一种获取配电网拓扑识别数据的方法及系统

1.本发明涉及获取配电网拓扑识别数据技术领域，尤其涉及一种获取配电网拓扑识别数据的方法及系统。


背景技术：

2.配电网拓扑是配电网中用户、变压器、分布式电源等节点之间的相互连接关系，包含户-变关系、线-变关系等，相当于人体中连接各关键穴位的“经络图”。配电网拓扑是实现停电到户的前提、是实现故障定位的基础、是实现线损治理的关键。当前配电网拓扑主要是由人工维护，维护时长以天为单位，准确率低、效率低。另一方面，自2016年起，国家电网试点推行基于电力载波通信的拓扑识别方法，但是该方法需要在大量的配电网节点安装载波收发装置，投资巨大。
3.实际上，通过深度学习方法挖掘配电网各节点的电量、电压等电力数据，可以推演其中隐含的映射关系，该映射关系可以在一定程度上转化为配电网拓扑。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明提供了一种获取配电网拓扑识别数据的方法及系统，能够解决背景技术中提到的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种获取配电网拓扑识别数据的方法，包括：
8.获取配电网检测终端检测到的载波信号，并将所述载波信号进行结构化处理；
9.对所述结构化处理后的载波信号进行预处理，所述预处理包括对载波信号进行解调、处理及整合；
10.根据所述预处理后的载波信号，结合逻辑控制算法，获取配电网拓扑识别融合数据集。
11.一种获取配电网拓扑识别数据的系统，其特征在于：包括耦合分压单元、输入滤波单元、载波解调单元、转换单元、控制单元以及供电单元，
12.耦合分压单元，用于将工频交流电转换为小电压信号，接收电力线载波信号；
13.输入滤波单元，用于采集所述电力线载波信号中的高频相别信号和低频电气特征信号；
14.载波解调单元，用于将滤波单元输出的两路载波信号进行解调；
15.转换单元，用于将解调后得到的模拟信号转换成数字信号，送入控制单元进行处理；
16.控制单元，用于数据预处理以及获取配电网拓扑识别融合数据集，并通过总线对外交互融合数据集；
17.供电单元，用于对输入滤波单元、载波解调单元、转换单元以及控制单元进行供电。
18.作为本发明所述的获取配电网拓扑识别数据的系统的一种优选方案，其中：所述耦合分压单元包括，变压器模块以及阻抗模块，
19.所述变压器模块接受来自各监测终端传输来的电力载波信号，并为传输来的电力载波信号提供线性传输路径；
20.当电力载波信号电压超过第一阈值时，所述变压器模块停止作业，所述第一阈值由配电站规模以及用户需求预设；
21.所述阻抗模块根据所述变压器模块工作状态进行阻抗变换；
22.若所述变压器模块工作状态正常，则所述阻抗模块不进行任何操作；
23.若所述变压器模块工作状态异常，则所述阻抗模块对所述变压器模块接收到的各监测终端传输来的电力载波信号进行限流、分压以及分流操作，使得所述变压器模块工作状态恢复正常，将正常状态下所述变压器模块采集到的电力载波信号传输至所述输入滤波单元。
24.作为本发明所述的获取配电网拓扑识别数据的系统的一种优选方案，其中：所述输入滤波单元包括，高频提取模块以及低频提取模块，
25.所述输入滤波单元的输入端连接所述耦合分压单元的输出端，所述输入滤波单元用于提取原始载波信号中指定频率的两路特定信号，所述两路特定信号包括由所述高频提取模块获取的高频相别信号以及由所述低频提取模块获取的低频电气特征信号；
26.当所述耦合分压单元向所述输入滤波单元传输数据只包含多种监测终端传输来的基本电气量数据时，所述低频提取模块提取其中低频电气特征信号；
27.若所述耦合分压单元向所述输入滤波单元传输数据中出现配电网中相别指示器发送的信号，则开启所述高频提取模块对相别指示器的相别进行获取；
28.当获取所述相别指示器所在相别后，关闭所述高频提取模块，直至下次所述耦合分压单元向所述输入滤波单元传输数据中出现相别指示器发送的信号时，再开启所述高频提取模块进行高频相别信号获取。
29.作为本发明所述的获取配电网拓扑识别数据的系统的一种优选方案，其中：所述控制单元包括，预处理模块、整合模块以及交互模块
30.所述预处理模块接收来自所述转换单元转化后的数字信号，并对所述数字信号进行冗余数据剔除、异常数据检测以及缺失数据填补；
31.当进行冗余数据剔除时，获取拓扑识别算法中涉及到的变量数据，并将所有变量进行归类，将所述预处理模块处理后的数据结合归类结果进行剔除操作；
32.当进行异常数据检测时，采用季节性极端学生偏差检验方法对进行冗余数据剔除的预处理后的数据进行异常数据检测；
33.当剔除操作后的预处理后的数据偏离正常工况数据分布区域的5％置信区间以外时，则认定该上传的数据为异常数据；
34.若检测到异常数据，则直接将异常数据进行标记，所述标记包括一级标记以及二
级标记，所述一级标记包括不可抗力产生的异常数据，所述二级标记包括其他异常数据，所述二级标记后的异常数据不参与缺失数据填补；
35.当进行缺失数据填补时，获取含有一级标记的异常数据以及因不可抗力产生的缺失数据，并将一级标记的异常数据以及因不可抗力产生的缺失数据使用正常工况下该数据的均值来进行填补，所述不可抗力包括自然灾害、设备老损以及设备突发故障。
36.作为本发明所述的获取配电网拓扑识别数据的系统的一种优选方案，其中：所述控制单元还包括，
37.当所述预处理模块将来自所述转换单元转化后的数字信号预处理结束后，所述整合模块建立以数据采集时间_配电网编号形式命名的数据库表，表内的字段包括配电网节点序号、节点类型、数据采集时间、实时电压、实时电流、实时功率、历史用电量，所述实时电压、实时电流和实时功率包括a相、b相和c相三个数值；
38.当所述整合模块将所述预处理后的数字信号整合结束时，所述整合模块将整合结果传输至所述交互模块中，所述交互模块与总线连接，并将整合结果通过总线传输至外接设备中，进行拓扑识别。
39.作为本发明所述的获取配电网拓扑识别数据的系统的一种优选方案，其中：还包括，
40.所述载波解调单元的输入端分别连接所述高频提取模块以及低频提取模块的输出端，用于解调两路载波信号得到其中包含的信息，并将解调后得到的信息以模拟信号的形式呈现；
41.所述转换单元的输入端所述连接载波解调单元的输出端，用于将解调后得到信息的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号输入所述控制单元中的预处理模块中进行数据预处理。
42.作为本发明所述的获取配电网拓扑识别数据的系统的一种优选方案，其中：还包括，
43.所述耦合分压单元对电力线上已有的载波信号进行接收处理，所述耦合分压单元输入侧两端分别连接低压配电台区电力载波线的火线和零线，电压转换比为n:1，n为用户需求的电压转换比倍数；
44.所述电力载波信号通过电力载波线获取，所述的电力载波线为低压电力线，即额定电压为380v或/和220v的用户电力线。
45.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。
46.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
47.本发明的有益效果：本发明提出一种获取配电网拓扑识别数据的方法及系统，设计了一个集载波信号采集、数据预处理、拓扑识别数据整合的基础系统。该系统能够在配电网已有量测设备的基础上，无需额外安装大量设备即可获取配电拓扑识别所需的数据，能够对配电网多种量测设备的采集数据进行处理融合，获取用于配电网拓扑识别的融合数据集，提高配电网拓扑识别效率和准确率，支撑电网运维的数字化提升。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
49.图1为本发明一个实施例提供的一种获取配电网拓扑识别数据的方法及系统的方法流程图；
50.图2为本发明一个实施例提供的一种获取配电网拓扑识别数据的方法及系统的耦合分压单元电路结构图；
51.图3为本发明一个实施例提供的一种获取配电网拓扑识别数据的方法及系统的实际验证中效果示意图；
52.图4为本发明一个实施例提供的一种获取配电网拓扑识别数据的方法及系统的计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
53.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
54.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
55.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
56.本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
57.同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
58.本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
59.实施例1
60.参照图1-4，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种获取配电网拓扑识别
数据的方法及系统，包括：
61.获取配电网检测终端检测到的载波信号，并将载波信号进行结构化处理；
62.更进一步的，对结构化处理后的载波信号进行预处理，预处理包括对载波信号进行解调、处理及整合；
63.更进一步的，根据预处理后的载波信号，结合逻辑控制算法，获取配电网拓扑识别融合数据集。
64.在一个实施例中，一种获取配电网拓扑识别数据的系统，包括耦合分压单元100、输入滤波单元200、载波解调单元300、转换单元400、控制单元500以及供电单元600，
65.耦合分压单元100，用于将工频交流电转换为小电压信号，接收电力线载波信号；
66.输入滤波单元200，用于采集电力线载波信号中的高频相别信号和低频电气特征信号；
67.载波解调单元300，用于将滤波单元输出的两路载波信号进行解调；
68.转换单元400，用于将解调后得到的模拟信号转换成数字信号，送入控制单元500进行处理；
69.控制单元500，用于数据预处理以及获取配电网拓扑识别融合数据集，并通过总线对外交互融合数据集；
70.供电单元600，用于对输入滤波单元200、载波解调单元300、转换单元400以及控制单元500进行供电。
71.其中，耦合分压单元100包括，变压器模块101以及阻抗模块102，变压器模块101接受来自各监测终端传输来的电力载波信号，并为传输来的电力载波信号提供线性传输路径；
72.更进一步的，当电力载波信号电压超过第一阈值时，变压器模块101停止作业，第一阈值由配电站规模以及用户需求预设；
73.更进一步的，阻抗模块102根据变压器模块101工作状态进行阻抗变换；
74.更进一步的，若变压器模块101工作状态正常，则阻抗模块102不进行任何操作；
75.更进一步的，若变压器模块101工作状态异常，则阻抗模块102对变压器模块101接收到的各监测终端传输来的电力载波信号进行限流、分压以及分流操作，使得变压器模块101工作状态恢复正常，将正常状态下变压器模块101采集到的电力载波信号传输至输入滤波单元200。
76.应说明的是，如图2所示，耦合分压单元100变压器t1，容值为22μf的电容c1，阻值为10kω的电阻r1和阻值范围为1kω～180kω的可变电阻r2。耦合分压单元100中的变压器t主要提供5khz～400khz的线性信号传输能力，变压器t的第一线圈通过电容c连接到电力线的火线l，另一端连接零线n。变压器t第二线圈的两端连接输入滤波电源。电容c用于限制变压器t的电流，避免其铁芯饱和。电阻r1提供电容c1和电力线断接后的放电路径，降低电容c长期储存高压引起的设备损坏可能性。可变电阻r2在正常工作时阻值较大，而面对瞬时高压时阻值迅速降低，降低瞬时高压下与电力线连接的各种装置的电流，提供保护作用。
77.具体的，输入滤波单元200包括，高频提取模块201以及低频提取模块202，输入滤波单元200的输入端连接耦合分压单元100的输出端，输入滤波单元200用于提取原始载波信号中指定频率的两路特定信号，两路特定信号包括由高频提取模块201获取的高频相别
信号以及由低频提取模块202获取的低频电气特征信号；
78.更进一步的，当耦合分压单元100向输入滤波单元200传输数据只包含多种监测终端传输来的基本电气量数据时，低频提取模块202提取其中低频电气特征信号；
79.更进一步的，若耦合分压单元100向输入滤波单元200传输数据中出现配电网中相别指示器发送的信号，则开启高频提取模块201对相别指示器的相别进行获取；
80.更进一步的，当获取相别指示器所在相别后，关闭高频提取模块201，直至下次耦合分压单元100向输入滤波单元200传输数据中出现相别指示器发送的信号时，再开启高频提取模块201进行高频相别信号获取。
81.应说明的是，输入滤波单元200基于rlc电路设计，主要功能是对接收到的载波信号进行分离，保留符合频率要求的信号(频率可以设置)。通常，配电网常用的窄带载波通带范围为5khz～400khz，其中5khz～95khz是电力部门的专用通带范围，在本实施例中，载波信号的通带范围为5khz～100khz。
82.具体的，控制单元500包括，预处理模块501、整合模块502以及交互模块503，预处理模块501接收来自转换单元400转化后的数字信号，并对数字信号进行冗余数据剔除、异常数据检测以及缺失数据填补；
83.更进一步的，当进行冗余数据剔除时，获取拓扑识别算法中涉及到的变量数据，并将所有变量进行归类，将预处理模块501处理后的数据结合归类结果进行剔除操作；
84.更进一步的，当进行异常数据检测时，采用季节性极端学生偏差检验方法对进行冗余数据剔除的预处理后的数据进行异常数据检测；
85.更进一步的，当剔除操作后的预处理后的数据偏离正常工况数据分布区域的5％置信区间以外时，则认定该上传的数据为异常数据；
86.更进一步的，若检测到异常数据，则直接将异常数据进行标记，标记包括一级标记以及二级标记，一级标记包括不可抗力产生的异常数据，二级标记包括其他异常数据，二级标记后的异常数据不参与缺失数据填补；
87.更进一步的，当进行缺失数据填补时，获取含有一级标记的异常数据以及因不可抗力产生的缺失数据，并将一级标记的异常数据以及因不可抗力产生的缺失数据使用正常工况下该数据的均值来进行填补，不可抗力包括自然灾害、设备老损以及设备突发故障。
88.更进一步的，控制单元500还包括，当预处理模块501将来自转换单元400转化后的数字信号预处理结束后，整合模块502建立以数据采集时间_配电网编号形式命名的数据库表，表内的字段包括配电网节点序号、节点类型、数据采集时间、实时电压、实时电流、实时功率、历史用电量，实时电压、实时电流和实时功率包括a相、b相和c相三个数值；
89.应说明的是，当整合模块502将预处理后的数字信号整合结束时，整合模块502将整合结果传输至交互模块503中，交互模块503与总线连接，并将整合结果通过总线传输至外接设备中，进行拓扑识别。
90.更进一步的，载波解调单元300的输入端分别连接高频提取模块201以及低频提取模块202的输出端，用于解调两路载波信号得到其中包含的信息，并将解调后得到的信息以模拟信号的形式呈现；
91.更进一步的，转换单元400的输入端连接载波解调单元300的输出端，用于将解调后得到信息的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号输入控制单元500中的预处理模块
501中进行数据预处理。
92.更进一步的，耦合分压单元100对电力线上已有的载波信号进行接收处理，耦合分压单元100输入侧两端分别连接低压配电台区电力载波线的火线和零线，电压转换比为n:1，n为用户需求的电压转换比倍数；
93.应说明的是，电力载波信号通过电力载波线获取，的电力载波线为低压电力线，即额定电压为380v或/和220v的用户电力线。
94.应说明的是，载波解调单元300主要功能是对载波信号进行解调，可以使用满足要求的电力载波芯片，比如撒瑞科公司的m16c/6s芯片，意法半导体分公司的st7536、st7537等芯片，根据不同地区电力网，选取具有合适标准频率的载波芯片。本实施例中选用撒瑞科公司的m16c/6s芯片，其数据传输速率可达到7.5kbps。
95.应说明的是，转换单元400主要用于将载波信号解调后得到的模拟信号转换为数字信号。的转换单元采用本领域人员公知的模数转换芯片，根据载波信号的频率选取拥有对应采样频率的芯片。本实施例中，选用adi公司的ad7606bstz芯片，其采样频率为200khz，能够匹配上述载波解调单元输出的载波信号频率。
96.应说明的是，控制单元500主要用于快速处理数字信号，将其中的高频相别数据和低频电气特征数据整合处理，支撑配电网拓扑识别应用的数据需求。在本实施例中，控制单元500选用型号为dspic30f6010a的dsp芯片，其总线可以与cpu的程序、数据总线并行工作，数据传输速度为800mb/s。
97.上述各单元模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
98.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种获取配电网拓扑识别数据的方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
99.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
100.获取配电网检测终端检测到的载波信号，并将载波信号进行结构化处理；
101.对结构化处理后的载波信号进行预处理，预处理包括对载波信号进行解调、处理及整合；
102.根据预处理后的载波信号，结合逻辑控制算法，获取配电网拓扑识别融合数据集。
103.实施例2
104.参照图3，为本发明的一个实施例，提供了一种获取配电网拓扑识别数据的方法及
系统，为了验证本发明的有益效果，通过对比实验进行科学论证。
105.将的一种获取配电网拓扑识别数据的方法及系统用于浙江宁波聚江苑小区进行有效性验证。聚江苑小区共计包含10个低压配电台区，2155户低压用户。使用装置与方法采集到的融合数据集内容如表1所示。其中用户节点的量测数据精确到小数点后2位，配变节点的量测数据只有整数位(实时功率除外)；将装置与方法采集到的融合数据集用于拓扑识别应用，共计筛查了包括变压器和低压用户节点在内的2165个节点的拓扑连接关系。将筛查结果与电力公司的记录台账进行对比，其识别准确率如图3所示，平均识别准确率为95.12％。在识别结果与记录台账不匹配的105个节点中，有97个节点为记录台账存在错误，18个节点确实为拓扑识别结果错误，即查准率为92.38％。
106.表1宁波聚江苑小区采集数据内容
107.节点序号节点类型采集时间实时电压实时电流实时功率历史电量1pb202204302345002276440.8218962yh20220430234500227.610.260.164.53
……………………………………
2153yh20220430234500224.30.440.197.312154yh20220430234500220.87.542.3721.992155yh20220430234500221.511.123.8833.31
108.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
109.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本技术实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。
110.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
111.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
112.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或
其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
113.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
114.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种获取配电网拓扑识别数据的方法，其特征在于：包括，获取配电网检测终端检测到的载波信号，并将所述载波信号进行结构化处理；对所述结构化处理后的载波信号进行预处理，所述预处理包括对载波信号进行解调、处理及整合；根据所述预处理后的载波信号，结合逻辑控制算法，获取配电网拓扑识别融合数据集。2.一种获取配电网拓扑识别数据的系统，其特征在于：包括耦合分压单元(100)、输入滤波单元(200)、载波解调单元(300)、转换单元(400)、控制单元(500)以及供电单元(600)，耦合分压单元(100)，用于将工频交流电转换为小电压信号，接收电力线载波信号；输入滤波单元(200)，用于采集所述电力线载波信号中的高频相别信号和低频电气特征信号；载波解调单元(300)，用于将滤波单元输出的两路载波信号进行解调；转换单元(400)，用于将解调后得到的模拟信号转换成数字信号，送入控制单元(500)进行处理；控制单元(500)，用于数据预处理以及获取配电网拓扑识别融合数据集，并通过总线对外交互融合数据集；供电单元(600)，用于对输入滤波单元(200)、载波解调单元(300)、转换单元(400)以及控制单元(500)进行供电。3.如权利要求2所述的获取配电网拓扑识别数据的系统，其特征在于：所述耦合分压单元(100)包括，变压器模块(101)以及阻抗模块(102)，所述变压器模块(101)接受来自各监测终端传输来的电力载波信号，并为传输来的电力载波信号提供线性传输路径；当电力载波信号电压超过第一阈值时，所述变压器模块(101)停止作业，所述第一阈值由配电站规模以及用户需求预设；所述阻抗模块(102)根据所述变压器模块(101)工作状态进行阻抗变换；若所述变压器模块(101)工作状态正常，则所述阻抗模块(102)不进行任何操作；若所述变压器模块(101)工作状态异常，则所述阻抗模块(102)对所述变压器模块(101)接收到的各监测终端传输来的电力载波信号进行限流、分压以及分流操作，使得所述变压器模块(101)工作状态恢复正常，将正常状态下所述变压器模块(101)采集到的电力载波信号传输至所述输入滤波单元(200)。4.如权利要求3所述的获取配电网拓扑识别数据的系统，其特征在于：所述输入滤波单元(200)包括，高频提取模块(201)以及低频提取模块(202)，所述输入滤波单元(200)的输入端连接所述耦合分压单元(100)的输出端，所述输入滤波单元(200)用于提取原始载波信号中指定频率的两路特定信号，所述两路特定信号包括由所述高频提取模块(201)获取的高频相别信号以及由所述低频提取模块(202)获取的低频电气特征信号；当所述耦合分压单元(100)向所述输入滤波单元(200)传输数据只包含多种监测终端传输来的基本电气量数据时，所述低频提取模块(202)提取其中低频电气特征信号；若所述耦合分压单元(100)向所述输入滤波单元(200)传输数据中出现配电网中相别指示器发送的信号，则开启所述高频提取模块(201)对相别指示器的相别进行获取；
当获取所述相别指示器所在相别后，关闭所述高频提取模块(201)，直至下次所述耦合分压单元(100)向所述输入滤波单元(200)传输数据中出现相别指示器发送的信号时，再开启所述高频提取模块(201)进行高频相别信号获取。5.如权利要求4所述的获取配电网拓扑识别数据的系统，其特征在于：所述控制单元(500)包括，预处理模块(501)、整合模块(502)以及交互模块(503)，所述预处理模块(501)接收来自所述转换单元(400)转化后的数字信号，并对所述数字信号进行冗余数据剔除、异常数据检测以及缺失数据填补；当进行冗余数据剔除时，获取拓扑识别算法中涉及到的变量数据，并将所有变量进行归类，将所述预处理模块(501)处理后的数据结合归类结果进行剔除操作；当进行异常数据检测时，采用季节性极端学生偏差检验方法对进行冗余数据剔除的预处理后的数据进行异常数据检测；当剔除操作后的预处理后的数据偏离正常工况数据分布区域的5％置信区间以外时，则认定该上传的数据为异常数据；若检测到异常数据，则直接将异常数据进行标记，所述标记包括一级标记以及二级标记，所述一级标记包括不可抗力产生的异常数据，所述二级标记包括其他异常数据，所述二级标记后的异常数据不参与缺失数据填补；当进行缺失数据填补时，获取含有一级标记的异常数据以及因不可抗力产生的缺失数据，并将一级标记的异常数据以及因不可抗力产生的缺失数据使用正常工况下该数据的均值来进行填补，所述不可抗力包括自然灾害、设备老损以及设备突发故障。6.如权利要求5所述的获取配电网拓扑识别数据的系统，其特征在于：所述控制单元(500)还包括，当所述预处理模块(501)将来自所述转换单元(400)转化后的数字信号预处理结束后，所述整合模块(502)建立以数据采集时间_配电网编号形式命名的数据库表，表内的字段包括配电网节点序号、节点类型、数据采集时间、实时电压、实时电流、实时功率、历史用电量，所述实时电压、实时电流和实时功率包括a相、b相和c相三个数值；当所述整合模块(502)将所述预处理后的数字信号整合结束时，所述整合模块(502)将整合结果传输至所述交互模块(503)中，所述交互模块(503)与总线连接，并将整合结果通过总线传输至外接设备中，进行拓扑识别。7.如权利要求6所述的获取配电网拓扑识别数据的系统，其特征在于：还包括，所述载波解调单元(300)的输入端分别连接所述高频提取模块(201)以及低频提取模块(202)的输出端，用于解调两路载波信号得到其中包含的信息，并将解调后得到的信息以模拟信号的形式呈现；所述转换单元(400)的输入端所述连接载波解调单元(300)的输出端，用于将解调后得到信息的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号输入所述控制单元(500)中的预处理模块(501)中进行数据预处理。8.如权利要求7所述的获取配电网拓扑识别数据的系统，其特征在于：还包括，所述耦合分压单元(100)对电力线上已有的载波信号进行接收处理，所述耦合分压单元(100)输入侧两端分别连接低压配电台区电力载波线的火线和零线，电压转换比为n:1，n为用户需求的电压转换比倍数；
所述电力载波信号通过电力载波线获取，所述的电力载波线为低压电力线，即额定电压为380v或/和220v的用户电力线。9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述的方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种获取配电网拓扑识别数据的方法及系统包括，获取配电网检测终端检测到的载波信号，并将载波信号进行结构化处理；对结构化处理后的载波信号进行预处理，预处理包括对载波信号进行解调、处理及整合；根据预处理后的载波信号，结合逻辑控制算法，获取配电网拓扑识别融合数据集。该系统能够在配电网已有量测设备的基础上，无需额外安装大量设备即可获取配电拓扑识别所需的数据，能够对配电网多种量测设备的采集数据进行处理融合，获取用于配电网拓扑识别的融合数据集，提高配电网拓扑识别效率和准确率，支撑电网运维的数字化提升。提升。提升。


技术研发人员：鲍雨 赵健 王梦瑶 鲍若愚 陈子靖 朱音洁 殷涵
受保护的技术使用者：上海电力大学
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/10/15