[发明专利]一种基于物联网设备量测数据的低压配电网拓扑识别方法

说明书

本发明公开了一种基于物联网设备量测数据的低压配电网拓扑识别方法，属于电力能源领域，包括如下步骤：首先采集IoT设备功率、电压等实时量测数据，并对数据进行预处理；利用IoT设备实时量测数据，结合基于皮尔逊系数的数据相似性分析法，分析低压用户侧IoT设备电压量测数据隐含的相似性信息；通过相似性计算结果辨识分支节点的层次结构，进而获得低压侧不同馈线用户的拓扑连接关系；最后通过基于历史数据和IoT设备占比分析的数据聚合方法，将低压侧IoT设备有功功率量测数据按比例聚合至中压侧，可为后续中压侧拓扑识别提供参考。解决了由于低压配电网覆盖范围的广泛性以及各用户数据的独立性和私密性造成的低压侧用户间缺乏物理连接信息的问题。

技术领域

本发明属于电力能源领域，具体来说，涉及一种基于物联网设备量测数据的低压配电网拓扑识别方法。

背景技术

在智能电网发展与能源转型的要求下，电力系统对通信技术与电子技术的依赖程度不断加深，如今的配电系统已经发展为信息物理高度耦合的配电信息物理系统(Cyber-Physical Distribution System,CPDS)。另外，随着分布式发电技术的不断发展，高渗透率分布式电源并网使传统的单电源辐射状配电网转变为遍布电源和负荷的多电源系统，主动配电网对协调控制能力的高要求也使配电网结构日益复杂。在此背景下，精准的配电网实时拓扑信息将对配电网的规划、运行、分析等环节产生重要影响。

随着泛在电力物联网具体业务的加速拓展，物联网设备发展动能不断丰富，市场潜力不断深化，设备覆盖范围和发展速度不断加快。物联网设备的爆炸式增长所产生的海量量测数据，为电力系统中受限于机理模糊、模型复杂的实际问题提供了新的解决途径。以配电网拓扑识别业务为例，物联网设备可实时采集相关量测数据，并通过物联网通信通道传输到物联网企业数据中心，可充分利用物联网设备分布式优势，利用广泛分布的物联网设备量测信息，缓解电力通信压力，降低通信延迟影响，并且不再受限于配电网先验模型的准确性。

发明内容

技术问题：针对现有低压配电网拓扑识别方法的不足，本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于物联网设备量测数据的低压配电网拓扑识别方法，解决由于低压配电网覆盖范围的广泛性以及各用户数据的独立性和私密性造成的低压侧用户间缺乏物理连接信息的问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于物联网设备量测数据的低压配电网拓扑识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于智能电网技术与物联网技术的发展现状，建立配电系统物理连接与信息通讯方式，确立低压配电网中物联网设备的数据支撑框架。

获取IoT设备功率、电压等实时量测数据，并对数据进行预处理，利用IoT设备实时量测数据，结合基于皮尔逊系数的数据相似性分析法，分析低压用户侧IoT设备电压量测数据隐含的相似性信息，通过相似性计算结果辨识分支节点的层次结构，进而获得低压侧不同馈线用户的拓扑连接关系。

通过基于历史数据和IoT设备占比分析的数据聚合方法，将低压侧IoT设备有功功率量测数据按比例聚合至中压侧，可为后续中压侧拓扑识别提供参考。

物理连接与信息通讯方式，其特征在于，用户侧接入的海量物联网设备分布在配电网的各个供电台区，不仅在物理侧实现了终端设备的深入渗透，在信息侧也实现了数据的互通互联：

物联网设备的数据支撑框架，其特征在于，物联网设备终端覆盖范围广、发展速度快、数据实时性强，以居民用户中的物联网设备为例，其量测数据包括功率信息、电压信息等电量数据，以及各终端的实时工况数据。这些数据可通过无线专网、光线专网、5G、4G、GPRS、CDMA等通信通道实现各层之间的信息交互。通信通道将量测数据上发到系统主站中，主站中的服务器可实现对量测数据的收集和处理，从而完成各项系统任务。

物联网设备实时量测数据，其特征在于，IoT设备可获取的实施量测数据包含：