一种基于电流信号的电网拓扑识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电流信号的电网拓扑识别方法，包括以下步骤：持续采集当前的电流波形，每隔若干整周进行频谱分析，得到每个采集期内不同频率的振幅数据；提取一个采样期内每个整周波的峰值点，判断每个峰值点之间的差值，符合预期条件的，认为识别到一次特征波形；如果若干采样期内判断到连续多次特征波形，则认为成功识别到一次特征信号；如果预设时间段内的特征信号识别率达到阈值，则认为识别成功，并记录特征信号识别事件。本发明专利技术的实质性效果包括：基于电流信号，在电网中产生一个电流激励，让分支网络能监测到，产生的电流信号类似于用户消耗，在功耗可控的情况下，不影响载波通讯，并通过多次识别的方式提高识别率及准确率。率及准确率。率及准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电流信号的电网拓扑识别方法


[0001]本专利技术涉及拓扑识别领域，特别涉及一种基于电流信号的电网拓扑识别方法。

技术介绍

[0002]现有的拓扑识别技术包含多种方法，例如授权公告号CN106254157B的专利技术公开了一种配电网拓扑的分布式管控与识别方法，各终端仅配置安装处的拓扑信息，通过广播方式发送基本拓扑信息，各终端基于支路信息、方向信息判断终端是否相邻以及相对位置。广播同时完成逻辑层划分、生成最小连接树，确定代理终端。配电网开关、分支发生变化，设备切除或并入时，终端通过广播的形式自动更新拓扑信息，告知相邻终端，减少人工配置次数，实现拓扑信息的自动生成、更新。
[0003]现有技术中常用的是HPLC工频载波模块通信技术，该方法通过改造集中器使其具有工频通信功能，并在用户端添加具有工频通信功能的装置，集中器和这些装置通过工频通信方式自动识别台区拓扑。基于现有电力线构建可控方向通信机制，利用拓扑生成协议，采用的技术方案是，基于TTU，配电箱中进线端安装的陷波器及分支监测单元实现。陷波器阻止特定频段信号的传输；分支监测单元具有全网唯一的id，分支监测单元包括安装在陷波器两端的上行模块和下行模块，拓扑识别命令通过电力线，采用陷波器阻止的频段传输。
[0004]但这种技术需要安装陷波器和分支监测单元，依靠特定频段传输，提高电网的中的谐波成分，且基于电压的信号，会影响载波的通讯。

技术实现思路

[0005]针对现有技术容易影响载波通讯且识别率低的问题，本专利技术提供了一种基于电流信号的电网拓扑识别方法，适用于以电流波形为特征信号载体的拓扑识别系统，通过对信号的分析和多次验证，确保识别的准确率，同时不会影响载波通讯。
[0006]以下是本专利技术的技术方案。
[0007]一种基于电流信号的电网拓扑识别方法，包括以下步骤：持续采集当前的电流波形，每隔若干整周进行频谱分析，得到每个采集期内不同频率的振幅数据；提取一个采样期内每个整周波的峰值点，判断每个峰值点之间的差值，符合预期条件的，认为识别到一次特征波形；如果若干采样期内判断到连续多次特征波形，则认为成功识别到一次特征信号；如果预设时间段内的特征信号识别率达到阈值，则认为识别成功，并记录特征信号识别事件。
[0008]本专利技术基于电流信号，在电网中产生一个电流激励，让分支网络能监测到，产生的电流信号类似于用户消耗，在功耗可控的情况下，不影响载波通讯，提高识别率及准确率。由于电网拓扑识别中，误判的错误成本较高，因此本专利技术通过多次识别的方式完成识别，以确保识别的准确率，同时基于电流波形，可以避免影响载波通讯。
[0009]作为优选，所述振幅数据的获取过程包括：每个采集期提取若干个整周波，每个周波32个点，分析16次谐波含量，通过快速傅里叶变化得到波形的频谱图以及各频率下幅值的柱状图。
[0010]作为优选，所述每个峰值点之间的差值，对应的预期条件包括：最大的峰值应大于其他峰值且差值达到数值A，同时其他峰值相互间的差值小于数值B，其中A与B根据具体负载条件下的测试结果设定。
[0011]作为优选，所述特征信号包含a个电流波形，一个电流波形包含b个整周，a和b的具体数值根据实际情况确定。一般情况下，特征信号包含3个电流波形，一个电流波形包含3个整周，作为优选，所述电流波形的有效值为30A。
[0012]作为优选，所述采样期至少为b+1个整周，至多为2b
‑
1个整周。一般为4个整周。
[0013]作为优选，所述特征信号的起始点为上过零或下过零之一。
[0014]作为优选，成功识别到一次特征信号的依据为：在n个采样期内识别到连续的m次特征波形，其中m大于n/3。一般情况下n大于10，m大于3。
[0015]作为优选，所述特征信号识别事件的记录条件包括：在N个采样期内，特征信号识别率大于等于50%，其中N大于等于5n。
[0016]本专利技术的实质性效果包括：基于电流信号，在电网中产生一个电流激励，让分支网络能监测到，产生的电流信号类似于用户消耗，在功耗可控的情况下，不影响载波通讯，并通过多次识别的方式提高识别率及准确率。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例中得到的一种频谱图。
[0018]图2是本专利技术实施例中得到的一种频域图。
[0019]图3是本专利技术实施例中得到的另一种频谱图。
[0020]图4是本专利技术实施例中得到的又一种频谱图。
具体实施方式
[0021]下面将结合实施例，对本申请的技术方案进行描述。另外，为了更好的说明本专利技术，在下文中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本专利技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未做详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。
[0022]实施例：一种基于电流信号的电网拓扑识别方法，包括以下步骤：当收到集中器通过载波信号发送的“拓扑识别信号参数设置命令”时，会将命令中的特征信号发生时间、特征信号特征、识别器算法类型、特征信号发生器表地址等信息保存到储存器中，并在发生时间到达时开启识别流程。同时对应地址的特征信号发生器也会收到该命令，并在发生时间发送特征信号，特征信号的起始点为上过零或下过零之一。
[0023]持续采集当前的电流波形，每隔若干整周进行频谱分析，得到每个采集期内不同频率的振幅数据。本实施例采用有效值30A的电流波形，每隔3个整周波一个30A的电流波
形，连续3个波形为一个特征信号。每10秒一个特征信号持续1分钟，共6个特征信号。每个采集期提取80ms波形，在50Hz下是4个整周波，每个周波32个点，则能分析16次谐波含量，以某一次采集为例，通过快速傅里叶变化，得到如图1所示的波形的频谱图。通过分析频谱，得到在12.5Hz，25Hz，37.5Hz，62.5Hz，75Hz，87.5Hz下的幅值比较明显，如图2，可以看到比例关系相对固定，因此可以用于分析拓扑信息。
[0024]考虑到识别器导入到分析函数的时间起始点不一样，在实际采样中，是会得到如图3的信号，通过发生器连续两次的波形做为分析基础，如第一次的一半没有采集到，然后第二次采集到了前的一半和后的一半。当放入到分析函数的点从131开始的128个点的波形，则会得到图4的信号，通过傅里叶变化得到的频谱也是跟前面一致，通过理论分析，得到只要发生器的信号是过零的，且每次在采样的128个点内，可以组成一个完成的波形，都可以识别出想要的完成的频谱图。
[0025]提取一个采样期内每个整周波的峰值点，判断每个峰值点之间的差值，符合预期条件的，认为识别到一次特征波形；每个峰值点之间的差值，对应的预期条件包括：最大的峰值应大于其他峰值且差值达到数值A，同时其他峰值相互间的差值小于数值B，其中A与B根据具体负载条件下的测试结果设定。
[0026]如果每10秒判断到连续3次特征波形，则认为成功识别到一次特征信号。
[0027]若1分钟内的特征信号识本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电流信号的电网拓扑识别方法，其特征在于，包括以下步骤：持续采集当前的电流波形，每隔若干整周进行频谱分析，得到每个采集期内不同频率的振幅数据；提取一个采样期内每个整周波的峰值点，判断每个峰值点之间的差值，符合预期条件的，认为识别到一次特征波形；如果若干采样期内判断到连续多次特征波形，则认为成功识别到一次特征信号；如果预设时间段内的特征信号识别率达到阈值，则认为识别成功，并记录特征信号识别事件。2.根据权利要求1所述的一种基于电流信号的电网拓扑识别方法，其特征在于，所述振幅数据的获取过程包括：每个采集期提取若干个整周波，每个周波32个点，分析16次谐波含量，通过快速傅里叶变化得到波形的频谱图以及各频率下幅值的柱状图。3.根据权利要求1所述的一种基于电流信号的电网拓扑识别方法，其特征在于，所述每个峰值点之间的差值，对应的预期条件包括：最大的峰值应大于其他峰值且差值达到数值A，同时其他峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈高，刘其钦，江云波，车乾，康宣，吴建国，孟娟，赵洛阳，何文远，
申请(专利权)人：浙江瑞银电子有限公司，
类型：发明
国别省市：