低压配电台区物理拓扑识别方法、装置、系统、终端及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低压配电台区物理拓扑识别方法、装置、系统、终端及介质，所述方法包括：向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令，以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息；接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息；对电流数据信息进行谐波分解，构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵；对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理；根据规范化处理后的负荷特征谐波电流，计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度，生成节点时空关联度矩阵；根据节点时空关联度矩阵中的元素，确定各节点之间的连接关系；根据各节点之间的连接关系，生成低压配网物理拓扑图。本发明专利技术既提高了识别的效率，也节省了运行的成本。

【技术实现步骤摘要】
低压配电台区物理拓扑识别方法、装置、系统、终端及介质
本专利技术涉及一种低压配电台区物理拓扑识别方法、装置、系统、终端及介质，属于台区拓扑识别领域。
技术介绍
随着现代电网的建设和技术的革新，配电网络的基础设施经历了更新换代的过程，传统粗放型管理已经不符合新时代的要求，台区精细化管理已经成为电力行业的一个标准。而在现有的低压配电网络台区的实际场景中，实施划分区管理、划台区管理等会遇到一些困难：1)台区的档案资料有错误，有些线路台区进行改造后，档案信息没有在营销系统中进行及时订正；2)电力线路图纸存放的年代久远造成用户所属馈线混淆；3)连接用户的电缆深埋地下，难以进行勘测；4)用户保留下来的资料、接户线的路径不全面等。由于用户档案归属的模糊，降低了用户的用电体验，造成计量、债权等纠纷，损害了供电企业的形象。也增加了营业的风险。随着一户一表制基本普及和用户对用电质量要求的提高，而低压配电网动态供电网络拓扑结构是智能台区深化应用的基础，所以对低压配电网络台区物理拓扑的识别显得尤为重要。低压配电网拓扑结构一般通过电网GIS平台进行维护，主要是电力用户与台区变压器的物理拓扑连接关系等。传统识别配电网络台区拓扑结构大多采用人工巡线和基于信号注入的识别技术。人工巡线的方法需要现场人员寻找线路，工作和劳动强度大，且效率低下。基于电力线载波技术的识别技术又因为“共高压”、“共地”、“共电缆沟”等串扰问题，使得台区拓扑识别准确度达不到要求。现有的台区拓扑识别主要有以下三种：(1)基于高频编码信息的台区识别技术r>通过在配电变压器出口侧调制高频编码信息，利用配电网络电力线的传送到用户侧的接收装置中，从而实现台区归属判定和相序的识别等。但由于“共高压”、“共地”、“共电缆沟”等串扰问题，使得台区识别准确度达不到要求。(2)脉冲电流识别技术基于脉冲电流的电力线相位识别技术，通过从主端设备发送脉冲电流，主端设备采用分相电流互感器检测电流的方式，检测从端设备的相位及其分支线。但是需要向电网注入大功率脉冲电流，设备投资成本较高，并存在一定的安全风险。(3)人工巡检技术人工巡线技术的方法是看下火线走向，从表箱沿着下火线，寻找变压器，找到对应变压器后，查看变压器标识牌，记录台区名称及编号。现场人员需在现场寻找线路，工作和劳动强度大，效率低。又由于台区设备数量增多，使得着台区的管理人员和现场操作人员也相应增多，这势必增加供电企业的管理负担。综上所述，目前低压系统存在的问题：低压配网基础资料不全，造成资料和实际线路拓扑不匹配；用户私自搭接用电线路，尤其是在低压配网台区交界处，容易造成交叉现象，加重了低压配网线路混乱程度；台区切割/负荷异动等没有及时更新记录资料。现有的低压配网物理拓扑识别技术需要依靠复杂的大功率设备、昂贵的仪器以及大量的人力来完成，会对电网的正常运行产生一定的影响，并且经济成本较高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种低压配电台区物理拓扑识别方法、装置、系统、终端及介质，其基于负荷谐波时空特征的识别技术进行低压配网的物理拓扑识别，无需安装昂贵的设备，不会产生影响电网运行的特殊信号，既提高了识别的效率，也节省了运行的成本。本专利技术的第一个目的在于提供一种低压配电台区物理拓扑识别方法。本专利技术的第二个目的在于提供一种低压配电台区物理拓扑识别装置。本专利技术的第三个目的在于提供一种低压配电台区物理拓扑识别系统。本专利技术的第三个目的在于提供一种智能配网终端。本专利技术的第四个目的在于提供一种存储介质。本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种低压配电台区物理拓扑识别方法，所述方法包括：向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令，以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息；接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息；对电流数据信息进行谐波分解，构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵；对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理；根据规范化处理后的负荷特征谐波电流，计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度，生成节点时空关联度矩阵；根据节点时空关联度矩阵中的元素，确定各节点之间的连接关系；根据各节点之间的连接关系，生成低压配网物理拓扑图。进一步的，所述根据规范化处理后的负荷特征谐波电流，计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度，生成节点时空关联度矩阵，具体包括：将其中一个节点作为分析节点，计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数；根据所述关联系数，计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流关联度；将下一个节点作为新的分析节点，返回计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数，并执行后续操作；当完成各节点之间的负荷特征谐波电流关联度的计算后，根据各节点之间的负荷特征谐波电流关联度，生成节点时空关联度矩阵。进一步的，所述计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数，如下式：其中，εk(z)表示分析节点k与其他节点i在第z时刻数据的关联系数；minkmini|xi-yi|表示分析节点k与其他节点i在各个时刻数据差绝对值中的最小值，maxkmaxi|xi-yi|表示分析节点k与其他节点i在各个时刻数据差绝对值中的最大值；ρ为分辨系数；所述计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流关联度，如下式：其中，rk表示分析节点k与其他节点i之间的负荷特征谐波电流关联度。进一步的，所述根据节点时空关联度矩阵中的元素，确定各节点之间的连接关系，具体包括：遍历节点时空关联度矩阵的元素；若遍历到的元素大于或等于阈值，则判断该元素对应的两个节点之间存在物理连接关系；当遍历完节点时空关联度矩阵的所有元素后，确定各节点之间的连接关系。进一步的，所述对电流数据信息进行谐波分解，如下式：其中，i(n)为负荷设备周期电流采样点，每周期采样Nf次，从0标记到Nf－1；f为谐波次数，f＝0，1，…，Nf－1；X(f)为复数形式的离散傅里叶变换的谐波系数。进一步的，所述对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理，如下式：其中，xi表示某个节点在时间维度区间内的一个元素，X为该节点在时间维度区间内的所有元素，x'i为规范化处理后的元素。本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种低压配电台区物理拓扑识别装置，所述装置包括：指令发出模块，用于向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令，以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息；信息接收模块，用于接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息；谐波分解模块，用于对电流数据信息进行谐波分解，构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵；规范化处理模块，用于对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理；第一生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压配电台区物理拓扑识别方法，其特征在于，所述方法包括：/n向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令，以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息；/n接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息；/n对电流数据信息进行谐波分解，构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵；/n对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理；/n根据规范化处理后的负荷特征谐波电流，计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度，生成节点时空关联度矩阵；/n根据节点时空关联度矩阵中的元素，确定各节点之间的连接关系；/n根据各节点之间的连接关系，生成低压配网物理拓扑图。/n

【技术特征摘要】
1.一种低压配电台区物理拓扑识别方法，其特征在于，所述方法包括：
向所在台区内各节点处的拓扑识别设备发出拓扑识别指令，以使所述拓扑识别设备以一定频率采集电流数据信息；
接收所述拓扑识别设备上传的电流数据信息；
对电流数据信息进行谐波分解，构建各节点在各时刻的负荷特征谐波电流矩阵；
对负荷特征谐波电流矩阵中的各行元素进行规范化处理；
根据规范化处理后的负荷特征谐波电流，计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度，生成节点时空关联度矩阵；
根据节点时空关联度矩阵中的元素，确定各节点之间的连接关系；
根据各节点之间的连接关系，生成低压配网物理拓扑图。


2.根据权利要求1所述的低压配电台区物理拓扑识别方法，其特征在于，所述根据规范化处理后的负荷特征谐波电流，计算各节点之间的负荷特征谐波电流关联度，生成节点时空关联度矩阵，具体包括：
将其中一个节点作为分析节点，计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数；
根据所述关联系数，计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流关联度；
将下一个节点作为新的分析节点，返回计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数，并执行后续操作；
当完成各节点之间的负荷特征谐波电流关联度的计算后，根据各节点之间的负荷特征谐波电流关联度，生成节点时空关联度矩阵。


3.根据权利要求2所述的低压配电台区物理拓扑识别方法，其特征在于，所述计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流的关联系数，如下式：



其中，εk(z)表示分析节点k与其他节点i在第z时刻数据的关联系数；minkmini|xi-yi|表示分析节点k与其他节点i在各个时刻数据差绝对值中的最小值，maxkmaxi|xi-yi|表示分析节点k与其他节点i在各个时刻数据差绝对值中的最大值；ρ为分辨系数；
所述计算分析节点与其他节点之间的负荷特征谐波电流关联度，如下式：



其中，rk表示分析节点k与其他节点i之间的负荷特征谐波电流关联度。


4.根据权利要求1所述的低压配电台区物理拓扑识别方法，其特征在于，所述根据节点时空关联度矩阵中的元素，确定各节点之间的连接关系，具体包括：
遍历节点时空关联度矩阵的元素；
若遍历到的元素大于或等于阈值，则判断该元素对应的两个节点之间存在物理连接关系；
当遍历完节点时空关联度矩阵的所有元素后，确定各节点之间的连接关系。
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡凯强，蔡泽祥，胡春潮，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44