一种低压线路的拓扑识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种低压线路的拓扑识别方法及装置，包括：步骤一：记录低压线路设备的无功波形；步骤二：提取无功波形的有效值，将有效值处理为环形数据，在环形数据中确定起始采样点；步骤三：自起始采样点起选取连续n个有效值；步骤四：获取标准参考波形的有效值，计算无功波形与标准参考波形的相似度；步骤五：将起始采样点向后移动1位，重复步骤三和步骤四，直至起始采样点移动到无功波形的最后一个有效值；步骤六：根据相似度判断低压线路设备是否与上一层级设备具有拓扑连接关系。通过不断移动起始采样点的位置逐点选取波形分别进行相似度计算，最大限度利用到波形中包含的所有信息，提高了有效值的利用率以及拓扑分析的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种低压线路的拓扑识别方法及装置
本专利技术属于拓扑识别领域，尤其涉及一种低压线路的拓扑识别方法及装置。
技术介绍
低压线路为额定电压为1kv及以下的电力线路，是低压配电系统的重要组成部分，负责向低压用电设备输送电能。因此，若低压线路的拓扑出现异常，将对电网运行造成严重影响。传统的低压线路拓扑识别方法主要依靠人工巡检，随着低压线路的设备种类越来越多，拓扑结构越来越复杂，传统的拓扑识别方法难以满足需求，影响了拓扑识别的准确性。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术提出了一种低压线路的拓扑识别方法，包括：步骤一：基于预设采集频率记录低压线路设备的无功波形；步骤二：提取无功波形在采样点处的有效值，将有效值处理为环形数据，在环形数据中确定起始采样点；步骤三：在环形数据中自起始采样点起选取连续n个有效值，所述n为预先存储的标准参考波形的采样点数；步骤四：获取标准参考波形中每个采样点处的有效值，结合步骤三中选取的n个有效值计算无功波形与标准参考波形的相似度；步骤五：将起始采样点向后移动1位，重复步骤三和步骤四，直至起始采样点移动到无功波形的最后一个有效值；步骤六：根据相似度判断低压线路设备是否与上一层级设备具有拓扑连接关系。可选的，所述获取标准参考波形中每个采样点处的有效值，结合步骤三中选取的n个有效值计算无功波形与标准参考波形的相似度，包括：基于公式一计算无功波形与标准参考波形的相似度r；其中，xi为无功波形自起始采样点起第i个有效值，为无功波形n个有效值的平均值，yi为标准参考波形的第i个有效值，为标准参考波形n个有效值的平均值，n为采样点总个数；xi、yi、的取值范围为实数，r的取值范围为-1≤r≤1，n的取值范围为正整数。可选的，所述根据相似度判断低压线路设备是否与上一层级设备具有拓扑连接关系，包括：计算相似度的平方值；若平方值中的最大值超过预设阈值，判定所述低压线路设备与上一层级的设备具有拓扑连接关系。本专利技术还基于同样的思路提出了一种低压线路的拓扑识别装置，包括：采集单元：用于基于预设采集频率记录低压线路设备的无功波形；数据处理单元：用于提取无功波形在采样点处的有效值，将有效值处理为环形数据，在环形数据中确定起始采样点；取值单元：用于在环形数据中自起始采样点起选取连续n个有效值，所述n为预先存储的标准参考波形的采样点数；计算单元：用于获取标准参考波形中每个采样点处的有效值，结合步骤三中选取的n个有效值计算无功波形与标准参考波形的相似度；循环单元：用于将起始采样点向后移动1位，重复步骤三和步骤四，直至起始采样点移动到无功波形的最后一个有效值；判断单元：用于根据相似度判断低压线路设备是否与上一层级设备具有拓扑连接关系。可选的，所述计算单元具体用于：基于公式一计算无功波形与标准参考波形的相似度r；其中，xi为无功波形自起始采样点起第i个有效值，为无功波形n个有效值的平均值，yi为标准参考波形的第i个有效值，为标准参考波形n个有效值的平均值，n为采样点总个数；xi、yi、的取值范围为实数，r的取值范围为-1≤r≤1，n的取值范围为正整数。可选的，所述判断单元具体用于：计算相似度的平方值；若平方值中的最大值超过预设阈值，判定所述低压线路设备与上一层级的设备具有拓扑连接关系。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：根据实时采集的波形，通过计算无功波形和标准参考波形的相似度，判断低压线路设备与上一层级设备是否具有连接关系，从而确定整个低压线路的实时拓扑情况，有利于通过实时拓扑情况快速识别低压线路的异常点，提高了电网运行的稳定性。与传统的拓扑识别算法相比，本专利技术提出的技术方案通过不断移动起始采样点的位置逐点选取一段波形分别进行相似度计算，能够尽最大限度利用到波形中包含的所有信息，提高了有效值的利用率以及拓扑分析的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术提出的一种低压线路的拓扑识别方法的流程示意图；图2为环形数据的结构示意图；图3为本专利技术提出的一种低压线路的拓扑识别装置的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的结构作进一步地描述。实施例一如图1所示，本专利技术提出了一种低压线路的拓扑识别方法，包括：步骤一：基于预设采集频率记录低压线路设备的无功波形；步骤二：提取无功波形在采样点处的有效值，将有效值处理为环形数据，在环形数据中确定起始采样点；步骤三：在环形数据中自起始采样点起选取连续n个有效值，所述n为预先存储的标准参考波形的采样点数；步骤四：获取标准参考波形中每个采样点处的有效值，结合步骤三中选取的n个有效值计算无功波形与标准参考波形的相似度；步骤五：将起始采样点向后移动1位，重复步骤三和步骤四，直至起始采样点移动到无功波形的最后一个有效值；步骤六：根据相似度判断低压线路设备是否与上一层级设备具有拓扑连接关系。根据实时采集的波形，通过计算无功波形和标准参考波形的相似度，判断低压线路设备与上一层级设备是否具有连接关系，从而快速判断发现低压线路是否存在拓扑异常情况，并及时对拓扑异常情况进行定位。本实施例搭载飞思卡尔M4内核MCU安装在智能电流互感器上，当启动拓扑识别时，智能电流互感器将开始基于预设采集频率记录无功波形，将每个采样点处的有效值缓存到MCU中，直到256个有效值缓存存满后停止，每10s重新缓存一次。也就是说，每个完整的无功波形有256个采样点，对应256个有效值。所述标准参考波形可调用低压线路设备在正常运行时的历史运行数据，由历史运行数据形成标准参考波形，并预先存储在MCU中。由于电容每次动作会产生40个有效值，因此标准参考波形的采样点数为40，标准参考波形的有效值将组成序列{-1,-1,-1,-1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1}。在本实施例中，采集的有效值数量通常基于实际采样点数留有裕量，例如实际的无功波形发生在第21～61个采样点处，即第21～61个采样点处的有效值是实际的无功波形，但为了增大宽容度以避免出现未采集到部分波形的问题，设置采样点数为256个，以确保采样点充分覆盖完整的波形。在本实施例中，提取无功波形在采样点处的有效值，将有效值处理为环形数据，在环形数据中确定起始采样点。本实施例中，所述环形数据如图2所示，将第1个有效值和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压线路的拓扑识别方法，其特征在于，所述拓扑识别方法包括：/n步骤一：基于预设采集频率记录低压线路设备的无功波形；/n步骤二：提取无功波形在采样点处的有效值，将有效值处理为环形数据，在环形数据中确定起始采样点；/n步骤三：在环形数据中自起始采样点起选取连续n个有效值，所述n为预先存储的标准参考波形的采样点数；/n步骤四：获取标准参考波形中每个采样点处的有效值，结合步骤三中选取的n个有效值计算无功波形与标准参考波形的相似度；/n步骤五：将起始采样点向后移动1位，重复步骤三和步骤四，直至起始采样点移动到无功波形的最后一个有效值；/n步骤六：根据相似度判断低压线路设备是否与上一层级设备具有拓扑连接关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种低压线路的拓扑识别方法，其特征在于，所述拓扑识别方法包括：
步骤一：基于预设采集频率记录低压线路设备的无功波形；
步骤二：提取无功波形在采样点处的有效值，将有效值处理为环形数据，在环形数据中确定起始采样点；
步骤三：在环形数据中自起始采样点起选取连续n个有效值，所述n为预先存储的标准参考波形的采样点数；
步骤四：获取标准参考波形中每个采样点处的有效值，结合步骤三中选取的n个有效值计算无功波形与标准参考波形的相似度；
步骤五：将起始采样点向后移动1位，重复步骤三和步骤四，直至起始采样点移动到无功波形的最后一个有效值；
步骤六：根据相似度判断低压线路设备是否与上一层级设备具有拓扑连接关系。


2.根据权利要求1所述的一种低压线路的拓扑识别方法，其特征在于，所述获取标准参考波形中每个采样点处的有效值，结合步骤三中选取的n个有效值计算无功波形与标准参考波形的相似度，包括：
基于公式一计算无功波形与标准参考波形的相似度r；



其中，xi为无功波形自起始采样点起第i个有效值，为无功波形n个有效值的平均值，yi为标准参考波形的第i个有效值，为标准参考波形n个有效值的平均值，n为采样点总个数；xi、yi、的取值范围为实数，r的取值范围为-1≤r≤1，n的取值范围为正整数。


3.根据权利要求1所述的一种低压线路的拓扑识别方法，其特征在于，所述根据相似度判断低压线路设备是否与上一层级设备具有拓扑连接关系，包括：
计算相似度的平方值；
若平方值中的最大值超过预设阈值，判定所述低压线...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀军，陈士云，何敬翔，伍佰军，李鹏，周青青，盛晓燕，
申请(专利权)人：浙江华云信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33