[发明专利]一种电表量测数据与电力线通信的低压配网拓扑识别方法

说明书

本发明公开了一种电表量测数据与电力线通信的低压配网拓扑识别方法，包括以下步骤：采集用户一定时间序列长度的瞬时电压数据；基于不同节点电压序列之间的相关性关系，计算所有用户节点之间的皮尔逊相关系数；建立基于电压相关性的户表聚类模型，依据类别数目确立由台区配变二次侧节点到每一小类的分支数；基于每一类分支，向每个用户终端发送数据召集命令；用户终端收到命令后，将状态信息向上游终端逐层回报，并记录所有通讯设备之间的距离；调用距离算法完成每一类中各用户节点的连接关系。本发明具有较高的检测与识别低压配网拓扑的准确率，有助于配电管理时掌握配网实时拓扑及识别故障位置并缩短回复时间，提高配网运行的安全性、稳定性。

技术领域

本发明涉及配电系统分析领域，尤其涉及一种电表量测数据与电力线通信的低压配网拓扑识别方法。

背景技术

配电网作为电力系统的终端环节，担负着直接向用户供电的重要使命。建设强大的智能配电网是提高供电可靠性的重要举措。完整、一致、准确、及时、可靠的拓扑模型是实现配电网智能化建设的基础，可以为调度运行、维护和优化供电服务提供关键支撑。

随着“以新能源为主体的新型电力系统”不断发展建设，分布式电源装机规模不断扩大，电动汽车等新型负荷在用户侧占比日趋增加为应对“源—荷”双侧不确定性导致的潮流高频幅波动和越限，配电网馈线开关动作将愈加频繁，导致网络结构也随之变化，运行方式愈加多样化、复杂化，给配电网安全稳定控制及经济运行分析带来全新挑战。随着“以新能源为主体的新型电力系统”不断发展建设，分布式电源装机规模不断扩大，电动汽车等新型负荷在用户侧占比日趋增加为应对“源—荷”双侧不确定性导致的潮流高频幅波动和越限，配电网馈线开关动作将愈加频繁，导致网络结构也随之变化，运行方式愈加多样化、复杂化，给配电网安全稳定控制及经济运行分析带来全新挑战。精确的拓扑结构是配电系统进行潮流计算、状态估计、整定计算等分析应用的基础，也是规划运行、安全稳定控制的前提。

相较于输电网，配电网中监控及量测设备数量远不能满足需求，导致配电网结构大多数情况下难以实时准确获取。目前，对配电网拓扑识别的研究可以分为四类。一是研究基于重要国际标准的配电网拓扑模型描述规则。二是研究配电网拓扑模型存储和分析的高级应用算法，类似于邻接表、邻接矩阵、深度优先遍历算法、广度优先遍历算法等。第三是研究拓扑模型的具体用途，它可以作为实现馈线自动化、潮流计算等技术或功能的模型基础。四是研究了拓扑识别的方法，目前主流的方法是利用高级量测体系(advancedmeterinfrastructure，AMI)的配置，从用户侧的智能电表获取电压、电流、功率等时间序列的量测数据，利用配网结构的电气特性和机器学习的数据处理方法来完成拓扑识别任务；同时，随着通信设备在低压配网中越来越多的配置，类似于电力线通信(power linecommunication，PLC)、小信号注入、信号强度测试等通信方法被应用于配网拓扑识别中。

发明内容

本发明目的提供一种电表量测数据与电力线通信的低压配网拓扑识别方法，该发明通过用户侧智能电表采集的瞬时电压时间序列，计算电压数据的皮尔逊相关系数，基于此进行聚类分析，得出粗拓扑；再利用电力线载波通信中时间和距离测量，得出每一小类中各节点的连接关系，进而整合得出整个配网的拓扑结构。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种电表量测数据与电力线通信的低压配网拓扑识别方法，包括以下步骤：

S101、采集用户一定时间序列长度的瞬时电压数据；

S102、基于不同节点电压序列之间的相关性关系，计算所有用户节点之间的皮尔逊相关系数；

S103、建立基于电压相关性的户表聚类模型，依据类别数目确立由台区配变二次侧节点到每一小类的分支数；所述依据类别数目确立由台区配变二次侧节点到每一小类的分支数为一级分支；

S104、基于S103的每一类分支，利用PLC从主站向每个用户终端发送数据召集命令；