一种基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及配电自动化技术领域，公开了一种基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法及装置。在该方法中，首先利用北斗和超宽带联合定位方法，确定配电单元的定位信息。然后获取配电系统物理结构，并确定配电单元的逻辑拓扑关系。最后根据所述配电单元的逻辑拓扑关系和所述配电单元的定位信息，生成配电网逻辑拓扑图。本申请利用北斗定位技术和超宽带定位技术相结合的无缝定位，解决配电网中因受建筑物、障碍物等的阻挡导致室内无法获取定位信息的问题。通过充分利用北斗和超宽带的定位技术，可以解决室内定位信号弱的难题。可以解决室内定位信号弱的难题。可以解决室内定位信号弱的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法及装置


[0001]本申请涉及配电自动化
，尤其涉及一种基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法及装置。

技术介绍

[0002]拓扑结构研究是直流配电系统研究的基础和关键内容，配电网络拓扑分析是配电网进行潮流计算、故障计算，故障区段定位，故障恢复，以及网络重构的基础。配电网作为电网的重要组成部分，其稳定运行直接影响到电网安全。其中配电网络拓扑分析需要获取配电单元的定位信息。
[0003]目前定位技术因受建筑物、障碍物等的阻挡，导致配电网很多室内区域配电单元无法准确获取定位信息，传统的卫星定位难以覆盖地下室、配电房等环境。因此配电拓扑生成方式多由人工录入，工作量大易出错，位置变动更新不及时，难以精确定位。

技术实现思路

[0004]本申请公开了一种基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法及装置，用于解决现有技术中，配电拓扑生成方式多由人工录入，工作量大易出错，位置变动更新不及时，难以精确定位的技术问题。
[0005]本申请第一方面公开了一种基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法，包括：
[0006]利用北斗和超宽带联合定位方法，确定配电单元的定位信息，所述配电单元包括室外区域配电单元和室内区域配电单元；其中，通过北斗系统获取所述室外区域配电单元的定位信息；通过超宽带(Ultra Wide Band，UWB)定位技术中基于DFT(Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换)的TOA(Time of arrival，到达时间)和DOA(direction of arrival，波达方向)联合估计技术，获取所述室内区域配电单元的定位信息；
[0007]获取配电系统物理结构，并确定配电单元的逻辑拓扑关系；
[0008]根据所述配电单元的逻辑拓扑关系和所述配电单元的定位信息，生成配电网逻辑拓扑图，所述配电网逻辑拓扑图中的节点与所述配电单元一一对应，且任一配电单元对应的节点存储所述任一配电单元的定位信息。
[0009]可选的，所述通过北斗系统获取所述室外区域配电单元的定位信息，包括：
[0010]所述北斗系统包括北斗导航卫星和定位服务器；
[0011]通过所述北斗导航卫星接收所述室外区域配电单元的源信号数据；
[0012]将所述室外区域配电单元的源信号数据通过蜂窝网络传送到所述定位服务器；
[0013]所述定位服务器根据所述室外区域配电单元的源信号数据，生成所述室外区域配电单元的的空间坐标，确定所述室外区域配电单元的定位信息。
[0014]可选的，所述通过超宽带定位技术中基于DFT的TOA和DOA联合估计技术，获取所述室内区域配电单元的定位信息，包括：
[0015]在室内区域设置两根接收天线，用于接收所述室内区域配电单元的辐射信号，并确定室内区域天线接收信号；
[0016]在频域上对所述室内区域天线接收信号进行建模，确定频域接收信号，并确定所述频域接收信号的协方差矩阵；
[0017]对所述协方差矩阵的第一列进行DFT处理，确定所述室内区域天线接收信号到达两根接收天线的TOA粗估计结果；
[0018]构造相位补偿矩阵，确定最优相位补偿因子的估计值，并根据TOA粗估计结果和所述最优相位补偿因子的估计值，确定两根接收天线的TOA精估计结果；
[0019]将两根接收天线的TOA精估计结果中的TOA估计值进行配对，并根据室内区域天线接收信号到达两根接收天线的到达时间差，确定DOA估计结果；
[0020]根据所述DOA估计结果，确定所述室内区域配电单元的定位信息。
[0021]可选的，所述配电系统物理结构包括配电单元的连接关系和配电单元的包含关系；
[0022]所述配电单元的连接关系为配电单元之间通过电力电缆连接的供配电路径；
[0023]所述配电网逻辑拓扑图用于根据所述配电单元的包含关系进行层次化布局。
[0024]可选的，所述配电网逻辑拓扑图中的节点包括变电站、变压器、配电所和配电柜。
[0025]可选的，所述任一配电单元对应的节点还存储所述任一配电单元的设备类型、设备编号和设备状态。
[0026]可选的，在所述生成配电网逻辑拓扑图之后，还包括：
[0027]根据所述配电网逻辑拓扑图，进行配电业务分析，所述配电业务分析包括供电可靠性统计分析、理论线损分析和短期负荷预测。
[0028]本申请第二方面公开了一种基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成装置，所述基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成装置应用于本申请第一方面公开的基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法，所述基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成装置包括：
[0029]定位信息获取模块，用于利用北斗和超宽带联合定位方法，确定配电单元的定位信息，所述配电单元包括室外区域配电单元和室内区域配电单元；其中，通过北斗系统获取所述室外区域配电单元的定位信息；通过超宽带定位技术中基于DFT的TOA和DOA联合估计技术，获取所述室内区域配电单元的定位信息；
[0030]逻辑拓扑关系获取模块，用于获取配电系统物理结构，并确定配电单元的逻辑拓扑关系；
[0031]配电网逻辑拓扑图生成模块，用于根据所述配电单元的逻辑拓扑关系和所述配电单元的定位信息，生成配电网逻辑拓扑图，所述配电网逻辑拓扑图中的节点与所述配电单元一一对应，且任一配电单元对应的节点存储所述任一配电单元的定位信息。
[0032]可选的，所述定位信息获取模块，包括：
[0033]室外数据接收单元，用于通过所述北斗导航卫星接收所述室外区域配电单元的源信号数据；所述北斗系统包括北斗导航卫星和定位服务器；
[0034]室外数据传送单元，用于将所述室外区域配电单元的源信号数据通过蜂窝网络传送到所述定位服务器；
[0035]室外定位单元，用于所述定位服务器根据所述室外区域配电单元的源信号数据，生成所述室外区域配电单元的的空间坐标，确定所述室外区域配电单元的定位信息。
[0036]可选的，所述定位信息获取模块，包括：
[0037]室内信号获取单元，用于在室内区域设置两根接收天线，用于接收所述室内区域配电单元的辐射信号，并确定室内区域天线接收信号；
[0038]协方差矩阵确定单元，用于在频域上对所述室内区域天线接收信号进行建模，确定频域接收信号，并确定所述频域接收信号的协方差矩阵；
[0039]粗估计单元，用于对所述协方差矩阵的第一列进行DFT处理，确定所述室内区域天线接收信号到达两根接收天线的TOA粗估计结果；
[0040]精估计单元，用于构造相位补偿矩阵，确定最优相位补偿因子的估计值，并根据TOA粗估计结果和所述最优相位补偿因子的估计值，确定两根接收天线的TOA精估计结果；
[0041]估计结果确定单元，用于将两根接收天线的TOA精估计结果中的TOA估计值进行配对，并根据室内区域天线接收信号到达两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法，其特征在于，包括：利用北斗和超宽带联合定位方法，确定配电单元的定位信息，所述配电单元包括室外区域配电单元和室内区域配电单元；其中，通过北斗系统获取所述室外区域配电单元的定位信息；通过超宽带定位技术中基于DFT的TOA和DOA联合估计技术，获取所述室内区域配电单元的定位信息；获取配电系统物理结构，并确定配电单元的逻辑拓扑关系；根据所述配电单元的逻辑拓扑关系和所述配电单元的定位信息，生成配电网逻辑拓扑图，所述配电网逻辑拓扑图中的节点与所述配电单元一一对应，且任一配电单元对应的节点存储所述任一配电单元的定位信息。2.根据权利要求1所述的基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法，其特征在于，所述通过北斗系统获取所述室外区域配电单元的定位信息，包括：所述北斗系统包括北斗导航卫星和定位服务器；通过所述北斗导航卫星接收所述室外区域配电单元的源信号数据；将所述室外区域配电单元的源信号数据通过蜂窝网络传送到所述定位服务器；所述定位服务器根据所述室外区域配电单元的源信号数据，生成所述室外区域配电单元的的空间坐标，确定所述室外区域配电单元的定位信息。3.根据权利要求1所述的基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法，其特征在于，所述通过超宽带定位技术中基于DFT的TOA和DOA联合估计技术，获取所述室内区域配电单元的定位信息，包括：在室内区域设置两根接收天线，用于接收所述室内区域配电单元的辐射信号，并确定室内区域天线接收信号；在频域上对所述室内区域天线接收信号进行建模，确定频域接收信号，并确定所述频域接收信号的协方差矩阵；对所述协方差矩阵的第一列进行DFT处理，确定所述室内区域天线接收信号到达两根接收天线的TOA粗估计结果；构造相位补偿矩阵，确定最优相位补偿因子的估计值，并根据TOA粗估计结果和所述最优相位补偿因子的估计值，确定两根接收天线的TOA精估计结果；将两根接收天线的TOA精估计结果中的TOA估计值进行配对，并根据室内区域天线接收信号到达两根接收天线的到达时间差，确定DOA估计结果；根据所述DOA估计结果，确定所述室内区域配电单元的定位信息。4.根据权利要求1所述的基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法，其特征在于，所述配电系统物理结构包括配电单元的连接关系和配电单元的包含关系；所述配电单元的连接关系为配电单元之间通过电力电缆连接的供配电路径；所述配电网逻辑拓扑图用于根据所述配电单元的包含关系进行层次化布局。5.根据权利要求1所述的基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法，其特征在于，所述配电网逻辑拓扑图中的节点包括变电站、变压器、配电所和配电柜。6.根据权利要求1所述的基于北斗超宽带联合定位的配电拓扑生成方法，其特征在于，所述任一配电单元对应的节点还存储所述任一配电单元的设备类型、设备编号和设备状态。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭雅娟，徐江涛，朱道华，韦磊，蒋承伶，赵新冬，沈超，毕晓甜，孙云晓，徐长福，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：