[发明专利]一种台区低压配电网拓扑及线路阻抗识别方法

权利要求书

1.一种台区低压配电网拓扑识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)在每个台区低压配电网中设置一个边缘计算终端，在台区低压配电网中的每个配电箱各出线和每个计量箱各进线处分别设置一个对应的电气测量装置；所述电气测量装置用于采集对应位置的三相或单相电压波形以及与电压对应的该相上的电流波形；各电气测量装置分别与该台区的边缘计算终端进行通信；边缘计算终端和各测量装置之间进行同步对时，使得边缘计算终端和各测量装置之间相对时间误差小于±10ms；

2)令计数器i＝1；

3)在每个台区进行第i次台区低压配电网拓扑识别时，根据台区各测量装置与边缘计算终端之间的通信确定每个测量装置台区归属关系及该测量装置通信接入相的相别；

4)对台区里所有测量装置进行时间同步，使得每个台区里的任意两个测量装置相对时间误差在±10ms以内；

5)利用步骤3)的结果，每个台区边缘计算终端向本台区的每个测量装置发送电压波形采样需求及对应的电流波形采样需求；

6)台区各测量装置按照步骤5)接收的需求截取对应的电压波形样本及电流波形样本并上传给本台区的边缘计算节终端；

7)每个台区的边缘计算终端根据接收到的各测量装置的通信接入相电压波形过零点时间，在时间上对齐各测量装置电压波形，消除各测量装置相对时间误差，采集三相电压的测量装置根据另外两相电压波形过零点时间确定另外两相对应的相别；

8)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电压波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

若任意两个测量装置各相同相别电压波形的基波幅值相对偏差在设定的第一基波幅值偏差阈值以内，且该两个装置的各相同相别电压波形的第j次谐波幅值相对偏差在设定的第j次电压谐波幅值偏差阈值以内，则该两个测量装置为处于同一条母线上的测量装置；其中j依次取值为2,3…n，n为谐波次数上限，n≤50

对台区内所有测量装置判定完毕后，对所有母线依次编号；

9)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电流波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

基于每个测量装置发送的电流波形样本，根据步骤8)的判定结果，计算处于任一母线的任一测量装置的电流基波向量幅值记为A1、第k次电流谐波向量幅值Ak，其中k依次取值为2,3…n，并基于A1至An的值寻找该母线对应上级测量装置；具体方法如下：

任意选取处于另一条母线上的任一测量装置的电流波形，计算该装置电流基波向量幅值记为B1、第k次电流谐波向量幅值Bk，其中k依次取值为2,3…n；若A1和B1幅值的相对偏差在设定的第二基波幅值偏差阈值范围以内，且Ak和Bk的幅值的相对偏差在设定的对应第k次电流谐波幅值偏差阈值范围以内，k＝2,3…n，则B1对应的测量装置为A1对应测量装置所处母线的上级测量装置；

10)利用步骤9)的结果，形成每个台区低压配电网第i次的拓扑识别结果，将拓扑结果中与该台区其他所有测量装置无连接测量装置记为孤立测量装置并从该台区拓扑范围中剔除该孤立测量装置；

11)令i＝i+1，然后重新返回步骤2)，进行下一次拓扑识别，直至i＝m，共得到每个台区低压配电网m次的拓扑识别结果，其中m为拓扑识别的次数上限；

将m次识别结果中，每次识别都位于同一条母线的测量装置认定为最终的位于同一母线的测量装置，并对各测量装置对应母线进行重新编号，若存在任意测量装置在每次识别结果中均为同一条母线上级测量装置，则将该测量装置判定为最终的该母线上级测量装置，得到最终的台区拓扑识别结果。

2.一种台区低压配电网线路阻抗识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)在每个台区低压配电网中设置一个边缘计算终端，在台区低压配电网中的每个配电箱各出线和每个计量箱各进线处分别设置一个对应的电气测量装置；所述电气测量装置用于采集对应位置的三相或单相电压波形以及与电压对应的该相上的电流波形；各电气测量装置分别与该台区的边缘计算终端进行通信；边缘计算终端和各测量装置之间进行同步对时，使得边缘计算终端和各测量装置之间相对时间误差小于±10ms；

2)令计数器i＝1；

3)在每个台区进行第i次台区低压配电网拓扑识别时，根据台区各测量装置与边缘计算终端之间的通信确定每个测量装置台区归属关系及该测量装置通信接入相的相别；

4)对台区里所有测量装置进行时间同步，使得每个台区里的任意两个测量装置相对时间误差在±10ms以内；

5)利用步骤3)的结果，每个台区边缘计算终端向本台区的每个测量装置发送电压波形采样需求及对应的电流波形采样需求；

6)台区各测量装置按照步骤5)接收的需求截取对应的电压波形样本及电流波形样本并上传给本台区的边缘计算节终端；

7)每个台区的边缘计算终端根据接收到的各测量装置的通信接入相电压波形过零点时间，在时间上对齐各测量装置电压波形，消除各测量装置相对时间误差，采集三相电压的测量装置根据另外两相电压波形过零点时间确定另外两相对应的相别；

8)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电压波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

若任意两个测量装置各相同相别电压波形的基波幅值相对偏差在设定的第一基波幅值偏差阈值以内，且该两个装置的各相同相别电压波形的第j次谐波幅值相对偏差在设定的第j次电压谐波幅值偏差阈值以内，则该两个测量装置为处于同一条母线上的测量装置；其中j依次取值为2,3…n，n为谐波次数上限，n≤50

对台区内所有测量装置判定完毕后，对所有母线依次编号；

9)每个台区边缘计算终端基于接收的测量装置的电流波形样本，对台区内所有测量装置进行判定：

基于每个测量装置发送的电流波形样本，根据步骤8)的判定结果，计算处于任一母线的任一测量装置的电流基波向量幅值记为A1、第k次电流谐波向量幅值Ak，其中k依次取值为2,3…n，并基于A1至An的值寻找该母线对应上级测量装置；具体方法如下：

任意选取处于另一条母线上的任一测量装置的电流波形，计算该装置电流基波向量幅值记为B1、第k次电流谐波向量幅值Bk，其中k依次取值为2,3…n；若A1和B1幅值的相对偏差在设定的第二基波幅值偏差阈值范围以内，且Ak和Bk的幅值的相对偏差在设定的对应第k次电流谐波幅值偏差阈值范围以内，k＝2,3…n，则B1对应的测量装置为A1对应测量装置所处母线的上级测量装置；

10)利用步骤9)的结果，形成每个台区低压配电网第i次的拓扑识别结果，将拓扑结果中与该台区其他所有测量装置无连接测量装置记为孤立测量装置并从该台区拓扑范围中剔除该孤立测量装置；

11)令i＝i+1，然后重新返回步骤2)，进行下一次拓扑识别，直至i＝m，共得到每个台区低压配电网m次的拓扑识别结果，其中m为拓扑识别的次数上限；

将m次识别结果中，每次识别都位于同一条母线的测量装置认定为最终的位于同一母线的测量装置，并对各测量装置对应母线进行重新编号，若存在任意测量装置在每次识别结果中均为同一条母线上级测量装置，则将该测量装置判定为最终的该母线上级测量装置，得到最终的台区拓扑识别结果；

12)利用步骤11)的结果，基于任意一次拓扑识别中各线路两端测量装置测量的电压波形和电流波形，根据电流波形对齐每条线路中各测量装置各电压波形，计算每条线路两端各相电压电流波形的基波及L次谐波的幅值及相位，其中L依次取值为2,3…n；根据电路原理计算每条线路的基波及各次谐波的阻抗及各序分量的阻抗。