基于电力载波辐射信号强度分布特征计算线路拓扑的方法技术

本发明专利技术公开一种基于低压电力线载波通信辐射信号强度分布特征的计算低压电力线分支拓扑结构关系的方法，本发明专利技术基于每一个分支节点所采集的低压电力线载波通信辐射信号强度，其创新性在于解决了由于低压电力线载波通信载波信号衰减特性和电力线噪声特性对载波通信辐射信号数据干扰，无法使用载波通信辐射信号强度方式计算拓扑关系问题，本发明专利技术根据各分支末端智能电表在各分支节点上辐射信号分布特征，给出了准确计算末端电表归属分支的方法，根据各分支节点之间载波通信辐射信号强度关系，给出了计算分支与分支之间连接关系，基于末端智能电表与分支关系和分支相互之间的连接关系，准确绘制低压电力线分支拓扑结构关系。系。系。

【技术实现步骤摘要】
基于电力载波辐射信号强度分布特征计算线路拓扑的方法


[0001]本专利技术属于电网低压侧配电网管理
，尤其涉及利用低压电力线载波通信辐射信号强度分布特征进行低压配电网台区电力线拓扑关系以及末端智能电表分支节点归属关系的计算。

技术介绍

[0002]低压配电网作为供电服务“最后一公里”，运行管理水平直接影响着用户的供电质量。目前，低压配电网供电网络作为供电网络的末端，有着结构层级多，结构关系复杂的特点，现有的电力信息系统一直没有完整准确的掌握低压配电网供电网络的拓扑关系结构。随着能源互联网的开展，低压配电网作为能源互联网的基础，成为影响着供电服务水平的关键环节，如何在现有条件下绘制精确的台区拓扑图，实现低压配电网全景化、可视化，实现抢修路径可视化、减少抢修时长、减少故障停运时长、有效优化配网结构，已经成为供电公司关注的焦点。
[0003]目前，台区拓扑图的绘制存在的主要问题是：一、大量供电公司台区拓扑图的绘制仍停留在人工现场识别维护，然后由人工绘制，存在工作量大，准确率低等难题。二、已有自动拓扑方式存在注入信号、对侧安装的问题，影响电网安全，不能有效利用现有资源，增加电网企业投资。
[0004]现阶段国家电网公司、南方电网公司规模化的用电信息采集系统已经取得了良好的应用成效。采集系统中，利用低压电力线作为载波通信信道的本地通信模式已经占到90％以上。通过使用现有用电采集系统的载波通信辐射信号，分析电力线载波辐射信号的分布特征，计算线路拓扑结构是有效可行的方法。但由于电力网络拓扑错综复杂，终端负载类型繁多，其阻抗随时频变化而变化，载波信号容易受到信道频率选择特性影响，因此构建准确的低压电力载波辐射信号强度分布特征计算方法尤为重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种基于电力载波辐射信号强度分布特征计算线路拓扑的方法，以解决利用现有用电采集系统的载波辐射信号提供准确的低压台区线路拓扑关系计算问题，其特征在于：
[0006]步骤一，载波感应组件获取低压配电网台区电力线上的时域数据，包括分支电力线上的用电信息采集系统与智能电表通信的载波辐射信号和所在电力线分支节点上的电压数据。
[0007]步骤二，对获取的低压电力线载波辐射信号强度数据进行去噪处理，去除无效的载波辐射信号强度数据。
[0008]步骤三，根据各电力线分支节点上所采集的智能电表载波辐射信号强度数据，按智能电表最强信号所在分支节点分组，将各智能电表预分配唯一分支节点。
[0009]步骤四，以各电力线分支节点为单位，按照信号强度分布特征寻找中心根节点，并
生成电力线分支节点信号强度序列。
[0010]步骤五，基于各电力线分支节点载波辐射信号强度和智能电表对应节点，筛选各分支上归属同一分支的全部电力线节点。
[0011]步骤六，对同一分支下各电力线分支节点确定节点间层级关系。
[0012]步骤七，校验各电力线分支节点和智能电表归属关系正确性，调整错误归属智能电表关系，输出计算完成线路拓扑关系。
[0013]进一步，在上述所属方法的步骤一中，所述低压配电网台区电力线上所设置的载波感应组件数据采集的时域数据具体是：获取指定时域内尖、峰、平、谷各时段载波感应组件提供的电力线上通信载波辐射信号强度数据。所述载波感应组件所在分支电力线节点上的电压数据为，获取各时段以15分钟为间隔，载波感应组件所在电力线节点上的电压数据。
[0014]进一步，在上述所属方法的步骤二中，所述对获取的低压电力线载波辐射信号强度数据进行去噪处理，去除无效的载波辐射信号强度数据，具体步骤是：
[0015]步骤201，对单个智能电表在某单个节点上所获得的时域内载波辐射信号强度进行等精度测量，得到x1,x2,
…
,x
n
,计算出其算术平均值x以及剩余误差v
i
，其表达式为：
[0016]v
i
＝x
i-x(i＝1,2,3..n)；
[0017]步骤202，计算出标准差σ，若某个测量值x
i
的剩余误差v
i
(1≤i≤n)，满足下式|v
i
|＝|x
i-x|>σ视为有效值。其中所述σ表达式为：
[0018][0019]步骤203，在正态分布中，σ为标准差，μ为均值，x＝μ即为图像的对称轴，选择数据分布在μ-σ,μ+σ区间中的数字为有效数值，去除不在该区间中的无效数值。
[0020]步骤204，重复上述去噪处理步骤201至步骤203，完成对全部智能电表在电力线分支节点载波辐射信号强度数据的去噪处理,保留有效的载波辐射信号强度数据供后续步骤使用。
[0021]进一步，在上述所属方法步骤三中，根据各电力线分支节点上所采集的智能电表载波辐射信号强度数据，按智能电表最强信号所在分支节点分组，将各智能电表预分配唯一分支节点具体步骤是：
[0022]步骤301，首先取得所计算单只智能电表的载波辐射信号强度最大值所在电力线分支节点，对各电力线分支节点上存在最大载波辐射信号强度的智能电表的信号强度值求和得到电力线分支节点信号值k(1,2,3
…
,n)，单只智能电表仅能按照最大值原则预分配到唯一电力线分支节点。其中所述k的表达式为：式中x为智能电表载波辐射信号强度值。
[0023]步骤302，取得各电力线分支节点上载波辐射信号强度>0的智能电表，并将其载波辐射信号强度值存入智能电表强度分组结果序列(MQ)。
[0024]进一步，在上述所属步骤四中，所述以各电力线分支节点为单位，按照信号强度分布特征寻找中心根节点，并生成电力线分支节点信号强度序列具体步骤是：
[0025]步骤401，对各电力线分支节点上全部智能电表载波辐射信号值进行求和并进行比较,所得最大值同时具有全部智能电表载波辐射信号强度值的分支节点为中心根节点，
并以中心根节点对所有求和结果进行升序排序，生成各电力线分支载波辐射信号强度结果序列(IQ)。
[0026]进一步，在上述所属步骤五中，基于各电力线分支节点载波辐射信号强度和智能电表对应节点，筛选各分支上归属同一分支的全部电力线节点具体步骤是：
[0027]步骤501,根据电力线分支载波辐射信号强度结果序列(IQ)依次递归，当电力线分支节点f
i
(i＝1,2,
…
,n)与下一节点f
i+1
比较，如果f
i
≤f
i+1
,则当前节点与下一节点为同一分支节点，否则计算f
i-f
i+1
≥f
i+1
,如果结果成立则节点f
i
与f
i+1
不属于同一分支。
[0028]步骤502,将全部电力线分支载波辐射信号强度结果序列(IQ)递归完成后，根据递归结果，获得由一个或多个由电力线分支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电力载波辐射信号强度分布特征计算线路拓扑的方法，其特征在于，步骤包括：步骤一，载波感应组件获取低压配电网台区电力线上的时域数据，包括分支电力线上的用电信息采集系统与智能电表通信的载波辐射信号和所在电力线分支节点上的电压数据；步骤二，对获取的低压电力线载波辐射信号强度数据进行去噪处理，去除无效的载波辐射信号强度数据；步骤三，根据各电力线分支节点上所采集的智能电表载波辐射信号强度数据，按智能电表最强信号所在分支节点分组，将各智能电表预分配到唯一分支节点；步骤四，以各电力线分支节点为单位，按照信号强度分布特征寻找中心根节点，并生成电力线分支节点信号强度序列；步骤五，基于各电力线分支节点载波辐射信号强度和智能电表对应节点，筛选各分支上归属同一分支的全部电力线节点；步骤六，对同一分支下各电力线分支节点确定节点间层级关系；步骤七，校验各电力线分支节点和智能电表归属关系正确性，剔除错误归属智能电表关系，输出计算完成线路拓扑关系。2.根据权利要求1所述的基于电力载波辐射信号强度分布特征计算线路拓扑的方法，其特征是首先获得载波感应组件所提供的智能电表数据，对数据进行分析计算，得到线路拓扑关系。3.根据权利要求2所述的载波感应组件所提供的智能电表数据，其特征是，使用用电信息采集系统在不同时段对智能电表进行采集操作，同时获得在电力线分支节点处的智能电表载波通信辐射信号强度以及当前电力线分支节点处的电压数据。4.根据权利要求1或2所述的基于电力载波辐射信号强度分布特征计算线路拓扑的方法，其特征是按智能电表最强信号所在分支节点分组，将各智能电表预分配到唯一分支节点，还包括：将智能电表预分配到拥有该只智能电表最强载波辐射信号的分支节点，作为后续计算的依据。5.根据权利要求1所述的基于电力载波辐射信号强度分布特征计算线路拓扑的方法，其特征是按照信号强度分布特征寻找中心根节点，并生成电力线分支节点信号强度序列，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫阳，王保明，田运强，
申请(专利权)人：四川能信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：