【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及台区拓扑识别领域，尤其涉及一种适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法及装置。
技术介绍
1、低压台区处于电力系统的末端，具有分布广泛、规模庞大、设备类型众多、网络连接多样等显著特点，拓扑是反映网络属性最基础的数据，通过拓扑关系的准确把握，能够实现低压台区的状态估计、态势感知、全景感知、弹性提升，进行台区通信系统线损精准计算、故障区间判断等精益化管理。随着新型电力系统的发展，作为智能配电网关键一环的低压台区接入设备越来越多，类型越来越复杂，台区通信系统网络拓扑越来越复杂，需要准确的拓扑识别支撑台区通信系统线损与故障分析需求。电力线载波应用于已铺设的电力线缆，避免了重新搭建新的线路，节约成本，且可以通过电力线载波信号和电力线信道感知台区环境、设备状态信息，从而实现低压台区通信节点信息的感知，可满足低压台区拓扑识别需求。
2、电力线载波拓扑识别方法可以根据低压台区各通信节点信号变化情况，判断节点的从属或连接关系，进而实现台区拓扑识别。然而传统电力线载波拓扑识别方法面临着如下问题。一方面，传统方法仅基于通信节点的电流流动或信号衰落情况对全体节点依次进行连接关系识别，忽略了电力线路电气指标以及载波带宽、节点连接情况等非电气指标的长短周期演进，同时没有考虑到选取主节点，导致拓扑识别参考信息不够准确且识别过程复杂；另一方面，传统方法没有考虑利用主节点和网关的相关性判断主节点分层情况，同时忽略了验证所得拓扑识别结果的节点连接情况是否满足台区通信要求，导致拓扑识别原理较为复杂且结果容易存在差错。
1、本专利技术提供了一种适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法及装置，以解决传统低压台区电力线载波拓扑识别方法中拓扑识别效率低、准确率低的技术问题。
2、第一方面，本申请提供了一种适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，包括：
3、获取低压台区中各节点的邻接节点集和第一指标集；
4、基于所述邻接节点集和所述第一指标集，根据预设分层方法，确定所述低压台区各节点分层关系，进而确定所述低压台区的初始拓扑结构；
5、根据预设权重更新函数，调整所述低压台区各节点分层关系，优化所述初始拓扑结构，得到所述低压台区的优化拓扑结构。
6、这样基于各节点的邻接节点集和指标集，根据分层方法确定台区内部节点分层关系，同时根据各节点的邻接节点集和分层关系构建台区的初始拓扑结构，并根据权重更新函数调整分层关系，优化初始拓扑结构，进而得到优化拓扑结构。这样识别的优化拓扑结构考虑到了台区各节点的邻接节点及相应指标产生的影响，并对各节点进行分层，从而快速识别出台区拓扑结构，以提高拓扑识别的效率；同时通过更新权重的方式调整各节点分层关系，进而优化识别出的拓扑结构，使得拓扑结构更接近现实作业需要。
7、进一步的，所述低压台区中各节点的邻接节点集和第一指标集，具体为：
8、每个节点广播预设的第一信令，并根据各节点响应所述第一信令而回传的第一信息，生成对应回传节点的第一指标集；
9、每个节点根据所述对应回传节点的第一指标集，确定各自对应的导频信号发送对象，并分别向导频信号发送对象发送第一导频信号，进而根据各导频信号发送对象响应所述第一导频信号而回传的路由跳数，确定各节点对应的邻接节点集。
10、这样根据信令获得回传信息生成指标集，并根据导频信号获得回传路由跳数确定各节点对应的邻接节点集。这样可以防止将未满足信干噪比要求的节点归入邻接节点集，降低后续拓扑识别的出错概率。
11、进一步的，所述基于所述邻接节点集和所述第一指标集，根据预设分层方法，确定所述低压台区各节点分层关系，进而确定所述低压台区的初始拓扑结构，包括：
12、基于所述邻接节点集和所述第一指标集，根据预设的短时特征函数和长时特征函数，计算所述各节点的第一特征值；
13、根据所述各节点的所述第一特征值和预设第一阈值，确定所述低压台区的主节点集；
14、根据所述短时特征函数和所述长时特征函数，构建关联特征函数，计算所述主节点集中所有主节点各自的关联特征值；
15、根据所述所有主节点各自的所述关联特征值和预设阈值区间组，确定各主节点的分层关系，进而确定所述低压台区各节点分层关系；
16、根据所述低压台区的主节点集和所述低压台区各节点分层关系，确定所述低压台区的初始拓扑结构。
17、这样采用短时特征和长时特征对各节点进行评估可以准确判断出主节点，并根据短时特征和长时特征构建关联特征函数，通过比对分层阈值区间与各主节点的关联特征值，将各主节点进行分层，得到台区节点分层关系，进而确定台区初始拓扑结构。这样可以避免评估因素过少而导致主节点判断错误，误判分层关系，导致拓扑结构不能满足作业需求的情况。
18、进一步的，所述基于所述邻接节点集和所述第一指标集，根据预设的短时特征函数和长时特征函数，计算所述各节点的第一特征值，包括：
19、基于所述邻接节点集和所述第一指标集，分别求所述各节点的短时特征函数值和长时特征函数值，并根据预设权重，将所述短时特征函数值和所述长时特征函数值加权求和获得所述各节点的第一特征值；
20、其中，所述第一指标集包括信道的信干噪比、带宽、电力线路的电压数据；
21、所述短时特征函数为：
22、
23、所述长时特征函数为：
24、
25、其中，n代表节点vn，m代表节点vm，bn，m(t)为时隙t节点vn与其邻接节点集中节点vm之间的带宽，bn，m(τ)为时隙τ节点vn与其邻接节点集中节点vm之间的带宽，为时隙t节点vn与其邻接节点集中节点vm之间的信干噪比，为时隙τ节点vn与其邻接节点集中节点vm之间的信干噪比，v(t)为时隙电力线路的电压幅值，f(t)为时隙t电力线路的电压频率，f(τ)为时隙τ电力线路的电压频率，mn(t)为时隙t节点vn具有的邻接节点总数，mn(τ)为时隙τ节点vn具有的邻接节点总数，mmax(t)为截止到时隙t时所有节点的邻接节点数的最大值，ωn(t)为时隙t信干噪比修正权重，ωn(τ)为时隙τ信干噪比修正权重。
26、这样通过将信道的信干噪比、带宽、电力线路的电压数据纳入考虑范围，并通过设置短时特征函数和长时特征函数的权重，均衡考虑主节点判断的影响因素，加快对主节点的识别，提高主节点识别的精度。
27、进一步的，所述关联特征函数，具体为：
28、
29、其中，l(t)代表时隙t的某一主节点，n代表网关节点，δl(t)，n(t)为相关性调节因子，ψl(t)，n(t)为短时特征相关性权重，μl(t)，n(t)为长时特征相关性权重，为费雪函数，为时隙t某主节点所述短时特征函数值，为时隙t该主节点所述短时特征函数值的均值，为时隙t该主节点所述短时特征函数值的方差，为时隙t该节点所述长时特征函数值，为时隙t该主节点所述长时特征函数值的均本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述低压台区中各节点的邻接节点集和第一指标集，具体为：
3.根据权利要求1所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述基于所述邻接节点集和所述第一指标集，根据预设分层方法，确定所述低压台区各节点分层关系，进而确定所述低压台区的初始拓扑结构，包括：
4.根据权利要求3所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述基于所述邻接节点集和所述第一指标集，根据预设的短时特征函数和长时特征函数，计算所述各节点的第一特征值，包括：
5.根据权利要求4所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述关联特征函数，具体为：
6.根据权利要求3所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述根据所述各节点的所述第一特征值和预设第一阈值，确定所述低压台区的主节点集，包括：
7.根据权利要求3所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征
8.根据权利要求3所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述根据预设权重更新函数，调整所述低压台区各节点分层关系，优化所述初始拓扑结构，得到所述低压台区的优化拓扑结构，包括：
9.根据权利要求8所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述预设权重更新函数，具体为：
10.一种适配低压台区的电力线载波拓扑识别装置，其特征在于，包括如下模块：
11.根据权利要求10所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别装置，其特征在于，所述数据采集模块包括：第一指标集生成单元和邻接节点集确定单元；
12.根据权利要求10所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别装置，其特征在于，所述拓扑识别模块包括第一特征值计算单元、主节点集确定单元、关联特征值计算单元、节点分层单元和拓扑结构确定单元；
13.根据权利要求12所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别装置，其特征在于，所述第一特征值计算单元在基于所述邻接节点集和所述第一指标集，根据预设的短时特征函数和长时特征函数，计算所述各节点的第一特征值时，用于：
14.根据权利要求13所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别装置，其特征在于，所述关联特征值计算单元在根据所述短时特征函数和所述长时特征函数，构建关联特征函数，计算所述主节点集中所有主节点各自的关联特征值时，其所述关联特征函数为：
15.根据权利要求12所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别装置，其特征在于，所述主节点集确定单元在根据所述各节点的所述第一特征值和预设第一阈值，确定所述低压台区的主节点集时，用于：
16.根据权利要求12所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别装置，其特征在于，所述节点分层单元在根据所述各主节点的所述关联特征值和预设阈值区间组，确定各主节点的分层关系，进而确定所述低压台区各节点分层关系时，用于：
17.根据权利要求12所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别装置，其特征在于，所述拓扑优化模块包括：参数更新单元和拓扑优化单元；
18.根据权利要求17所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别装置，其特征在于，所述预设权重更新函数，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述低压台区中各节点的邻接节点集和第一指标集，具体为：
3.根据权利要求1所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述基于所述邻接节点集和所述第一指标集，根据预设分层方法，确定所述低压台区各节点分层关系，进而确定所述低压台区的初始拓扑结构，包括：
4.根据权利要求3所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述基于所述邻接节点集和所述第一指标集，根据预设的短时特征函数和长时特征函数，计算所述各节点的第一特征值，包括：
5.根据权利要求4所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述关联特征函数，具体为：
6.根据权利要求3所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述根据所述各节点的所述第一特征值和预设第一阈值，确定所述低压台区的主节点集，包括：
7.根据权利要求3所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述根据所述所有主节点各自的所述关联特征值和预设阈值区间组，确定各主节点的分层关系，进而确定所述低压台区各节点分层关系，包括：
8.根据权利要求3所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述根据预设权重更新函数，调整所述低压台区各节点分层关系，优化所述初始拓扑结构，得到所述低压台区的优化拓扑结构，包括：
9.根据权利要求8所述的适配低压台区的电力线载波拓扑识别方法，其特征在于，所述预设权重更新函数，具体为：
10.一种适配低压台区的电力线载波拓扑识别装置，其特征在于，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋鹏，张捷，路韬，张永旺，陈鹏，李倩，赵闻，何俊文，商兵，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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