一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及10kv电力线通信技术领域，公开了一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统及方法，包括管理机模块、主载波机模块、从载波机模块、线变模块、FTU模块、线损模块，通过加装在台区的线变模块与线损模块，基于投切信号以及管理机模块内置的拓扑识别算法，自动形成具有层级关系的台区拓扑结构，拓扑关系识别可深入到台区拓扑的最末以及一级。本发明专利技术可大幅提高台区拓扑效率，极大节省现场人工成本。人工成本。人工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统及方法


[0001]本专利技术涉及10kv电力线通信
，特别是关于一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统及方法。

技术介绍

[0002]配电网具有开放式网络结构的特点，中压电力线载波通信能够利用配电网这一特点实现一点对多点的即时通信，中压电力线载波信号能够沿着配电网线路传输到各个节点。中压电力线载波通信技术作为利用载波信号进行数据传输的新兴技术，主要利用10kV电力线作为传输媒介，为配电网中的各种业务提供信息通信支持。
[0003]只能电网在配电网领域的深入，台区的准确拓扑是智能电网建设的基础。只有在准确知道台区拓扑的基础上，才能展开台区三项目平衡治理、停电位置及区间判断、故障隔离等精益化管理功能。目前在台区线路拓扑绘制技术方面常用的方法有如下几种：(1)依赖配电网建设时期留下来的线路拓扑资料，人工更新绘制。该方法并不能实现台区自动拓扑识别，当线路改变时需要人工进行修改，会耗费大量的人力物力。(2)大数据分析法，通过对各个节点的电流数据进行高频采集，将高频采集的数据上传到主站平台，主站平台通过构建大数据分析模型，来分析各个节点电流变化的关联关系，从局部到整体实现台区的网络拓扑关系。该方法的缺点有两个：第一，高频采集的海量数据传输需要占用较多的载波通信信道资源，影响到正常的电表数据采集；第二，如果电表节点没有用电，即电流为零，则无法识别该节点拓扑。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的不足和缺陷，提出了一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统及方法，通过加装在台区的线变模块与线损模块，基于投切信号以及管理机模块内置的拓扑识别算法，自动形成具有层级关系的台区拓扑结构，拓扑关系识别可深入到台区拓扑的最末一级，可大幅提高台区拓扑效率，极大节省现场人工成本。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统，包括管理机模块、主载波机模块、从载波机模块、线变模块、FTU模块、线损模块；
[0007]管理机模块通过中压电力线载波信号与主载波机模块进行交互，通过轮询实现对各台区从载波机模块的控制与信息获取，通过对获取的信息进行处理，得到各台区之间的拓扑关系；
[0008]主载波机模块通过中压电力线载波信号分别与管理机模块与各台区的从载波机模块进行交互，将来自管理机模块的控制指令发送给从载波机模块，并将向从载波机模块获取的信息发送给管理机模块；
[0009]从载波机模块通过I/O总线，以PWM控制信号与线变模块进行交互，通过RS
‑
232总
线与FTU模块进行交互，从载波机模块收到来自主载波机模块的控制指令后，执行动作并返回信息给主载波机模块；(接收情况复位、特征电流发送，发送情况问询，电流接收情况)
[0010]线变模块用于发送投切信号；
[0011]FTU模块通过RS
‑
485总线与线损模块进行交互，用于获取投切信号识别结果；
[0012]线损模块用于识别投切信号。
[0013]进一步地，所述的管理机模块、主载波机模块、从载波机模块三者之间用来交互的中压电力线载波信号，以中压电力线作为介质实现信号传输，以中压载波协议作为通信协议实现不同命令帧的交互，包括投切信号识别情况复位帧、投切信号发送命令帧、投切信号发送完毕确认帧、投切信号识别情况问询帧。
[0014]进一步地，所述的从载波机模块的控制与信息获取，是从载波机模块收到来自主载波机模块的控制指令后执行动作并返回信息，包括收到投切信号识别情况复位帧后清除自身记录的上一次投切信号识别结果、收到投切信号发送命令帧后控制线变模块发送投切信号、收到投切信号发送完毕确认帧后问询线变模块是否发送完毕、收到投切信号识别情况问询帧后向FTU获取线损模块的投切信号识别结果。
[0015]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0016]一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别方法，包括以下步骤：
[0017]S1：到达设定时间后，管理机模块自动开启拓扑识别模式，初始化统计信息；
[0018]S2：管理机模块通过轮询向全部台区的从载波机模块发送投切信号识别情况复位帧，清除载波机模块记录的上一次投切信号识别结果；
[0019]S3：管理机模块向其中一个台区的从载波机模块发送投切信号发送命令帧，控制线变模块发送投切信号；
[0020]S4：等待固定时间后，管理机模块向该载波机模块发送投切信号发送完毕确认帧，问询线变模块是否发送完毕投切信号；
[0021]S5：获取到线变模块发送投切信号完毕的信息后，管理机模块通过轮询，向其他全部台区从载波机模块发送投切信号识别情况问询帧，获取线损模块的投切信号识别结果；
[0022]S6：管理机模块记录下该台区线变模块发送的投切信号被其他台区线损模块识别的情况后，通过轮询，逐个对其他台区依次执行步骤S1
‑
S5，直至记录全部台区线变模块发送的投切信号被其他台区线损模块识别的情况；
[0023]S7：对记录的信息进行处理，计算得到各台区之间的拓扑关系。
[0024]进一步地，所述的管理机模块对记录的信息进行处理，计算得到各台区之间的拓扑关系，包括每个台区的拓扑等级，以及对应的父级台区。
[0025]进一步地，所述的方法适用于1级拓扑等级的台区唯一、其它拓扑等级台区的数量任意的应用场景。
[0026]进一步地，管理机模块与从载波机模块之间的交互过程中，如果由于干扰、噪声或其它原因，导致管理机模块未在超时时间内收到从载波机模块的回复帧，那么管理机模块会尝试重新发送命令帧，若连续3次未收到从载波机模块回复帧，管理机模块默认从载波机模块已经收到命令帧，并开始执行相应动作。
[0027]进一步地，如果某一个台区的从载波机模块、线变模块、FTU模块、线损模块中的一种或几种发生故障，导致该台区无法正常发送投切信号，或既无法正常发送投切信号也无
法正常接收拓扑信号，通过所述的方法仍能计算得到准确的各台区之间的拓扑关系，并对异常台区存在的问题进行记录。
[0028]本专利技术的有益效果为，一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统及方法通过加装在台区的线变模块与线损模块，基于投切信号以及管理机模块内置的拓扑识别算法，自动形成具有层级关系的台区拓扑结构，拓扑关系识别可深入到台区拓扑的最末以及一级。本专利技术可大幅提高台区拓扑效率，极大节省现场人工成本。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的系统基本结构图。
[0030]图2为本专利技术自动开启拓扑识别模式初始化统计信息方法流程图。
[0031]图3为本专利技术清除载波机模块记录的上一次投切信号识别结果方法流程图。
[0032]图4为本专利技术控制线变模块发送投切信号方法流程图。
具体实施方式
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统及方法，其特征在于，该系统包括管理机模块、主载波机模块、从载波机模块、线变模块、FTU模块、线损模块；管理机模块通过中压电力线载波信号与主载波机模块进行交互，通过轮询实现对各台区从载波机模块的控制与信息获取，通过对获取的信息进行处理，得到各台区之间的拓扑关系；主载波机模块通过中压电力线载波信号分别与管理机模块和各台区的从载波机模块进行交互，将来自管理机模块的控制指令发送给从载波机模块，并将向从载波机模块获取的信息发送给管理机模块；从载波机模块通过I/O总线，以PWM控制信号与线变模块进行交互，通过RS
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232总线与FTU模块进行交互，从载波机模块收到来自主载波机模块的控制指令后，执行动作并返回信息给主载波机模块；线变模块用于发送投切信号；FTU模块通过RS
‑
485总线与线损模块进行交互，用于获取投切信号识别结果；线损模块用于识别投切信号；各级台区之间通过中压电力线载波信号通讯。2.根据权利要求1所述的一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统及方法，其特征在于，所述的管理机模块、主载波机模块、从载波机模块三者之间用来交互的中压电力线载波信号，以中压电力线作为介质实现信号传输，以中压载波协议作为通信协议实现不同命令帧的交互，包括投切信号识别情况复位帧、投切信号发送命令帧、投切信号发送完毕确认帧、投切信号识别情况问询帧。3.根据权利要求1所述的一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统及方法，其特征在于，所述的从载波机模块的控制与信息获取，是从载波机模块收到来自主载波机模块的控制指令后执行动作并返回信息，包括收到投切信号识别情况复位帧后清除自身记录的上一次投切信号识别结果、收到投切信号发送命令帧后控制线变模块发送投切信号、收到投切信号发送完毕确认帧后问询线变模块是否发送完毕、收到投切信号识别情况问询帧后向FTU获取线损模块的投切信号识别结果。4.一种基于中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统及方法，采用权利要求1所述的中压电力线载波的台区拓扑关系自动识别系统，其特征在于，包括如下步骤：S1：到达设定时间后，管理机模块自动开启拓扑识别...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐剑英，李勃然，司良振，王椿钧，李时绪，邵明杰，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：