【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于用户电力线拓扑结构构建，具体涉及一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法。
技术介绍
1、随着我国经济社会的发展，物质生活质量不断提高，各种电器产品也逐渐进入了我们的日常生活。为了优化家庭用户电能消耗和及时消除安全隐患，实现家庭用电智能化监测与管理具有重要意义。
2、目前，在普通家庭中，电线经常会被铺设在装修板内部或者地板下面，甚至部分电器设备会被直接嵌入到其中，当发生串联故障电弧时难以被发现，从而造成极大的电气安全隐患。
3、目前，非侵入式串联电弧故障辨识在用户供电总口处实现电弧检测，当户内有电器出现故障时便发出报警。少部分研究能够对电弧故障进行粗定位，但在电线铺设工作中，往往存在电线连接关系不清晰的问题，甚至部分拓扑在后期生活中根本无法获取，导致无法对电弧故障进行快速定位。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法。
2、本专利技术的技术方案是：一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，包括以下步骤：
3、a.预设包含全部电器的正常特征样本数据库；
4、b.由安装在用户出线总口处的智能电表，获取用户总负荷电流和电压信号并进行预处理；
5、c.对总负荷电流和电压信号进行分析，并通过负荷事件检测，对发生事件的电器进行标记；
6、d.选择仅有一个电器处于打开状态的事件，计算该电器距离电表的电力线段的阻抗；>
7、e.选择仅有两个电器处于打开状态的事件，计算两个电器到电表之间共享的电力线段的阻抗；
8、f.将阻抗矩阵转化为距离矩阵，获得电力线拓扑；
9、g.采用电弧检测定位方法，依据电力线拓扑，实现电弧故障精确快速定位。
10、更进一步的，步骤f将阻抗矩阵转化为距离矩阵，获得电力线拓扑，具体过程如下：
11、首先，通过市场调研与用户交互，掌握到低压用户线路的电阻率和导线横截面积；
12、然后，通过电阻定律，将阻抗矩阵转化为距离矩阵。
13、更进一步的，步骤a预设包含全部电器的正常特征样本数据库中，正常特征样本包括电器阻抗、用于非侵入式负荷识别的负荷特征样本。
14、更进一步的，步骤c对总负荷电流和电压信号进行分析，并通过负荷事件检测，对发生事件的电器进行标记，具体过程如下：
15、选择了只有一个电器处于打开状态的事件，该事件下，智能电表测得的阻抗为等效电路阻抗zeq，由串联的电器阻抗zx和线路阻抗zl组成，其表达如下：
16、zl＝zeq-zx。
17、更进一步的，所述串联的电器阻抗zx通过非侵入式负荷识别后通过该电器的特征样本数据库获取；
18、所述等效电路阻抗zeq通过下式获得
19、
20、其中，v0和i0分别代表智能电表测得的电压电流幅值，θv和θi分别代表电压电流相角。
21、更进一步的，步骤d选择仅有一个电器处于打开状态的事件，计算该电器距离电表的电力线段的阻抗，具体过程如下：
22、首先，设两个电器的阻抗分别为z1和z2，两个电器到电表之间共享的电力线段的阻抗为z12，在电路开始分成两个并联电路支路的节点进行分析，则有如下关系：
23、i12＝i1+i2
24、其中，i12为共享电力线段的电流，由智能电表测量获得；i1为电器1支路的电流，i2为电器2支路的电流。
25、然后，进行开展表达，i1和i2的表达式如下：
26、
27、
28、其中，z12为共享电力线段的阻抗，v为智能电表测量获得的电压，z1为电器1的阻抗，z2为电器2的阻抗，由该电器的特征样本数据库获取。
29、再后，zl1和zl2分别为电器a和b到节点间电力线段的阻抗，其具体表达为：
30、zl1＝za-z12
31、zl2＝zb-z12
32、其中，za和zb分别为电器1和电器2距离电表的电力线段的阻抗，由步骤d计算获得。
33、更进一步的，基于步骤d中单个电器距离电表的电力线段的阻抗，进一步联立并联电路的阻抗表达，获得两个电器到电表之间共享的电力线段的阻抗z12。
34、更进一步的，步骤f中电力线拓扑由两部分构建，包括设备到智能电表的距离、每两个设备之间共享的电力线段长度。
35、更进一步的，步骤f中将阻抗矩阵转化为距离矩阵，具体过程如下：
36、首先，把电力线拓扑中的两部分以线路的阻抗形式进行表达；
37、然后，将上述表达存储在距离矩阵l中，矩阵l具体如下：
38、
39、其中，n为电器编号，0代表智能电表的位置，l0,i代表智能电表到各个电器之间电力线的距离，i＝1,2,…,n；li,j代表第i和j电器之间共享的电力线段的距离，i,j＝1,2,…,n。
40、更进一步的，步骤f中还包括距离的具体计算，其公式如下：
41、
42、其中，zw为步骤d、步骤e获得的阻抗，r为市场调研与用户交互获得的单位长度电力线的电阻。
43、本专利技术的有益效果如下：
44、本专利技术基于非侵入式负荷识别，能够通过安装在用户电力供电总入口处的智能电表对家庭内部电器拓扑进行自动辨识与构建，利用检测到的事件的负荷特征和标准化设备负荷特征之间的差异作为线索来推导电力线拓扑图，从而服务于但不限于辅助实现故障电弧定位功能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：步骤F将阻抗矩阵转化为距离矩阵，获得电力线拓扑，具体过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：步骤A预设包含全部电器的正常特征样本数据库中，正常特征样本包括电器阻抗、用于非侵入式负荷识别的负荷特征样本。
4.根据权利要求1所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：步骤C对总负荷电流和电压信号进行分析，并通过负荷事件检测，对发生事件的电器进行标记，具体过程如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：步骤D选择仅有一个电器处于打开状态的事件，计算该电器距离电表的电力线段的阻抗，具体过程如下：
7.根据权利要求6所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在
8.根据权利要求2所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：步骤F中电力线拓扑由两部分构建，包括设备到智能电表的距离、每两个设备之间共享的电力线段长度。
9.根据权利要求8所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：步骤F中将阻抗矩阵转化为距离矩阵，具体过程如下：
10.根据权利要求9所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：步骤F中还包括距离的具体计算，其公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：步骤f将阻抗矩阵转化为距离矩阵，获得电力线拓扑，具体过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：步骤a预设包含全部电器的正常特征样本数据库中，正常特征样本包括电器阻抗、用于非侵入式负荷识别的负荷特征样本。
4.根据权利要求1所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：步骤c对总负荷电流和电压信号进行分析，并通过负荷事件检测，对发生事件的电器进行标记，具体过程如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种基于负荷感知的低压用户户内拓扑辨识方...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋雯倩，李金瑾，林秀清，黄柯颖，杨舟，唐志涛，颜丹丹，陈珏羽，刘博，覃予鹏，周政雷，张焜，蔡翰举，包岱远，陈俊，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。