[发明专利]一种适用于低压配电网拓扑自动识别方法及设备

说明书

本发明提供了一种适用于低压配电网拓扑自动识别方法及设备，属于配用电物联网技术领域，本方法包括：首先利用皮尔逊相关系数将相似度大于预设相似度阈值的用户录入待识别所属馈线用户表箱集合中；其次对该集合中任一用户，记为待识别用户，利用差分滤波法寻找待识别用户返回电源路径中的其余上游各节点，并录入支路集合中；根据支路集合中任一支路的各节点获取上下游关系，并对各节点有向排列，以用于更新支路集合；最后根据更新后的支路集合生成拓扑。本方法解决了使用现有低压配电网拓扑识别对于低压用户所属台区的识别不准确，导致增加了人工排查的范围，使得工作效率低下、正确率低的问题。

技术领域

本发明属于配用电物联网技术领域，具体涉及一种适用于低压配电网拓扑自动识别方法及设备。

背景技术

低压配电网分支多、形式多样，且运行中常因临时需要发生拓扑结构改变。要完成台区内线路漏电故障的快速检测、定位及线损计算，首先要实现低压网络拓扑关系的自动识别。随着工业物联网与低压配电网的深度融合，低压配电网内各个关键节点将配置更多的低压智能终端单元，低压侧及线路侧LTU作为电气量及开关量的接入终端及控制信号下发终端。可以承载如电气量监测、配置存储交换、故障录波等边缘智能应用。根据实际需要，在低压用户侧，也可以部署LTU，除管理用户电表箱外，还可以用来管理如光伏、风力发电等分布式能源及电池储能等新型用电侧电器。低压配电物联网构架下信息的全面感知为低压配电网拓扑自动识别提供了新思路。

低压配电网拓扑识别主要解决的问题有以下两个方面：首先是户变关系的校核，通常的错误为识别到其他台区范围内，需要依靠人工逐一排查，不仅工作效率低下，而且正确率低。其次是完成“配-线-户”之间的拓扑关系判别，即用户所属馈线的拓扑自动识别过程，其中包括配电变压器出线节点、低压出线节点、分支节点、用户节点之间的连接关系判别。位于同一配电变压器供电范围内的变压器出线节点、低压出线节点、分支节点与用户节点在电气连接关系上为并联关系，由于低压配电网各处负荷随时间变化的不确定性，电压经常发生波动，对于低压用户所属台区的识别也造成了一定的困难。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在解决使用现有低压配电网拓扑识别对于低压用户所属台区的识别不准确，导致增加了人工排查的范围，使得工作效率低下、正确率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种适用于低压配电网拓扑自动识别方法，包括如下步骤：

根据用户侧表箱采集到的电压数据，利用皮尔逊相关系数判断用户所属台区，将相似度大于预设相似度阈值的用户录入待识别所属馈线用户表箱集合中；

对待识别所属馈线用户表箱集合中任一用户的表箱开关进行一次通断，将任一用户记为待识别用户，利用差分滤波法寻找待识别用户返回电源路径中的其余上游各节点，将待识别用户返回电源路径中的各节点录入支路集合中，并将待识别用户从待识别所属馈线用户表箱集合中删除；

对支路集合中任一支路的各节点进行电压幅值比较，获取各节点的上下游关系，根据上下游关系将任一支路的各节点有向排列，以用于更新支路集合；

判断待识别所属馈线用户表箱集合中的用户个数是否小于1，若是，则根据更新后的支路集合生成拓扑，若否，则执行对待识别所属馈线用户表箱集合中任一用户的表箱开关进行一次通断及其后续步骤，直至待识别所属馈线用户表箱集合中所有用户在用户返回电源路径中的各节点均录入支路集合中。

进一步的，皮尔逊相关系数具体采用下式计算：

式中，X、Y表示两组数据序列，分别代表X、Y的平均值，P代表皮尔逊相关系数，X_i表示序列X中的数据，Y_i表示序列Y中的数据，n表示序列中数据的总数目，i表示数据在序列中的序号。