[发明专利]一种基于多频率特征电流信号的户变拓扑关系识别方法

说明书

本发明公开一种基于多频率特征电流信号的户变拓扑关系识别方法，涉及智能电表技术领域，解决了现有户变拓扑关系识别抗干扰能力较差，信道占用时间长，影响电力线载波通信的技术问题。该方法包括将多频率特征电流信号的不同频率映射为不同的N位二进制码，并将多个N位二进制码编码形成特征码位；主站向智能电表、终端设备发送户变拓扑关系识别命令；智能电表接收到户变拓扑关系识别命令后，在电力线上产生特征码位对应的特征电流信号；终端设备收到户变拓扑关系识别命令后，对电力线上的特征码位进行检测，并将检测结果发送至主站；主站根据检测结果确定智能电表的户变拓扑关系。本发明降低了对电力线载波通信的影响，也提高了抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及智能电表技术领域，尤其涉及一种基于多频率特征电流信号的户变拓扑关系识别方法。

背景技术

户变拓扑关系是台区内用电客户与变压器的连接关系，是线损分析、拓扑识别、故障定位的基础。准确的户变拓扑关系识别，能够提高线损分析的精细化程度、合理安排新增负荷、提升故障抢修效率，进一步促进智能电网深化应用业务的开展。

随着电力线载波通信技术的发展和用电信息采集系统的建设，低压配电台区户变拓扑关系识别主要有以下几种方法：基于台区信息相关性的方法，如工频过零序列相关性、电压曲线相关性等；基于电信号畸变的方法，包括工频电压畸变、工频电流畸变；基于大数据的方法，通过对采集的电能表电压、电流、用电量等数据，进行分析获取户变拓扑关系结果；基于特征电流的户变拓扑关系识别方法，电能表侧通过通断负载的方式产生特定频率的谐波电流实现户变拓扑关系的识别。其中，基于特征电流方法中，在电能表相线与零线之间加装恒阻负载通断模块或者恒流通断模块，通过控制负载通断规律，即可在电力线上馈送特定频率的谐波电流信号。

现有技术中，特征电流的产生，一般选取负载通断的中心频率为f_c=833.3Hz，采样率f_s=5000Hz，工频电流f₀=50Hz，则馈入到电力线的谐波电流频率为f₁=783.3Hz（833.3Hz-50Hz）和f₂=883.3Hz（833.3Hz+50Hz）。恒阻负载特征电流时域波形如图1所示，其频谱特征如图2所示，恒流负载特征电流时域波形如图3所示。

特征电流的电流信号编码采用16位二进制信息，前8位为起始符[1 0 1 0 1 0 10]，用于解码时的信号同步，后8位为控制码[1 1 1 0 1 0 0 1]，可用来表示所携带信息，同时用于区分电网背景噪声，避免因噪声引起的误识别。控制码长度可变，可进一步扩展长度，增加发送信息。每一位二进制信息的发送时间为0.6s，当信息比特为1时，发送特征电流信号，当信息比特为0时，无特征电流信号发送。特征电流信号编码位示意如图4所示。

但现有电力线信道是噪声大、干扰强、衰落剧烈的快变化信道，当台区的电网干扰在833.3Hz附近时，无法正确同步和接收特征电流信号，特征电流抗干扰能力差。同时，特征电流的信道占用时间长，在不扩展控制码的条件下，一个节点发送完特征电流编码需要9.6s，每个节点至少发送一次。在发送特征电流信号时需要暂停载波通信，对以电力线载波为传输介质的本地通信网络产生严重影响。亟需一种新的特征电流信号产生方法用于户变拓扑关系识别。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有户变拓扑关系识别的特征电流信号抗干扰能力较差，信道占用时间长，影响电力线载波通信。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多频率特征电流信号的户变拓扑关系识别方法，以解决现有技术中存在户变拓扑关系识别的特征电流信号抗干扰能力较差，信道占用时间长，影响电力线载波通信的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：