一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法与流程

1.本发明涉及低压配电网技术领域，尤其涉及一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法。

背景技术：

2.随着电力用户数量的快速增长，低压台区对于准确的台区拓扑有更强的需求。准确的拓扑可以指导线损计算和治理，对供电线路切换、线路运维检修提供可靠的依据，也同时影响潮流计算和系统稳定性。
3.目前已有公司和科研单位在低压拓扑识别领域取得了进展，已经有了一些大数据分析手段，通过采集电量、功率、电流等电气量，利用能量守恒原理或电压相关性原理进行拓扑识别。另外，基于特征电流的物理注入式拓扑识别技术近年得到快速发展，可以准确得到识别设备与发送设备的上下级从属关系，但实际中由于特征电流信号频率较高，存在较大的分流，除发送设备上级分支节点外，旁路分支节点亦能检测到信号，这会导致拓扑识别技术的失败，工程实用性存在弊端。

技术实现要素：

4.本发明针对上述问题，克服现有技术的不足，提出一种用于台区拓扑梳理的特征电流同步与定向方法，判断识别特征电流信号同时检测特征电流方向信息，直接确定发送端和接收端的相对位置关系，避免旁路分流造成的误识别问题。
5.为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
6.一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法，包括如下步骤：
7.步骤1:发送端实时检测电压向上过零点，当检测到向上过零点时，开始投切特征电流信号；
8.步骤2:接收端对电流信号进行滤波、采样；
9.步骤3:接收端实时检测电压向上过零点，当检测到向上过零点时，滑窗取采样电流数据并进行存储，通过相邻工频周波作差方式去除工频及整数次谐波成分；
10.步骤4:接收端对步骤3中处理后的采样电流数据做序列化处理；
11.步骤5:接收端将步骤4中处理后所得100点信号序列按前50点、后50点分为两组；
12.接收端将本地预存储的100点标准信号序列按前50点、后50点分为两组；
13.求前50点序列与本地预存储的前50点标准序列的相关系数，记为a1；
14.求后50点序列与本地预存储的后50点标准序列的相关系数，记为a2；
15.步骤6:根据a1、a2绝对值与预设阈值b1、b2的大小关系来判断特征电流信号识别成功与否：若识别成功，则根据a1值的正负确定特征电流方向；否则跳转步骤3。
16.进一步地，所述步骤1中投切特征电流信号在工频电压正半周波发送，负半周波不发送；信号的特征频点为833hz，占空比为1/3，幅值为0.2a，总发送时长为5.4s，不含编码信息。
17.进一步地，所述步骤2中接收端用带通滤波器滤波，其中通带截止频率上下限为700hz～900hz，阻带截止频率上下限为600hz～1000hz，通带边衰减为0.1db，阻带边衰减为30db；接收端采样率为5khz。
18.进一步地，所述步骤3中存储的数据长度为27000个点；接收端下一次检测到向上过零点时更新存储的27000个点。
19.进一步地，所述步骤4中序列化处理具体为：
20.s41，以100个数据点为一组，将27000个数据点拆成270组，即其中i为序列，i为数据点；
21.s42，将270组数据拆分成三大组，即每大组内所有序列求和，得到一个新序列，即i
4,1
＝∑i
3,1
，i
4,2
＝∑i
3,2
，i
4,3
＝∑i
3,3
；
22.s43，将i
4,1
、i
4,2
、i
4,3
相位旋转后叠加，得
23.进一步地，所述步骤5中相关系数其中n为数据长度，为两待求序列均值，x、y为两待求序列。
24.进一步地，所述步骤6中判断特征电流信号识别成功与否的标准为：当a1的绝对值大于b1且a2的绝对值小于b2时，判断信号识别成功；否则认为信号识别失败；
25.特征电流方向的判断标准为：当a1为正时，特征电流方向为正方向；当a1为负时，特征电流方向为负方向。
26.本发明的有益技术效果：判断识别特征电流信号同时检测特征电流方向信息，直接确定发送端和接收端的相对位置关系，避免旁路分流造成的误识别问题，提高了拓扑识别技术的抗扰性。
附图说明
27.图1为本发明的总体流程图。
28.图2为本发明实施例中投切的特征电流。
29.图3为本发明实施例中本地预存储的标准序列。
30.图4为本发明实施例中本地预存储的标准序列和接收端处理后所得信号序列。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，以具体阐述本发明的技术方案。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
32.实施例：
33.如图1所示，一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法，包括如下步骤：
34.步骤1:发送端实时检测电压向上过零点，当检测到向上过零点时，开始投切特征电流信号；信号在工频电压正半周波发送，负半周波不发送；信号的特征频点为833hz，占空比为1/3，幅值为0.2a，总发送时长为5.4s，不含编码信息。
35.步骤2:接收端对电流信号进行滤波、采样；接收端用带通滤波器滤波，其中通带截止频率上下限为700hz～900hz，阻带截止频率上下限为600hz～1000hz，通带边衰减为0.1db，阻带边衰减为30db；接收端采样率为5khz。
36.步骤3:接收端实时检测电压向上过零点，当检测到向上过零点时，滑窗取采样电流数据并进行存储，通过相邻工频周波作差方式去除工频及整数次谐波成分；其中存储的数据长度为27000个点。
37.步骤4:接收端对步骤3中处理后的采样电流数据做序列化处理：
38.s41，以100个数据点为一组，将27000个数据点拆成270组，即其中i为序列，i为数据点；
39.s42，将270组数据拆分成三大组，即每大组内所有序列求和，得到一个新序列，即i
4,1
＝∑i
3,1
，i
4,2
＝∑i
3,2
，i
4,3
＝∑i
3,3
；
40.s43，将i
4,1
、i
4,2
、i
4,3
相位旋转后叠加，得
41.进一步地，所述步骤5中相关系数其中n为数据长度，为两待求序列均值，x、y为两待求序列。
42.步骤5:接收端将步骤4中处理后所得100点信号序列按前50点、后50点分为两组；
43.接收端将本地预存储的100点信号序列按前50点、后50点分为两组；
44.求前50点序列与本地预存储的前50点标准序列的相关系数a1，得a1＝0.9919；
45.求后50点序列与本地预存储的后50点标准序列的相关系数a2，得a2＝0.3093；
46.步骤6:︱a1︱＝0.9919＞b1＝0.85且︱a2︱＝0.3093＜b2＝0.4，判断信号识别成功，遂判断特征电流方向：a1为正时，则判断特征电流方向为正方向。
47.以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

技术特征：

1.一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1:发送端实时检测电压向上过零点，当检测到向上过零点时，开始投切特征电流信号；步骤2:接收端对电流信号进行滤波、采样；步骤3:接收端实时检测电压向上过零点，当检测到向上过零点时，滑窗取采样电流数据并进行存储，通过相邻工频周波作差方式去除工频及整数次谐波成分；步骤4:接收端对步骤3中处理后的采样电流数据做序列化处理；步骤5:接收端将步骤4中处理后所得100点信号序列按前50点、后50点分为两组；接收端将本地预存储的100点标准信号序列按前50点、后50点分为两组；求前50点序列与本地预存储的前50点标准序列的相关系数a1；求后50点序列与本地预存储的后50点标准序列的相关系数a2；步骤6:根据a1、a2绝对值与预设阈值b1、b2的大小关系来判断特征电流信号识别成功与否：若识别成功，则根据a1值的正负确定特征电流方向；否则跳转步骤3。2.根据权利要求1所述的一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法，其特征在于，所述步骤2中接收端用带通滤波器滤波，其中通带截止频率上下限为700hz～900hz，阻带截止频率上下限为600hz～1000hz，通带边衰减为0.1db，阻带边衰减为30db；接收端采样率为5khz。3.根据权利要求1所述的一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法，其特征在于，所述步骤3中存储的数据长度为27000个点；接收端下一次检测到向上过零点时更新存储的27000个点。4.根据权利要求1所述的一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法，其特征在于，所述步骤4中序列化处理具体为：s41，以100个数据点为一组，将27000个数据点拆成270组，即其中i为序列，i为数据点；s42，将270组数据拆分成三大组，即每大组内所有序列求和，得到一个新序列，即i
4,1
＝∑i
3,1
，i
4,2
＝∑i
3,2
，i
4,3
＝∑i
3,3
；s43，将i
4,1
、i
4,2
、i
4,3
相位旋转后叠加，得5.根据权利要求1所述的一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法，其特征在
于，所述步骤5中相关系数其中n为数据长度，为两待求序列均值，x、y为两待求序列。6.根据权利要求1所述的一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法，其特征在于，所述步骤6中判断特征电流信号识别成功与否的标准为：当a1的绝对值大于b1且a2的绝对值小于b2时，判断信号识别成功；否则认为信号识别失败；特征电流方向的判断标准为：当a1为正时，特征电流方向为正方向；当a1为负时，特征电流方向为负方向。

技术总结

本发明涉及低压配电网领域，公开了一种用于台区拓扑梳理的特征电流信号识别方法，包括以下步骤：发送端检测电压向上过零点，检测到向上过零点时投切特征电流；接收端对电流滤波、采样；接收端检测电压向上过零点，检测到向上过零点时滑窗取采样电流并存储，通过相邻工频周波作差去除工频及整数次谐波；接收端对处理后数据做序列化处理；接收端求处理后所得前、后组序列与本地预存储的前、后组标准序列的相关系数；根据系数绝对值与阈值的关系判断信号识别成功与否：成功则根据系数正负确定特征电流方向。本发明实现识别特征电流的同时检测特征电流方向，直接确定发送端和接收端的相对位置，避免旁路分流造成误识别，提高拓扑识别技术抗扰性。别技术抗扰性。别技术抗扰性。