[发明专利]一种基于可见光通信的配电系统末端拓扑结构识别方法

说明书

本发明涉及一种基于可见光通信的配电系统末端拓扑结构识别系统及方法，包括系统主控、智能电表和智能断路器；主控包括MCU处理模块、LED光发射和接收装置及数据发送模块；智能电表包括MCU处理模块及LED光发射和接收装置；智能断路器包括MCU处理模块及LED光发射和接收装置；电表接收光信号并转化为电信号，识别出主控的寻址请求，向主控发送唯一地址码建立一级拓扑结构。智能断路器对距离最近的电表唯一地址码加值01，并向主控发送它的唯一地址码，主控根据智能断路器的唯一地址码建立二级拓扑结构。本发明基于可见光的定位更加精准，能够满足配电箱密闭空间内拓扑结构识别的要求，精确地识别出配电箱内的拓扑结构。

技术领域

本发明涉及一种基于可见光通信的配电系统末端拓扑结构识别系统及方法，属于电力检测技术领域。

背景技术

配电系统末端拓扑结构指的是配电网系统中电网入户后，配电箱(或配电柜)中各户断路器与电表之间的关联关系。目前的拓扑结构研究集中于配电变压器高低压台区电网拓扑结构方向，一般节点末端位于配电表箱(或配电表柜)，对于电网入户后的配电系统拓扑结构则不予研究。这是因为现有的拓扑结构识别方法的精度不能满足精确到配电箱(或配电柜)内部的要求。配电网络发生故障后，往往难以满足故障准确定位、安全保障、及时恢复供电等要求。

目前常用于配电网拓扑结构识别的方法主要有以下几种：

1、使用移动设备建立拓扑。即测试人员进行现场勘查，人为判断电路拓扑关系并记录。这种方法需要耗费大量的人力和时间成本，效率很低且易出错。

2、基于大数据分析的方法。即计算台区一定范围内电表数据，根据相似度来判断拓扑结构。这种方法计算量极大，极易造成网络堵塞。

3、基于特征电流的方法。即在配电网络的一个供电支路上注入特征电流，其他支路检测特征电流的方法识别拓扑，这种方法只能识别到支路终端，无法对电网入户后的拓扑结构进行识别。

例如，中国专利文献CN203911593U公开了一种电网拓扑结构识别装置和电网拓扑结构识别系统，电网拓扑结构识别装置包括：第一开关设备，设置在第一供电线路，用于控制所述第一供电线路的接通或者断开；第二开关设备，设置在第二供电线路，用于控制所述第二供电线路的接通或者断开；第三开关设备，用于连接在所述第一供电线路和所述第二供电线路之间；以及信号接收器，与所述第一供电线路和所述第二供电线路分别相连接，用于根据所述第一供电线路和所述第二供电线路的工频通信信号识别所述第一开关设备、第二开关设备和第三开关设备的状态。通过本实用新型，达到了及时确定配电网中的拓扑结构的效果。中国专利文献CN210404847U公开了一种配电网用电信息采集及配电结构拓扑识别系统，主要包括载波数据汇集终端、分支监测终端、无线采集模块和无线载波汇集单元，变电箱内：在所述A、B、C三条供电线上安装所述载波数据汇集终端；所述载波数据汇集终端下方为断路器；所述断路器下方安装所述分支监测终端，所述分支监测终端与所述无线采集模块无线通信，所述无线采集模块、载波数据汇集终端与配电采集系统连接；配电箱内：在所述A、B、C三条火线上分别安装所述无线载波汇集单元。分支监测终端可实时监测断路器的电压、电流和温度，进而降低危险隐患的发生；无线载波汇集单元具有载波中继功能，能够避免信号衰减，传输信息丢失、信息不明确的情况发生。中国专利文献CN110932396A公开了一种基于脉冲特征电流信号的低压配电网拓扑识别系统，在低压进线开关层安装有一个总线电流集中控制器；在低压出线开关层安装有多个支路电流检测器，在分支线开关层安装有多个支路电流检测器，在计量箱用户开关层安装有多个支路电流检测器,在用户最末端安装脉冲特征电流发生器；在不改变原有线路的基础上，通过在总开关处安装总线电流集中控制器，各支路与配电网用户末端分别安装支路电流检测器与脉冲特征电流发生器的方式，获得低压配电网拓扑结构，并能够实时在线监测配电网拓扑结构的变化，实现对低压网拓扑结构的实时监测与上报，有利于提高供电可靠性与电网运维管理水平。