一种10kV中压线路的分支识别系统及方法

摘要

本发明公开了一种10kV中压线路的分支识别系统及方法，主要涉及配电自动化领域领域。包括识别模块、全电量采集模块、线损计算模块、故障研判模块、拓展模块，识别模块用于对中压配电网的分支、线‑变‑站的拓扑关系识别，识别模块包括信号发生装置、信号检测装置，全电量采集模块用于系统的全电量采集，线损计算模块用于系统的线损计算，故障研判模块用于系统的故障研判，拓展模块用于系统的功能拓展。本发明的有益效果在于：它利用工频畸变调制信号可跨变压器耦合到中压侧远距离传输，且只在配电变压器所在的线路上传输的特点，结合电力线通信，实现配电变压器与10kV线路间拓扑连接关系的自动识别，构建出清晰、完整的中压配电网络。

说明书

技术领域

本发明涉及配电自动化领域，具体是一种10kV中压线路的分支识别系统及方法。

背景技术

配电网拓扑是对配电网设备、线路以及连接关系的完整描述，是实现配电网智能化应用的重要基础，完整、一致、准确、及时、可靠的配电网中压线变关系及相关数据能够为配电网调度运行、检修、供电服务提升提供关键支撑，实现配电网主动抢修等智能化应用。

当前，配电网拓扑识别技术主要集中在低压户-变对应关系应用与线变识别关系应用，缺少对整个中压线路的拓扑关系应用，尤其是对中压分支线路的识别关系的应用。

配电网规模大、设备数量多、结构复杂，线路及其所连接变压器数量众多，若使用人工手动维护配电网拓扑模型，则工作量大、工作效率低、模型信息直观性差，难以保证配电网拓扑模型的完整性及正确性，存在配电网拓扑模型质量不高、拓扑关系不完整及连接混乱、模型变化无法感知、一致性无法保证等一系列问题。

综合以上所述，利用工频畸变调制信号可跨变压器耦合到中压侧远距离传输，且只在配电变压器所在的线路上传输的特点，结合电力线通信，实现配电变压器与10kV线路间拓扑连接关系的自动识别，构建出清晰、完整的中压配电网络，同时为线损计算、故障判别提供技术与数据支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种10kV中压线路的分支识别系统及方法，它利用工频畸变调制信号可跨变压器耦合到中压侧远距离传输，且只在配电变压器所在的线路上传输的特点，结合电力线通信，实现配电变压器与10kV线路间拓扑连接关系的自动识别，构建出清晰、完整的中压配电网络，同时为线损计算、故障判别提供技术与数据支撑；有效解决了背景技术中存在的问题。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种10kV中压线路的分支识别系统，包括识别模块、全电量采集模块、线损计算模块、故障研判模块、拓展模块，所述识别模块用于对中压配电网的分支、线-变-站的拓扑关系识别，所述识别模块包括信号发生装置、信号检测装置，所述全电量采集模块用于系统的全电量采集，所述线损计算模块用于系统的线损计算，所述故障研判模块用于系统的故障研判，所述拓展模块用于系统的功能拓展。

所述信号发生装置用于发出工频畸变调制信号，所述信号发生装置包括工频畸变调制信号发射电路，所述信号检测装置用于检测所述信号发射装置所发出的工频畸变调制信，所述信号检测装置包括工频畸变调制信号识别电路。

所述信号发生装置安装于配电变压器低压侧，所述信号监测装置安装于配电变压器高压侧、配电网线路主干线路节点和各分支节点。

所述全电量采集模块包括全电量采集/调制电路，所述拓展模块包括窃电监控单元、电表校验单元、互感器校验单元。

一种10kV中压线路的分支识别方法，包括以下步骤：

步骤(1.1)：连接好配电变压器、中压线路、信号发生装置及信号检测装置；

步骤(1.2)：信号发生装置发射工频畸变调制信号；

步骤(1.3)：对信号发生装置所发射的工频畸变调制信号进行信号处理；

步骤(1.4)：信号检测装置监测工频畸变调制信号。

所述步骤(1.1)中信号发生装置安装于配电变压器低压侧，信号监测装置安装于配电变压器高压侧、配电网线路主干线路节点和各分支节点。

所述步骤(1.2)中信号发生装置发射配电网中变压器特有的工频畸变调制信号，工频畸变调制信号发射电路采用双向晶闸，可以在工频电压由正到负或者由负到正的过零点前约30°瞬时导通，在调制电感上产生瞬间尖峰电流i叠加于负载电流上，使负载电流产生微小畸变，当瞬时电流值为零时，晶闸管断开，完成一次工频畸变调制信号调制。

所述步骤(1.3)中使用滤波器滤除噪声及干扰，只允许特定频率范围的信号通过，进一步对滤波后信号的峰值进行增强及平滑处理，用以增强工频畸变信号的强度及可检测性，进一步对增强及平滑处理后的信号取绝对值后进行A/D转换。

所述步骤(1.4)中若信号监测装置可接收到变压器低压侧的信号发生装置发出的工频畸变调制信号，则说明变压器属于信号监测装置所在的线路。同理，若分支处信号监测装置可接收到变压器低压侧的信号发生装置发出的工频畸变调制信号，则说明分支线路属于信号监测装置所在的线路。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、支持中压配电网线变关系识别及中压配电网络自动检测、分析和生成；

2、自动识别配电变压器与10kV线路间的拓扑连接关系；

3、动态构建出清晰、完整的中压站-线-变-分支关系和配网拓扑；

4、可支撑中压配电网站-线-变-分支关系和中压配电网拓扑结构的全方位一体化识别；

5、为建立中压配电网设备的相互识别和物物相连的新模式打下坚实的基础；

6、同时也为线损计算、故障判别提供技术与数据支撑。

附图说明

附图1是本发明的中压线路识别系统功能架构示意图。

附图2是本发明的中压线路识别系统硬件架构示意图。

附图3是本发明的工频畸变调制信处理及特征电流识别过程示意图。

附图4是本发明的分支线路示意图。

附图5是本发明的中压线路站线变-分支识别方案搭建简图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本发明所述是一种10kV中压线路的分支识别系统，如附图1所示，包括识别模块、全电量采集模块、线损计算模块、故障研判模块、拓展模块，所述识别模块用于对中压配电网的分支、线-变-站的拓扑关系识别，所述识别模块包括信号发生装置、信号检测装置，所述全电量采集模块用于系统的全电量采集，所述线损计算模块用于系统的线损计算，所述故障研判模块用于系统的故障研判，所述拓展模块用于系统的功能拓展。

进一步的，如附图2所示，所述信号发生装置用于发出工频畸变调制信号，所述信号发生装置包括工频畸变调制信号发射电路，所述信号检测装置用于检测所述信号发射装置所发出的工频畸变调制信，所述信号检测装置包括工频畸变调制信号识别电路。

进一步的，如附图4所示，所述信号发生装置安装于配电变压器低压侧，所述信号监测装置安装于配电变压器高压侧、配电网线路主干线路节点和各分支节点。

进一步的，如附图2所示，所述全电量采集模块包括全电量采集/调制电路，如附图1所示，所述拓展模块包括窃电监控单元、电表校验单元、互感器校验单元。

一种10kV中压线路的分支识别方法，包括以下步骤：

步骤(1.1)：连接好配电变压器、中压线路、信号发生装置及信号检测装置；

步骤(1.2)：信号发生装置发射工频畸变调制信号；

步骤(1.3)：对信号发生装置所发射的工频畸变调制信号进行信号处理；

步骤(1.4)：信号检测装置监测工频畸变调制信号。

作为优选，所述步骤(1.1)中信号发生装置安装于配电变压器低压侧，信号监测装置安装于配电变压器高压侧、配电网线路主干线路节点和各分支节点。

作为优选，所述步骤(1.2)中信号发生装置发射配电网中变压器特有的工频畸变调制信号，工频畸变调制信号发射电路采用双向晶闸，可以在工频电压由正到负或者由负到正的过零点前约30°瞬时导通，在调制电感上产生瞬间尖峰电流i叠加于负载电流上，使负载电流产生微小畸变，当瞬时电流值为零时，晶闸管断开，完成一次工频畸变调制信号调制。

作为优选，所述步骤(1.3)中使用滤波器滤除噪声及干扰，只允许特定频率范围的信号通过，进一步对滤波后信号的峰值进行增强及平滑处理，用以增强工频畸变信号的强度及可检测性，进一步对增强及平滑处理后的信号取绝对值后进行A/D转换。

如附图3所示，工频畸变调制信号检测过程中，滤波器滤除噪声及干扰，只允许特定频率范围的信号通过，信号放大电路用于对滤波后信号的峰值进行增强及平滑处理，用以增强工频畸变信号的强度及可检测性，信号绝对值单元用于对增强及平滑处理后的信号取绝对值，信号峰值检测单元用于接收信号的峰值检测，A/D转换单元以检测出接收信号中带有的工频畸变调制信号。

作为优选，如附图4、附图5所示，所述步骤(1.4)中若信号监测装置可接收到变压器低压侧的信号发生装置发出的工频畸变调制信号，则说明变压器属于信号监测装置所在的线路。同理，若分支处信号监测装置可接收到变压器低压侧的信号发生装置发出的工频畸变调制信号，则说明分支线路属于信号监测装置所在的线路。

如附图4、附图5所示，在变压器低压侧400V处发射特征电流至分支处设备，检测分支处下面线路电参量数据，并利用就地分析技术辅助分支处设备进行线损分析；

在分支处，接收400V处设备的特征电流，通过LoRa无线技术，依靠分支处设备与中压线路电流监控附属设备，从而实现监控电力线耗损，通过4G等无线设备将分支设备与400V侧设备拓扑关联信息发至主站；

在10kV处母线，通过LoRa无线技术，依靠分支处设备与中压线路电流监控附属设备，从而实现监控电力线耗损，通过4G等无线设备将分支设备与400V侧设备拓扑关联信息发至主站。