备的上级子设备必然也会通过电力线监测到该用电特征信号。上级子设备具有识别特征电流信号的功能，上级子设备检测特征电流信号，进行相应的解调处理，最终将电力线上的特征电流信号解码获取数据信息，上级子设备可记录存储检测到特征电流信号的相关信息，包括检测到特征电流信号的识别时间，还可以包括特征电流信号所属相位、电流大小和信号噪声等不局限于此。

基于此原理，每个用电特征产生命令下发后其所指示的目标子设备会产生用电特征信号，位于该目标子设备上级的关联设备均会检测到用电特征信号。由此，在用电特征产生命令的作用下，目标子设备和关联设备均会生成各自的实时用电特征信息。

由于根设备会向每个子设备下发一个用电特征产生命令，因此，每个子设备均会向根设备上传对应的实时用电特征信息，且每个子设备上传的实时用电特征信息的数量与其在整个拓扑结构中的所处位置(即所包含的上级节点和上级节点的数量)相关。或者，还可以由根设备主动去子设备中拉取子设备生成并存储的实时用电特征信息。

S300：根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系，其中，关联设备包括根设备以及其他子设备中的部分。

具体地，台区内需要参与组网的下辖设备都具有读取检测和产生用电特征例如特征电流的能力。同一个用电特征产生命令会使其所指示的目标子设备产生用电特征信号，与目标子设备关联的关联设备也会检测到目标子设备产生的用电特征信号。因此，同一个用电特征产生命令下响应的设备包括至少一个子设备。

根据所有子设备的实时用电特征信息可以确定同一个用电特征产生命令下响应的子设备有哪些，并根据这些实时用电特征信息确定目标子设备、关联设备之间的隶属关系。

S400：以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的潜在隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径。

具体地，根据隶属关系，可以通过逐个遍历的方式确定根设备到任意一个子设备的所有路径。根据隶属关系，根设备到任意一个子设备的路径包括至少一条。这些路径中有些路径可能有重叠部分，路径的长度不一定相同，路径中所包含的子设备不完全相同。

S500：从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径。

具体地，在实际中根设备到子设备的拓扑路径只有一条，且这条拓扑路径包括了根设备到子设备之间所有必须经过的其他子设备，这些必经的其他子设备都是该子设备的上级设备。由此通过最长路径原则，可以从根设备到同一个字设备的所有路径中确定最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径。

S600：根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。

具体地，根设备到所有子设备的拓扑路径中有些拓扑路径具有重叠部分，因此，通过合并可以将重叠路径中较短的拓扑路径剔除，只保留重叠路径中最长的拓扑路径，然后以根设备作为根节点，根据所有最长重叠路径可以得到目标台区的电力拓扑关系。

另外，根设备生成的电力拓扑关系可以以表格、二叉树等不局限于此的形式存储，主站可以主动去根设备拉取电力拓扑关系，也可以由根设备向主站上传其生成的电力拓扑关系。

主站在获取到电力拓扑关系后，根据电力拓扑关系通过绘制渲染等手段生成电力拓扑图。电力拓扑图可以展示并呈现出来，便于用户查看。

图3为本申请实施例中电力拓扑图的效果图；参考图3，终端下面直接管辖有量测开关1和量测开关2；量测开关1直接管辖量测开关3和量测开关4，量测开关2管辖量测开关5；量测开关3管辖量测开关6和电表2，量测开关4管辖电表3、量测开关7和电表5，量测开关5管辖电表6、量测开关8和电表9；量测开关6管辖电表1，量测开关7管辖电表4，量测开关8管辖电表7和电表8。

本实施例通过收集实时用电特征信息，基于数据分析技术实现台区的电力拓扑关系识别，即实现台区“变-线-户”拓扑关系的识别。不需要人工寻线和停电识别，降低了人力成本，省时省力，在不影响用户用电的前提下解决了台区户变关系梳理难、效率低、更新慢、三相负荷不平衡等问题，快速准确的梳理台区的户变关系，且能及时发现台区户变关系的变化，及时更新台区的户变关系，方便技术人员可视化检测，降低营销业务的实施和拓展成本。另外，通过自动化构建台区的电力拓扑关系准确性高，排除人为误差，电力拓扑关系的准确性即户变关系数据的准确，可以提高负载均衡，保证台区及相线损分析准确，使得业务端的负荷安排合理，可大力提高电力***的效率。

在一个实施例中，若为目标子设备，则实时用电特征信息包括利用本地电阻投切装置在电网中产生特征电流信号的投切发生时刻；

若为根设备或其他子设备，则实时用电特征信息包括检测到电力线上的特征电流信号时的识别时刻；

在步骤S100之后，该方法还包括：记录每个用电特征产生命令的下发时刻；

S300具体包括：

根据用电特征产生命令的下发时刻、目标子设备的投切发生时刻、特征电流信号的识别时刻，确定在用电特征产生命令下响应的目标子设备及关联设备，根据响应的目标子设备的投切结束时刻以及关联设备对特征电流信号的识别时刻的先后，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备与关联设备之间的隶属关系。

具体地，本实施例的用电特征信号为特征电流信号。根设备根据目标子设备的设备地址向目标子设备下发用电特征产生命令，同时，根设备还会记录该用电特征产生命令的下发时刻。

如果根设备为智慧终端，目标子设备为智能电表，则智慧终端根据目标智能电表的电表地址通过抄表报文向目标智能电表发送用电特征产生命令。

目标子设备具有接收处理命令或指令的功能，还具有发送数据的功能。目标子设备在接收到该用电特征产生命令后，利用自身的电阻投切装置在电网中产生特征电流信号，并在本地记录投切发生时刻，当然还可以记录投切结束时刻和生成的特征电流信号的相关信息。根据投切发生时刻生成实时用电特征信息，并将实时用电特征信息传送给根设备。

同时，如果目标子设备具有上级设备，则其上级设备即关联设备也能通过电力线检测到该特征电流信号。关联设备检测到该特征电流信号后会记录检测到该特征电流信号的识别时刻，当然还可以记录检测到的特征电流信号的相位识别结果。根据识别时刻生成实时用电特征信息，并传给根设备。

例如，智能电表所在表箱的量测开关、表箱所在的分支开关、智慧终端对电力线上的目标特征电流信号进行检测。若在设定时间内成功检测到目标特征电流信号，则将识别时刻保存在设备本地，并上传给根设备。根设备再下发透传下一只智能电表发送特征电流。

根设备是在不同时刻依次向每个子设备下发用电特征产生命令，同一个命令下目标子设备响应命令先产生特征电流信号，其他关联设备依次检测到特征电流信号，因此在延时的存在下，同一个命令下投切开始时刻、特征电流信号的识别时刻不同，但是接近，且在时间差在一个范围内。例如，12分0秒时刻目标子设备投切开始，其关联设备依次在12分5秒时刻、12分10秒时刻、12分14秒时刻、12分20秒时刻检测到特征电流信号。这些时刻的时间差在预设范围内，因此，判定这些时刻对应的子设备为目标子设备的关联设备。预设范围内可以根据实际应用场景设置，例如，在30s内、在1分钟内、5分钟内等不局限于此，具体与相邻两个用电特征产生命令的下发时间间隔有关。因此根据用电特征产生命令的下发时刻、目标子设备的投切开始时刻、以及其他子设备对特征电流信号的识别时刻可以判断在同一个用电特征产生命令下响应的目标子设备及其关联设备有哪些。再根据关联设备对特征电流信号识别的先后顺序可以确定在同一个用电特征产生命令下响应的目标子设备与关联设备之间的隶属关系。这种隶属关系不一定是真实的隶属关系，只是一种可能潜在的隶属关系。

此外，本实施例所指的隶属关系为可能存在的隶属关系，并不代表设备之间真实的隶属关系；本实施例的关联设备并不直接响应下发给目标子设备的用电特征产生命令，而是目标子设备产生的特征电流信号被关联设备检测到，使得关联设备间接成为响应设备。

根设备可以将潜在隶属关系存储为一个潜在隶属关系表。潜在隶属关系表中存储有子设备之间的父子关系。例如如以下表1所示：

表1

父成员	子成员
		终端	电表1
量测开关3	电表1
		终端	量测开关1
量测开关1	量测开关3
		量测开关3	量测开关6
终端	量测开关3
		终端	量测开关6
量测开关6	电表1
		量测开关1	电表1
量测开关1	量测开关6
		…	…

图4为本申请实施例中路径搜索的示意图；参考图4，根据根设备和子设备之间的潜在隶属关系(即父子关系)，从终端开始遍历终端到表1的所有路径，得到4条路径，分别为：

路径1：终端-电表1

路径2：终端-量测开关6-电表1

路径3：终端-量测开关3-量测开关6-电表1

路径4：终端-量测开关1-量测开关3-量测开关6-电表1

根据最长路径原则，从路径1-路径4中选择最长路径4作为终端到电表1的拓扑路径。

本实施例通过收集用电特征产生命令的下发时刻、目标子设备的投切结束时刻、其他子设备对特征电流信号的识别时刻和相位识别结果可以确定同一个用电特征产生命令下响应的目标子设备及关联设备，以及目标子设备及关联设备之间的可能存在的隶属关系。对于挖掘根设备与子设备之间的真正隶属关系具有重要意义。

在一个实施例中，步骤S100具体包括：

接收到主站下发的台区设备成员表后，若接收到主站下发的用电特征产生指令，则生成命令下发任务，通过任务调度的方式间断性地执行所述命令下发任务，以在不同时刻向不同用电特征产生指令所指示的目标子设备下发对应的用电特征产生命令。

具体地，在台区设置台账的基础上，主站会根据设备地址识别目标台区所包含的设备，这些设备中包括一个根设备和多个子设备。

主站会根据设备所属台区的识别结果生成台区设备成员表，该台区设备成员表中记录有所属目标台区的唯一标识、每个设备成员的设备地址等信息。

主站会将该台区设备成员表下发给目标台区的根设备。主站启动户变关系识别流程后会向根设备透传下发用电特征产生指令。

根设备接收到主站下发的台区设备成员表后开始发起组网，监听到所有子设备入网后，进行任务的调度和执行。

主站在启动户变关系识别流程后，会向根设备下发用电特征产生指令。根设备根据用电特征产生指令和各个子设备的设备地址，生产出用于向不同子设备下发不同用电特征产生命令的命令下发任务。该命令下发任务是通过任务调度的方式在不同时刻间断性地执行的，命令下发任务每执行一次下发一个用电特征产生命令，因此可以保证在不同时刻向不同子设备下发不同用电特征产生命令。另外，命令下发任务在不执行的时候需要挂起。

每个用电特征产生命令下发后，相应的目标子设备和关联设备都会需要一定的响应时间，为了避免时间上混乱造成难以区分目标子设备及其关联设备，可以合理设置相邻两个用电特征产生命令下发的时间间隔，即设置命令下发任务每次调度的时间间隔。

另外，目前绝大多数功能实现算法是在主站完成，而云计算也存在一定的缺点例如安全保护不足，网络延迟和中断。本申请通过智能终端进行边缘计算处理、实现拓扑识别，速度优势明显，相比于云计算，不同台区的数据处理在对应的终端，安全性可靠。

另外，主站可以先下发电表的用电特征产生指令，下发完成后再下发各级表箱开关(量测开关)的用电特征产生指令。

在一个实施例中，通过任务调度的方式间断性地执行所述命令下发任务，以在不同时刻向不同用电特征产生指令所指示的目标子设备下发对应的用电特征产生命令，包括：

判断当前是否处于空闲时间段；

若当前不处于空闲时间段，则将所述命令下发任务挂起，等待空闲时间段的到来；

若当前处于空闲时间段，则执行所述命令下发任务，向所述命令下发任务所指示的当前目标子设备下发用电特征产生命令；

若所述命令下发任务在当前所对应的用电特征产生命令下发成功且间隔第一预设时长后仍然处于空闲时间段，则继续执行所述命令下发任务，向所述命令下发任务所指示的下一目标子设备下发用电特征产生命令；

若在第二预设时长内、所述命令下发任务在当前所对应的用电特征产生命令多次下发均失败，则将所述命令下发任务挂起，等待下一空闲时间段的到来。

具体地，根设备进行任务的调度和执行后，由于根设备需要处理的事件繁重而又复杂，例如在日冻结、月冻结零点等时刻需要处理的事件较多，因此本实施例设计在其空闲时执行命令下发任务。命令下发任务用于向不同的目标子设备下发用电特征产生命令。

如果当前时刻不处于空闲时间段，则根设备会将命令下发任务挂起，等待空闲时刻的到来。

如果当前时刻处于空闲时间段，则根设备会执行命令下发任务，以向当前目标子设备下发对应的用电特征产生命令。

如果通过命令下发任务成功向当前目标子设备下发用电特征产生命令，且经过第一预设时长根设备仍然处于空闲时间段，那么根设备可以继续执行命令下发任务以向下一个目标子设备下发用电特征产生命令。第一预设时长可以根据实际情况设置，本申请对此不作限制。即，命令下发任务存在执行周期，每经历一个执行周期执行一次命令下发任务。在执行周期到来时刻如果不处于空闲状态，则将命令下发任务挂起，等待空闲时间的到来。

例如，在空闲时间段内，每间隔一分钟执行一次命令下发任务以向一个目标子设备下发用电特征产生命令，当下一个任务周期(其他***任务的周期)到来时则暂停执行命令下发任务等待下一个空闲时间段，避免了终端因为任务繁忙导致崩溃死机的情况。

如果命令下发任务在当前的用电特征产生命令下发成功后不再处于空闲时间段，则将命令下发任务挂起，等待下一空闲时间段的到来。

另外，如果当前处于空闲状态，则会执行命令下发任务，但是如果多次尝试执行命令下发任务均失败，则尝试时长经历第二预设时长后将命令下发任务挂起，等待下一空闲时间段的到来。

在一个实施例中，在步骤S100之前，该方法还包括：接收主站下发目标台区的台区设备成员表；

在S600之后，该方法还包括：

根据台区设备成员表对电力拓扑关系中的根设备以及子设备进行匹配校验。

具体地，台区设备成员表中记录了目标台区所包含的根设备以及子设备的信息，在目标台区的电力拓扑关系构建完成后，可以根据台区设备成员表来检验电力拓扑关系中是否完整或出现不存在的设备成员等错误，在出现匹配校验失败时，可以向主站上报错误信息。错误信息包括多余的设备成员的信息和/或缺失的设备成员的信息等数据。

在一个实施例中，在向主站上报错误信息之后，该方法还包括：

若接收到主站补发的用电特征产生指令，则向未下发指令的子设备补发相应的用电特征产生命令；

收集用电特征产生命令补发后，各个子设备的实时用电特征信息；

根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的隶属关系；

以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径；

从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径；

根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。

具体地，主站在接收到根设备上报的错误信息后，分析自身是否完成针对每个子设备的用电特征产生指令的下发，若未完成，则向根设备补发相应的用电特征产生指令。

根设备如果接收到主站补发的用电特征产生指令，则向未下发指令的子设备补发相应的用电特征产生命令。并收集用电特征产生命令补发后，各个子设备的实时用电特征信息。

根设备需要重新根据所有用电特征产生命令下发后收集到的实时用电特征信息构建电力拓扑关系。因此，根设备要重新执行步骤S300-S600。这样可以完善更正电力拓扑关系。

在一个实施例中，在匹配校验之后，该方法还包括：

若匹配校验失败，则校验自身是否已成功向所有子设备下发用电特征产生命令；

若未成功向所有子设备下发用电特征产生命令，则向未接收到用电特征产生命令的子设备补发对应的用电特征产生命令；

收集用电特征产生命令补发后，各个子设备的实时用电特征信息；

根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的隶属关系；

以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径；

从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径；

根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。

具体地，匹配校验失败，根设备会校验自身是否完成对所有子设备下发用电特征产生命令，以及用电特征产生命令是否下发成功。

如果检验出存在未成功下发的用电特征产生命令，则向未接收到用电特征产生命令的子设备补发相应的用电特征产生命令。并收集用电特征产生命令补发后，各个子设备的实时用电特征信息。

根设备需要重新根据所有用电特征产生命令下发后收集到的实时用电特征信息构建电力拓扑关系。因此，根设备要重新执行步骤S300-S600。这样可以完善更正电力拓扑关系。

在一个实施例中，台区设备成员表是主站通过台账识别方式对目标台区所管辖的设备成员进行识别，构建台区设备成员表，并下发给目标台区的根设备的。台区设备成员表即目标台区的台区设备档案；其中，台区子设备成员表用于指示目标台区与管辖的设备成员的对应关系；设备成员可以包括智能终端、量测开关和智能电表等不局限于此。

在一个具体实施例中，台区设备成员表如以下表2所示：

表2

表1中的台区设备成员表存储有目标台区的台区序号即唯一标识，智能终端即根设备的表地址，还存储有量测开关例如量测开关1、量测开关2及量测开关3的表地址，还存储有智能电表例如智能电表1、智能电表2、智能电表3和智能电表4的表地址。

当然，现实应用场景中台区所管辖的设备可能不仅仅包括智能终端、量测开关和智能电表，本申请对此不作限制。

另外，本申请根设备、子设备之间可以通过HPLC技术(高速电力线通信技术)实现电力线通信。HPLC技术是一种高速电力线通信技术，面向电力抄表的宽带高速电力线通信工作频率范围包含2.4MHz～5.6MHz、2MHz～12MHz、0.7MHz～3MHz、1.7MHz～3MHz，具有相对较宽的带宽，能够提供数百kbps至几Mbps的数据传输速率，且电力线在高频段的噪声相对较弱，相对于窄带电力线通信，通信可靠性和稳定性显著提升。

本申请采用特征电流信号解码和HPLC进行数据传递和上报实现台区的电力拓扑识别。采用终端下发指令调度算法，提高下发指令的准确性和效率。根据用电特征信息分析设备父子关系，构建设备拓扑关系库。根据父子关系生成最长路径算法，确认拓扑图的每个分支并最终生成一个完整拓扑。采用拓扑校验的方式进一步确认台区设备拓扑识别的准确性。

本申请可提高拓扑识别的快速性和准确性，避免了终端执行任务过重出现异常的情况，新增智能终端数据库拓扑识别的最长路径算法，相比于传统主站通过特征电流信号解码方式，缩短了拓扑识别的时间。主站与终端数据库的检索比较，也确保了电力拓扑关系的准确性。

在一个实施例中，在步骤S100之前，该方法还包括：

向各个子设备广播校时命令，使根设备自身和所管辖的子设备进行时钟同步。

具体地，终端(根设备)向电表、断路器、量测开关等识别设备(子设备)进行广播校时操作，采用标准的DL/T 698.45协议和DL/T 645协议定义的广播校时报文格式。

电能表、量测开关等子设备的通信模块侦听应用层广播校时报文同步自身时钟，以实现根设备与子设备之间的时钟同步。

同步时钟可以使得各个子设备、根设备之间时间同步，便于准确的判断设备之间的潜在隶属关系。

另外，主站与集中器、能源控制器等终端设备也可以采用标准的DL/T 698.45协议进行校时操作。

在一个实施例中，本申请还提供了一种电力拓扑关系的识别装置，应用于目标台区所管辖的根设备，参考图5，该装置包括：

命令下发模块100，用于依次向各个子设备下发用电特征产生命令；

信息收集模块200，用于收集用电特征产生命令下发后，各个子设备的实时用电特征信息；

隶属关系确定模块300，用于根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的隶属关系，其中，关联设备包括根设备以及其他子设备中的部分；

路径搜索模块400，用于以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径；

拓扑路径确定模块500，用于从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径；

拓扑图构建模块600，用于根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。

图6示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是终端，也可以是服务器。如图6所示，该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作***，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现上述方法实施例中的各个步骤。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行上述方法实施例中的各个步骤。本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：依次向各个子设备下发用电特征产生命令；

收集用电特征产生命令下发后，各个子设备的实时用电特征信息；

根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系，其中，关联设备包括根设备以及其他子设备中的部分；

以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的潜在隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径；

从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径；

根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。

在一个实施例中，提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：

依次向各个子设备下发用电特征产生命令；

收集用电特征产生命令下发后，各个子设备的实时用电特征信息；

根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系，其中，关联设备包括根设备以及其他子设备中的部分；

以根设备为根节点，根据各个子设备所对应的潜在隶属关系通过遍历获取根设备到各个子设备的路径；

从根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为根设备到子设备的拓扑路径；

根据根设备到每个子设备的拓扑路径生成目标台区的电力拓扑关系。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电力拓扑关系的识别方法，应用于目标台区所管辖的根设备，其特征在于，所述方法包括：

依次向各个子设备下发用电特征产生命令；

收集所述用电特征产生命令下发后，各个子设备的实时用电特征信息；

根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定所述用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系，其中，所述关联设备包括根设备以及其他子设备中的部分；

以所述根设备为根节点，根据各个子设备所对应的潜在隶属关系通过遍历获取所述根设备到各个子设备的路径；

从所述根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为所述根设备到所述子设备的拓扑路径；

根据所述根设备到每个子设备的拓扑路径生成所述目标台区的电力拓扑关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若为目标子设备，则所述实时用电特征信息包括利用本地电阻投切装置在电网中产生特征电流信号的投切发生时刻；

若为根设备或其他子设备，则所述实时用电特征信息包括检测到电力线上的特征电流信号时的识别时刻；

在所述依次向各个子设备下发用电特征产生命令之后，所述方法还包括：记录每个所述用电特征产生命令的下发时刻；

所述根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定所述用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系，包括：

根据用电特征产生命令的下发时刻、目标子设备的投切发生时刻、特征电流信号的识别时刻，确定在所述用电特征产生命令下响应的目标子设备及关联设备，根据响应的目标子设备的投切发生时刻以及关联设备对特征电流信号的识别时刻的先后，确定所述用电特征产生命令所指示的目标子设备与关联设备之间的潜在隶属关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次向各个子设备下发用电特征产生命令，包括：

接收到主站下发的台区设备成员表后，若接收到主站下发的用电特征产生指令，则生成命令下发任务，通过任务调度的方式间断性地执行所述命令下发任务，以在不同时刻向不同用电特征产生指令所指示的目标子设备下发对应的用电特征产生命令。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过任务调度的方式间断性地执行所述命令下发任务，以在不同时刻向不同用电特征产生指令所指示的目标子设备下发对应的用电特征产生命令，包括：

判断当前是否处于空闲时间段；

若当前不处于空闲时间段，则将所述命令下发任务挂起，等待空闲时间段的到来；

若当前处于空闲时间段，则执行所述命令下发任务，向所述命令下发任务所指示的当前目标子设备下发用电特征产生命令；

若所述命令下发任务在当前所对应的用电特征产生命令下发成功且间隔第一预设时长后仍然处于空闲时间段，则继续执行所述命令下发任务，向所述命令下发任务所指示的下一目标子设备下发用电特征产生命令；

若在第二预设时长内、所述命令下发任务在当前所对应的用电特征产生命令多次下发均失败，则将所述命令下发任务挂起，等待下一空闲时间段的到来。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述依次向各个子设备下发用电特征产生命令之前，所述方法还包括：接收主站下发的目标台区的台区设备成员表；

在所述根据所述根设备到每个子设备的拓扑路径生成所述目标台区的电力拓扑关系之后，所述方法还包括：

根据所述台区设备成员表对所述电力拓扑关系中的根设备以及子设备进行匹配校验。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在匹配校验之后，所述方法还包括：

若匹配校验失败，则校验自身是否已成功向所有子设备下发用电特征产生命令；

若未成功向所有子设备下发用电特征产生命令，则向未接收到用电特征产生命令的子设备补发对应的用电特征产生命令；

收集用电特征产生命令补发后，各个子设备的实时用电特征信息；

根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定所述用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系；

以所述根设备为根节点，根据各个子设备所对应的潜在隶属关系通过遍历获取所述根设备到各个子设备的路径；

从所述根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为所述根设备到所述子设备的拓扑路径；

根据所述根设备到每个子设备的拓扑路径生成所述目标台区的电力拓扑关系。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述依次向各个子设备下发用电特征产生命令之前，所述方法还包括：

向各个子设备广播校时命令，使根设备与所管辖的子设备进行时钟同步。

8.一种电力拓扑关系的识别装置，应用于目标台区所管辖的根设备，其特征在于，所述装置包括：

命令下发模块，用于依次向各个子设备下发用电特征产生命令；

信息收集模块，用于收集所述用电特征产生命令下发后，各个子设备的实时用电特征信息；

潜在隶属关系确定模块，用于根据同一个用电特征产生命令下子设备的实时用电特征信息，确定所述用电特征产生命令所指示的目标子设备以及关联设备之间的潜在隶属关系，其中，所述关联设备包括根设备以及其他子设备中的部分；

路径搜索模块，用于以所述根设备为根节点，根据各个子设备所对应的潜在隶属关系通过遍历获取所述根设备到各个子设备的路径；

拓扑路径确定模块，用于从所述根设备到同一个子设备的所有路径中选择最长路径作为所述根设备到所述子设备的拓扑路径；

拓扑图构建模块，用于根据所述根设备到每个子设备的拓扑路径生成所述目标台区的电力拓扑关系。

9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

Images