[发明专利]一种配电网拓扑关系的自动识别系统及方法

权利要求书

1.一种配电网拓扑关系的自动识别系统，其特征是，包括感知层、数据层及应用层，感知层布署自动采集终端进行实时监控，预警风险，发布设备运行数据至数据层，数据层对数据进行清理、转换后，发布到应用层，应用层接收数据成果后，展示相关拓扑关系图；

所述的自动采集终端包括站线关系识别设备、线变关系识别设备、台户关系识别设备和分支关系识别设备；

台户关系识别设备包括智能电表、集中器和智能配变终端；

智能电表，内置台区识别接收单元和高速载波模块，与所述集中器连接，台区识别接收单元对电力线上信号进行采集，接受由集中器发送的控制指令，对采集的信号进行解调及处理生成识别信号，高速载波模块用于与集中器通信校对，进行台区识别；

集中器，集中器内设有台区识别发送单元、三相电压监测模块、RS-485接口模块，RS-485接口模块用于连接台区总表，采集台区总表数据，所述台区识别发送单元用于编制控制指令，加载在电力线上进行发送，台区识别发送单元用于集中器通过电力线进行通信；

智能配变终端，智能配变终端内置有并发抄表模块和结构化动态表单模块，用于各个集中器的数据进行并发抄表到主站，结构化动态表单模块用于数据碎片融合，生成台区拓扑关系表，进而生成台户关系拓扑；

所述线变关系识别设备包括设置在中压线路出口表的中压载波通信主机和安装于中压线路变压器的中压载波通信从机，中压载波通信主机加装耦合器与当前线路上所有中压载波通信从机形成一个局域网络，中压载波通信主机读取中压载波通信从机中变压器总编号，中压载波通信主机通过无线网络或局域网络实时与主站保持档案信息同步，在主站内GIS系统上实时展现线变关系拓扑图；

所述站线关系识别设备包括安装于变电站的变电站监测终端，变电站监测终端用于变电站设备的在线监测，变电站监测终端将检测数据传输到主站上，配合中压载波通信主机的数据，在GIS系统上实时展现站线关系拓扑图；

所述分支关系识别设备包括开闭所监测终端、环网柜监测终端、分支箱监测终端和表箱监测终端，均设有台区识别发送单元；

表箱监测终端，安装于表箱，表箱监测终端内置台区识别芯片、高速载波芯片及计量芯片，监测各表箱的电压、电流、功率、功率因数和表箱开关状态；通过RS485线采集表箱内各电表信息、监测电表用电情况，实时将分合闸事件、用电异常情况进行上报；

分支箱监测终端，安装于分支箱各出线开关，分支箱监测终端内置台区识别芯片、高速载波芯片及计量芯片，监测各分支开关的电压、电流、功率、功率因数和监测开关状态，分支箱监测终端实时上报分合闸事件并转送表箱监测终端的上报信息；

所述环网柜监测终端，用于检测环网柜状态并实时上报，同时转送分支箱监测终端上报信息；

开闭所监测终端，用于监测开闭所的开关状态，同时接收环网柜监测终端数据并上报至集中器，集中器内还设有高速载波CCO模块，高速载波CCO模块用于采集各电表、分支箱终端、表箱终端的数据，并实现分层分级线损分析计算及“变-分支-表箱-户表”的拓朴自动绘制，生成分支关系拓扑，传输给智能配变终端。

2.根据权利要求1所述的一种配电网拓扑关系的自动识别系统，其特征是：所述台区识别发送单元内设有控制指令编码模块和载波工频模块，控制指令编码模块用于编码台区信息和控制指令，所述载波工频模块用于在电压过零点正负30ms加载畸变信号，信号幅度在10A以内，发送台区信息和控制指令，所述台区识别接收单元内设有解码模块和载波工频模块，载波工频模块也用于接收集中器发送的编码信息，解码模块对编码信息做解码存储，实现台区识别。

3.一种应用于权利要求1或2所述的配电网拓扑关系的自动识别系统中的自动识别方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1，智能配变终端和集中器组成低压配网监测终端，低压配网监测终端通过台区识别发送单元发出拓扑识别指令，台区识别发送单元在电压过零点正负30ms加载畸变信号，信号幅度在10A以内，进行拓扑识别信号发送；

步骤2，开闭所监测终端、环网柜监测终端、分支箱监测终端和表箱监测终端组成分支监测单元，分支监测单元、分支箱、表箱、智能电表组成低压配网监测末端，低压配网监测末端通过内置台区识别接收单元接受台区识别发送单元发出拓扑识别指令信号，智能电表HPLC模块、分支监测单元上台区识别发送单元接收集中器发送的编码信息，并做解码存储，然后使用高速载波芯片通过HPLC链路进行双向验证，实现台区的台户拓扑关系识别；

步骤3，分支监测单元在电压过零点发送工频电流畸变信号，该电流畸变信号沿供电环路进行传输，同时进行高速模拟采样实时监测电压过零点畸变电流，并将分支、分相上畸变电流信息解码并存储；

步骤4，智能配变终端对分支监测单元进行并发抄表，通过结构化动态表单模块生成台区拓扑关系表，上传到主站上的GIS系统，进而生成台区的电力线路拓扑关系图，实现分支关系识别；

步骤5，通过中压线路上的中压载波通信主机读取中压载波通信从机中变压器总编号，中压载波通信主机通过无线网络或局域网络实时与主站保持档案信息同步，在主站内GIS系统上实时展现线变关系拓扑图；

步骤6，变电站监测终端将检测数据传输到主站上，配合中压载波通信主机的数据，在GIS系统上实时展现站线关系拓扑图。