[发明专利]一种低压台区配电网拓扑识别系统及识别方法

权利要求书

1.一种基于低压台区配电网拓扑识别系统的拓扑识别方法，其特征在于，低压台区配电网拓扑识别系统包括拓扑识别终端和多个智能量测开关，所述拓扑识别终端安装于配电网的变压器出线侧，各所述智能量测开关安装于配电网的分支箱、表箱和户表处；所述智能量测开关包括主控模块、计量模块、通信模块和拓扑识别电流发生模块；所述计量模块、通信模块和拓扑识别电流发生模块均与所述主控模块相连；所述拓扑识别终端用于通过通信模块轮询各智能量测开关的地址，并根据地址依次发送拓扑识别命令至各智能量测开关，各所述智能量测开关的拓扑识别电流发生模块，用于在接收到拓扑识别命令后，产生拓扑识别电流信号；各所述智能量测开关的计量模块，用于采集拓扑识别电流信号；所述拓扑识别终端再根据各智能量测开关以及自身是否采集到拓扑识别电流信号来实现拓扑识别；

所述计量模块包括拓扑识别电流采集单元、线路电压采集单元和线路电流采集单元；所述拓扑识别电流采集单元用于采集拓扑识别电流信号；所述线路电压采集单元用于采集线路电压信号；所述线路电流采集单元用于采集线路电流信号；所述拓扑识别终端用于根据各线路电压信号和电流信号来分析功率变化值或谐波变化值以判断拓扑识别结果是否正确；具体地，获取电压信号和电流信号以得到预设时间段的有功功率变化值、无功功率变化和谐波变化值；根据有功功率变化值、无功功率变化和谐波变化值进行拓扑识别；如果预设时间段内有功功率变化值或无功功率变化值或谐波变化值在同一区间段，则认为对点节点属于同一层结构；

还包括电源模块，所述电源模块包括整流电路和稳压电路，整流电路和稳压电路串联；整流电路用于将电网输入的交流电能转换为直流电能，稳压电路用于将直流电能转换为稳定的直流电能并供电；稳压电路包括5V电源电路和3.3V电源电路，5V电源电路用于将直流电能转换为稳定的5V电源电压并供电，3.3V电源电路用于将5V电源转换为3.3V电源并供电；其中整流电路整流后的整流电源VCC通过电容C2和C3接地滤波后，输入到芯片VR1的输入端，芯片VR1的输出端直接输入+5V电源信号，并通过电容C4和C5接地滤波后，再通过二极管D1保护，然后输入到电源芯片VR2的输入端；电源芯片VR2的输出端直接输出+3.3V电源信号，并通过电容C6和C7接地并滤波；

拓扑识别电流发生模块用于产生同一支路中其他智能量测开关可以识别到的拓扑识别电流信号，进行电压过零点检测，检测到电压过零后，等待7ms，打开主控模块对应的IO口，进行大电流脉冲注入；过零后自动关闭，完成短时电流脉冲注入；

拓扑识别方法包括步骤：

S1、各所述智能量测开关与拓扑识别终端进行通信组网，并向拓扑识别终端申请注册，所述拓扑识别终端对注册的各所述智能量测开关进行标记；

S2、所述拓扑识别终端依次对标记的智能量测开关发送拓扑识别命令，各所述智能量测开关在接收到拓扑识别命令后，依次发送拓扑识别电流信号；

S3、对所有智能量测开关发送采集指令，对应计量模块用于采集拓扑识别电流信号并进行分析以得其对应所处拓扑位置，同时采集对应线路电压和线路电流信号；

S4、在所有智能量测开关轮询完成后，所述拓扑识别终端根据各所述智能量测开关以及其自身是否接收到拓扑识别电流信号，来进行分析，从而生成配电网拓扑图；

S5、根据各智能量测开关采集的线路电压和线路电流信号判断配电网拓扑图是否正确；

步骤S5的具体过程为：

获取电压信号和电流信号以得到预设时间段的有功功率变化值、无功功率变化和谐波变化值；根据有功功率变化值、无功功率变化和谐波变化值进行拓扑识别；如果预设时间段内有功功率变化值或无功功率变化值或谐波变化值在同一区间段，则认为对点节点属于同一层结构；

步骤S2中的扑识别电流信号为持续时间为1-1.5ms的畸变电流信号；

在步骤S2中，对应所述拓扑识别电流发生模块产生拓扑识别电流信号的具体过程为：进行电压过零点检测，检测到电压过零后，打开主控模块对应的IO口，进行拓扑识别电流信号的注入，过零后自动关闭主控模块对应的IO口，完成拓扑识别电流信号的注入；在后续进行拓扑识别电流信号的识别过程中，将拓扑识别电流信号过零时间点与配电网各相的过零点进行比较，如两者的过零时间点相同，则判断对应的节点处于相应的相线上，进一步比较得到不同相线上的不同节点，实现后续拓扑结构的精准绘制。