歐 新，韓 鵬，盧玉鳳，寧 騫，藍(lán)世祥，高春梅，任 旭

(1.貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司 貴陽(yáng)供電局，貴陽(yáng) 550002；2.華立科技股份有限公司，杭州 310023)

0 引言

隨著科技強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施，智能制造、智能家居、智能電網(wǎng)[1]等新理念、新技術(shù)大力推進(jìn)。國(guó)家電網(wǎng)公司提出了“三型兩網(wǎng)、世界一流”的戰(zhàn)略目標(biāo)，“兩網(wǎng)”指的是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。

在全面感知掛網(wǎng)設(shè)備分布的過程中提出了很多新技術(shù)。例如，文獻(xiàn)[2]定義了樹節(jié)點(diǎn)類來動(dòng)態(tài)地反映節(jié)點(diǎn)間的鏈接關(guān)系，采用深度優(yōu)先算法，快速識(shí)別網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。文獻(xiàn)[3] 結(jié)合變電站運(yùn)檢及管控工作的實(shí)際需求，提出了基于機(jī)器感知和態(tài)勢(shì)感知技術(shù)的變電站設(shè)備狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)評(píng)估一體化平臺(tái)的頂層設(shè)計(jì)理念，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[4]、感知哈希算法[5]等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)及變電站環(huán)境自主感知、預(yù)測(cè)設(shè)備缺陷及風(fēng)險(xiǎn)、代替人工進(jìn)行巡視決策，從而大大提高運(yùn)檢效率與可靠性。文獻(xiàn)[6]基于數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析的低壓配電網(wǎng)拓?fù)渥R(shí)別方法，利用Tanimoto相似度系數(shù)計(jì)算各分組內(nèi)配電變壓器、分支箱、表箱、用戶智能電能表之間相關(guān)性和非相關(guān)性,從而實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)拓?fù)渥R(shí)別。文獻(xiàn)[7]基于離散 Fréchet 距離和剪輯K 近鄰的配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)校驗(yàn)方法。文獻(xiàn)[8]基于 LoRa 技術(shù)和 GPU 加速的臺(tái)區(qū)拓?fù)浔孀R(shí)方法，旨在利用 LoRa 通訊技術(shù)、高性能計(jì)算技術(shù)以及大數(shù)據(jù)方法，對(duì)于大規(guī)模安裝的智能電能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取和分析，有效辨識(shí)臺(tái)戶之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。文獻(xiàn)[9]基于用電信息集抄系統(tǒng)的深化應(yīng)用，如臺(tái)區(qū)區(qū)分，相位識(shí)別和瞬時(shí)凍結(jié)等關(guān)鍵技術(shù)，配合電力線測(cè)距等第三方設(shè)備，提出一套新型的低壓臺(tái)區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重建方案。文獻(xiàn)[10]基于T型灰色關(guān)聯(lián)度和K-最近鄰(KNN,k-nearest neighbor)算法實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)拓?fù)渥詣?dòng)識(shí)別方法,該方法能自動(dòng)識(shí)別用戶所屬臺(tái)區(qū)和饋線,準(zhǔn)確率高,實(shí)用性好。

以上方法實(shí)現(xiàn)起來難度很大，且由于電網(wǎng)工況的復(fù)雜性，實(shí)際效果不太理想。文章提出一種基于N線的拓?fù)涓兄夹g(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)分級(jí)接收主站命令，并能主動(dòng)產(chǎn)生特征電流信號(hào)，通過簡(jiǎn)單的OOK(二進(jìn)制振幅調(diào)制)調(diào)制技術(shù)[11]實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)側(cè)掛網(wǎng)設(shè)備的精準(zhǔn)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，得出樹狀分布圖。

1 基于N線的分布式拓?fù)渥R(shí)別模型

1.1 基于N線的定義

目前，電網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)拓?fù)渥R(shí)別的方式大致分為三類：第一類是根據(jù)電流潮流量的大小由主到次逐次減小的特征，通過對(duì)特定節(jié)點(diǎn)電流量的有效監(jiān)測(cè)并聚類分析，形成臺(tái)區(qū)下分支模型，這種方式容錯(cuò)率太差，在電網(wǎng)大環(huán)境復(fù)雜的背景下，很難實(shí)現(xiàn)全覆蓋、精準(zhǔn)性的拓?fù)淠Ｐ?；第二類是通過電力線載波通信的方式讀取設(shè)備唯一ID號(hào)以明晰設(shè)備分布情況，這種方式只能實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)下所掛設(shè)備的數(shù)量及設(shè)備號(hào)，再加上現(xiàn)階段HPLC載波模塊具有高頻傳輸特性，很容易將信號(hào)串到A、B、C線電壓上，從而擾亂信號(hào)的正?；芈沸畔ⅲ蟠蠼档土朔种ёR(shí)別的準(zhǔn)確性；第三類是通過智能終端[12]下發(fā)拓?fù)渥R(shí)別命令，掛網(wǎng)設(shè)備接收到拓?fù)渥R(shí)別命令，產(chǎn)生特征電流信號(hào)并逐級(jí)被父節(jié)點(diǎn)接收到，接收到特征電流信號(hào)的設(shè)備按照統(tǒng)一的編碼方式向終端發(fā)送拓?fù)渥R(shí)別結(jié)果信息，終端通過處理分析，完成拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的生成，形成臺(tái)區(qū)下掛網(wǎng)設(shè)備的分支拓?fù)鋱D。

文中所采用的方式是第三種方式的延伸，第三種方式利用電阻、電容、電感元器件的物理特性，通過編程實(shí)現(xiàn)特定時(shí)間間隔內(nèi)元器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，并將這種特征信號(hào)注入到電力線N線上，完成特征信號(hào)的注入。

1.2 基于N線的分布式拓?fù)渥R(shí)別模型

基于N線的拓?fù)涓兄夹g(shù)，主要是利用N線來傳遞特征電流信號(hào)，臺(tái)區(qū)側(cè)N線的分布式拓?fù)淠Ｐ腿鐖D1所示。

圖1 N線分布式拓?fù)浞帜Ｐ蛨D

圖1可以看出，配電變壓器出線側(cè)分為三級(jí)，依次是配電柜/JP柜、分支箱、表箱[13-14]，每一級(jí)出線側(cè)都可以延伸出多個(gè)分支，N線通過配電變壓器的中性線接地后引出，并逐級(jí)延伸到每只表箱。

從圖1中可以看出，一根N線貫穿了臺(tái)區(qū)下所有分支，形成電流回流圖譜。圖1中圓圈內(nèi)標(biāo)示的序號(hào)代表不同層級(jí)的分支節(jié)點(diǎn)序號(hào)，如果在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處放置一款具有拓?fù)涓兄δ艿脑O(shè)備，便可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)下設(shè)備的拓?fù)鋱D[15]，避免了向A、B、C三相線電壓上分別注入特征信號(hào)而引起的混亂現(xiàn)象，同時(shí)降低了向A、B、C三相線電壓上注入特征電流信號(hào)而引起的掛網(wǎng)設(shè)備計(jì)量偏差和故障率。

2 基于N線的特征信號(hào)注入研究

2.1 基于N線的拓?fù)涓兄O(shè)備功能描述

為了實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)側(cè)掛網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，方便故障排查,第一時(shí)間鎖定故障點(diǎn)，切斷故障點(diǎn)電能供給，及時(shí)維修故障，確保電力正常、高效的供應(yīng)。文中所論述的設(shè)備安裝在臺(tái)區(qū)下的每個(gè)N線的分支節(jié)點(diǎn)前端，本設(shè)備的整體框圖如圖2所示。

圖2 整體框圖

如圖2所示，本裝置由7部分組成，包括電源模塊、過零檢測(cè)電路、HPLC電路、特征電流信號(hào)發(fā)送電路、特征電流信號(hào)接收電路、485電路、MCU主控電路等部分組成[16]。電源模塊用來給各個(gè)功能模塊提供電能；過零檢測(cè)電路判斷市電過零點(diǎn)時(shí)刻，該模塊電路與HPLC模塊配合完成通信功能，實(shí)現(xiàn)拓?fù)渥R(shí)別命令逐級(jí)下發(fā)給對(duì)象設(shè)備。HLPC模塊稱為寬帶載波模塊，通過HPLC模塊可以完成主站下發(fā)命令的的接收與發(fā)送。特征信號(hào)發(fā)送電路用來發(fā)送拓?fù)渥R(shí)別特征電流信號(hào)；特征信號(hào)接收電路用來接收特征電流信號(hào)；485電路用來與同一分支箱內(nèi)的電能表進(jìn)行通信，抄讀表號(hào)信息及對(duì)應(yīng)的電量等參數(shù)。

為了簡(jiǎn)化器件，圖中所標(biāo)的拓?fù)渥R(shí)別裝置的取電方式是從A線和N線之間取電，也可以分別從B線和N線、C線和N線上取電，但特征電流注入的對(duì)象一致，都是從N線上注入的。

實(shí)際工作過程簡(jiǎn)單描述為：當(dāng)主站下發(fā)拓?fù)渥R(shí)別命令給集中器后，集中器分時(shí)段向電力線發(fā)送拓?fù)渥R(shí)別命令給對(duì)應(yīng)的分支箱(每個(gè)分支箱都有對(duì)應(yīng)的唯一ID識(shí)別號(hào))，HPLC[17]模塊接收到電力線發(fā)來的信息，通過解調(diào)傳送給MCU進(jìn)行進(jìn)一步解析，當(dāng)MCU響應(yīng)該指令并解析得到該指令為拓?fù)渥R(shí)別指令時(shí)，MCU先進(jìn)行485供電電路電源的切換，當(dāng)切換完成后，跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)子程序中，監(jiān)測(cè)電力線過零點(diǎn)信號(hào)，當(dāng)MCU監(jiān)測(cè)到過零點(diǎn)信號(hào)后，觸發(fā)特征電流信號(hào)發(fā)送模塊工作，完成特征電流信號(hào)注入，該線路的上級(jí)分支箱N線均有特征電流流過，上級(jí)電路的特征電流接收模塊均可接收到該信號(hào)，如此分級(jí)完成各級(jí)信號(hào)的發(fā)送與其上級(jí)信號(hào)的接收，如此整合確定不同分支箱之間的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，知道了分支箱的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，即可得出同一臺(tái)區(qū)每塊電能表的拓?fù)鋱D。

2.2 特征信號(hào)注入機(jī)理研究

特征信號(hào)注入模塊的原理圖如圖3所示。

圖3 特征信號(hào)注入電路

如圖3所示，特征信號(hào)注入電路由四部分組成：電源隔離模塊、邏輯判斷模塊、光耦控制模塊、繼電器控制模塊[18]。

電源隔離模塊用來為后級(jí)傳輸能量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)前級(jí)和后級(jí)強(qiáng)弱電隔離；邏輯判斷模塊上拉電阻R1、R2和U2組成，R1、R2確保常態(tài)下線路的電平維持在高電平，避免線路波動(dòng)引起誤動(dòng)作。

光耦控制模塊是為了將強(qiáng)、弱電隔離，同時(shí)將弱電端的控制信號(hào)作用到強(qiáng)電端控制強(qiáng)電電路動(dòng)作。光耦控制模塊由R3、R4、R5、R6、Rs1、Rs2、C5、C6、C7、Q1、N1、U3、D1、D2、D3、D4組成。其中，R3、R4、R6為限流電阻，R5為下拉電阻，確保常態(tài)下，Q1的集電極為低電平，N1為大功率MOS管，在本電路中用作開關(guān)，當(dāng)Q1的集電極為低電平時(shí)，N1處于為導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)無電流經(jīng)Rs1、Rs2流入N線；當(dāng)U3的3腳為低電平時(shí)，U3的1和3腳導(dǎo)通，5腳輸出低電平，Q1導(dǎo)通，N1的1腳變?yōu)楦唠娖?，N1導(dǎo)通，這時(shí)有電流經(jīng)過Rs1、Rs2流入N線，從而實(shí)現(xiàn)特性信號(hào)的注入。D1、D2、D3、D4為單相導(dǎo)通二極管，可以控制電壓的單相導(dǎo)通特性，阻止220 V市電流入24 V電壓側(cè)。R6、C7形成RC串聯(lián)濾波電路，由于吸收開關(guān)尖峰，降低尖峰電壓對(duì)MOS管的沖擊，Rs1、Rs2選用大功率水泥電阻，增大通流能力。

繼電器控制電路控制強(qiáng)電側(cè)的共用地，當(dāng)MCU檢測(cè)到終端發(fā)來的拓?fù)渥R(shí)別命令后，通過發(fā)出控制命令作用于繼電器電路，即R7的左側(cè)，電氣連接標(biāo)號(hào)為RLYON。當(dāng)RLYON為高電平時(shí)，QP1導(dǎo)通，此時(shí)繼電器RY1動(dòng)作，使得大地端Ground作為強(qiáng)電側(cè)共用的地。此外，需要注意的是24V電壓也是通過隔離變壓器過來的，具有大的輸出功率，它的地通過繼電器RY1來控制，與強(qiáng)電側(cè)地同步切換。通過對(duì)N1開關(guān)頻率的控制，有效的將特征電流信號(hào)注入到電網(wǎng)的N線中，每級(jí)節(jié)點(diǎn)前端安裝具有該功能的設(shè)備或裝置，配合特征信號(hào)接收電路完成信號(hào)的接收與有效處理，既安全又能夠有效地實(shí)現(xiàn)拓?fù)渥R(shí)別功能，為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供創(chuàng)造性引領(lǐng)技術(shù)。

2.3 基于OOK調(diào)制技術(shù)的拓?fù)涓兄绞窖芯?/h3>

幅移鍵控(ASK)是一種常用的信號(hào)調(diào)制技術(shù)[18]，該方法在眾多低頻RF數(shù)字通信系統(tǒng)中非常普及。當(dāng)需要發(fā)射“1”時(shí)，發(fā)射源發(fā)送較高的載波幅度；發(fā)射“0”時(shí)，采用最簡(jiǎn)單的方式發(fā)送出較低的載波幅度。通-斷鍵控(OOK)調(diào)制是一種更簡(jiǎn)單的ASK方式，發(fā)射“0”時(shí)，無任何載波信號(hào)輸出。

圖4 特征電流波形圖

為了提高軟件的容錯(cuò)性，降低電網(wǎng)噪聲對(duì)信號(hào)的干擾，文章在采用OOK調(diào)制技術(shù)的同時(shí)，優(yōu)化了控制方式，通過將單次發(fā)送時(shí)間設(shè)置為9.6 s，即每位編碼發(fā)送時(shí)間長(zhǎng)度為0.6 s，其中每位由規(guī)定個(gè)數(shù)的OOK碼組成，單次發(fā)送總體時(shí)間偏差為±40 ms，每位編碼允許發(fā)送時(shí)間偏差為±15 ms。通過這樣的方式，大大增強(qiáng)了特征信號(hào)的抗干擾性，提高了準(zhǔn)確率。

3 拓?fù)涓兄绞窖芯?/h2>

3.1 拓?fù)涓兄獙蛹?jí)描述

掛網(wǎng)設(shè)備由主干線向分支側(cè)不斷延伸，形成逐級(jí)網(wǎng)狀分布式分布模式。針對(duì)這種分布式架構(gòu)，軟件在設(shè)計(jì)時(shí)，為更好地感知每一層級(jí)所掛設(shè)備的分支信息，采用的流程圖如圖5所示。

圖5 拓?fù)涓兄鞒虉D

實(shí)際工作過程簡(jiǎn)單描述為：主站下發(fā)拓?fù)渥R(shí)別命令給集中器，集中器分時(shí)段向電力線發(fā)送拓?fù)渥R(shí)別命令，對(duì)應(yīng)分支箱(每個(gè)分支箱都有對(duì)應(yīng)的唯一ID識(shí)別號(hào))設(shè)備的HPLC模塊接收到電力線發(fā)來的命令，解調(diào)后的信號(hào)傳送給MCU進(jìn)行進(jìn)一步解析，MCU響應(yīng)該指令并解析得到該指令為拓?fù)渥R(shí)別指令并使能繼電器RY1動(dòng)作，同時(shí)使能U2的1腳(即輸出低電平作用到U2的1腳)，隨后跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)子程序中，監(jiān)測(cè)電力線過零點(diǎn)信號(hào)，當(dāng)MCU監(jiān)測(cè)到過零點(diǎn)信號(hào)后，U2的2腳輸入變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)U2的4腳輸出低電平使得U3的5腳輸出低電平，Q1導(dǎo)通，緊接著N1導(dǎo)通，觸發(fā)特征電流信號(hào)發(fā)送模塊工作，完成特征電流信號(hào)注入，該線路上的上級(jí)分支箱N線均有特征電流流過，上級(jí)電路的特征電流接收模塊均可接收到該信號(hào)，如此分級(jí)完成各級(jí)信號(hào)的發(fā)送與其上級(jí)信號(hào)的接收，整合確定不同分支箱之間的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，知道了分支箱的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，即可得出同一臺(tái)區(qū)每塊電能表的分布網(wǎng)絡(luò)。

3.2 拓?fù)涓兄獩Q策算法研究

3.2.1 拓?fù)涓兄獩Q策矩陣研究

配電變壓器下掛的集中器作為主站與計(jì)量設(shè)備之間的橋梁，完成命令的轉(zhuǎn)發(fā)、電量信息的采集、對(duì)時(shí)、監(jiān)測(cè)等功能，在拓?fù)涓兄夹g(shù)研究中，集中器又增加了新的功能，完成拓?fù)渥R(shí)別特征電流信號(hào)的接收與處理。

采用拓?fù)渚仃嘡x來簡(jiǎn)單描述拓?fù)鋵蛹?jí)[19]，針對(duì)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)層級(jí)都有相應(yīng)的矩陣與之對(duì)應(yīng)，以四層拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)為例，可以表示為:R0=[X1]；

R1=[Y1,Y2,Y3,……Yn]；

1.3.6 選定樹脂對(duì)紅薯葉總黃酮的動(dòng)態(tài)解吸試驗(yàn) 分別考察洗脫液濃度(50%、60%、70%、80%、90 %)、洗脫液流速(1、2、3、4、5 mL/min)、洗脫液用量(2、3、4、5、6 BV)對(duì)選定樹脂解吸率的影響，并通過L9(34)三因素三水平正交試驗(yàn)確立選定大孔吸附樹脂對(duì)紅薯葉中總黃酮的最佳解吸工藝參數(shù)。

R2=[Z1,Z2,Z3,……Zn]；

R3=[H1,H2,H3,……Hn]；

假設(shè)四層拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)圖如圖6所示。

圖6 拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)圖

則可得出:

R0=[0];

R1=[01,02,03,04];

R2=[011,012,031,032,033,034];

R3=[0111,0112,0121,0122,0123,0124,0125,0126];

每一層級(jí)矩陣所包含的元素個(gè)數(shù)即為該層級(jí)的掛網(wǎng)設(shè)備數(shù)，要將這些看似雜亂無章的數(shù)據(jù)整合成規(guī)律性的集合體，就需要結(jié)合特征電流注入技術(shù)，即上文闡述的技術(shù)，基于電流沿最短路徑傳輸原理，通過特征電流信號(hào)的注入實(shí)現(xiàn)每一層級(jí)的父節(jié)點(diǎn)都能夠感知到其子孫節(jié)點(diǎn)攜帶的特征信息。由此對(duì)圖X所列舉的四層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚仃囎鲞M(jìn)一步的構(gòu)建，得到如下矩陣：

R0=[0]；

觀察主次結(jié)構(gòu)矩陣就可以得到四層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

3.2.2 拓?fù)涓兄獩Q策矩陣的封裝與解封

N層分支網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D以N層結(jié)構(gòu)矩陣為基礎(chǔ)，每一層級(jí)矩陣中的元素，不應(yīng)作為孤立的元素對(duì)待，本層各不相同的元素，有可能組成其父層級(jí)矩陣中元素的結(jié)構(gòu)矩陣。

內(nèi)嵌式的決策矩陣結(jié)構(gòu)特性也可以表述為：由底層向高層逐層打包，層層整合，最終將拓?fù)鋱D壓縮為矩陣R(其中只包含有一個(gè)元素，即為拓?fù)鋱D的最頂端)的方式稱為決策矩陣的封裝；由上層向下看，R矩陣中的一個(gè)元素又可以牽引出許多個(gè)子矩陣，層層展開得到網(wǎng)絡(luò)分支拓?fù)鋱D的方式稱為決策矩陣的解封，決策矩陣的封裝與解封互為逆過程。

決策矩陣的封裝采用邊緣計(jì)算理念[20]，將算力下沉，大大節(jié)省上層算力，各級(jí)下轄的子孫節(jié)點(diǎn)注入的特征電流信號(hào)都能被其上級(jí)父節(jié)點(diǎn)接收到，父節(jié)點(diǎn)接收到特征信號(hào)后，將其代表的不同設(shè)備ID層層打包，組成結(jié)構(gòu)矩陣，存儲(chǔ)在每一層級(jí)的父節(jié)點(diǎn)中，當(dāng)主站或集中器下發(fā)拓?fù)渥R(shí)別命令，依次抄讀各個(gè)父節(jié)點(diǎn)拓?fù)湫畔?。?dāng)父節(jié)點(diǎn)接收并識(shí)別到主站下發(fā)的拓?fù)涑x命令時(shí)，會(huì)將拓?fù)渥R(shí)別結(jié)果矩陣回傳給主站或集中器。集中器通過各個(gè)父節(jié)點(diǎn)拓?fù)渥R(shí)別結(jié)果矩陣圖，可以清晰的描繪出臺(tái)區(qū)側(cè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

4 實(shí)驗(yàn)分析

4.1 拓?fù)湫盘?hào)的發(fā)送與檢測(cè)

拓?fù)渥R(shí)別信號(hào)[21]是通過電力線逐級(jí)傳輸?shù)脚_(tái)區(qū)側(cè)的，既要確保拓?fù)湫盘?hào)能夠被很好的識(shí)別，又要保證引入的特征電流信號(hào)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)構(gòu)成污染，對(duì)特征電流信號(hào)的強(qiáng)度及可靠性有嚴(yán)格的規(guī)定。

特征信號(hào)強(qiáng)度是表征強(qiáng)弱的物理量，當(dāng)信號(hào)太弱時(shí)，容易淹沒在噪聲里，很難被提取、檢測(cè)；當(dāng)信號(hào)太強(qiáng)時(shí)，對(duì)檢測(cè)電路的要求大大題高，無形中增加了檢測(cè)成本及技術(shù)難度，所以設(shè)計(jì)合理的電路保證特征信號(hào)在合理的強(qiáng)度范圍內(nèi)很重要；信噪比[22]是一個(gè)比較重要的參數(shù)，表征信號(hào)與噪聲的比值關(guān)系，信噪比數(shù)值越高，噪音越小，說明信號(hào)越容易被捕捉到；識(shí)別時(shí)間在嚴(yán)格意義上規(guī)定了完成拓?fù)渥R(shí)別所需要花費(fèi)的實(shí)時(shí)時(shí)間的最大范圍，超出這個(gè)時(shí)間范圍即使識(shí)別到了也視作無效數(shù)據(jù)，進(jìn)一步確保拓?fù)渥R(shí)別的實(shí)時(shí)性、可靠性。

經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)論證，規(guī)定了特征信號(hào)注入強(qiáng)度、信噪比、識(shí)別時(shí)間等值的參考范圍。規(guī)定信號(hào)強(qiáng)度范圍在0.050到10.000 A；信燥比要大于4 dB；信號(hào)識(shí)別時(shí)間要小于30 s。

在規(guī)定的檢測(cè)要求下，測(cè)試拓?fù)渥R(shí)別信號(hào)的強(qiáng)度及抗干擾能力如圖7所示。

圖7 識(shí)別結(jié)果圖

從圖中可以看出清楚的看出特征信號(hào)強(qiáng)度和為1.8 A，在規(guī)定的范圍內(nèi)；信號(hào)噪聲比(即信噪比)為270 dB；信號(hào)識(shí)別時(shí)間為2021-08-02 16:45:51，信號(hào)識(shí)別時(shí)間實(shí)時(shí)范圍為2021-08-02 16:45:35-16:46:05，均滿足合理范圍要求，實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明能夠成功實(shí)現(xiàn)拓?fù)涔δ芮覞M足測(cè)試準(zhǔn)則。

4.2 拓?fù)渥R(shí)別結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)搭建測(cè)試環(huán)境，含有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)1為最上面的父節(jié)點(diǎn)為集中器(地址為000000000008)與斷路器(地址為000000002102)之間的節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)2為斷路器(地址為000000002102)與電能表之間的節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)電能表的地址分別為000000000011和000000000012，這些設(shè)備都帶有拓?fù)涔δ埽ㄟ^集中器依次給下轄的設(shè)備發(fā)送拓?fù)渥R(shí)別命令，拓?fù)渥R(shí)別結(jié)果如圖8。

圖8 拓?fù)鋱D

實(shí)測(cè)結(jié)果表明，該技術(shù)能夠準(zhǔn)確、可靠地識(shí)別出掛網(wǎng)設(shè)備的層次結(jié)構(gòu)圖，清晰、直觀地反映出掛網(wǎng)產(chǎn)品在電力線上所處的分布情況。

每個(gè)掛網(wǎng)設(shè)備都有唯一的身份識(shí)別號(hào)，一旦電網(wǎng)中某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)短路、過電壓、過載等危險(xiǎn)情況，利用掛網(wǎng)設(shè)備的拓?fù)渥R(shí)別功能構(gòu)建的拓?fù)鋱D，再結(jié)合設(shè)備唯一的身份識(shí)別號(hào)，就可以做到第一時(shí)間鎖定故障源，及時(shí)切斷故障源，并通知維護(hù)人員精準(zhǔn)定位故障源，迅速處理故障原因，解除故障隱患，確保電能高效供應(yīng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

戶變及分支關(guān)系是臺(tái)區(qū)內(nèi)各個(gè)用電客戶與臺(tái)區(qū)供電變壓器的供電歸屬關(guān)系，其準(zhǔn)確性在電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)運(yùn)行中十分重要，作為臺(tái)區(qū)配電服務(wù)的基礎(chǔ)，戶變關(guān)系的明晰是配電方案規(guī)劃和臺(tái)區(qū)線損計(jì)算的依據(jù)。

臺(tái)區(qū)作為智能電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的末端層級(jí)，涉及營(yíng)銷、運(yùn)檢等多個(gè)專業(yè)，是電網(wǎng)管理工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是服務(wù)“最后一公里”落地實(shí)施的關(guān)鍵所在。戶變及分支關(guān)系不明確，會(huì)造成臺(tái)區(qū)及分相線損分析數(shù)據(jù)誤差大，業(yè)擴(kuò)新增負(fù)荷安排不合理、影響負(fù)載均衡，降低遠(yuǎn)程費(fèi)控及遠(yuǎn)程充值成功率等問題，影響這些基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的開展實(shí)施，也進(jìn)一步制約了深化應(yīng)用業(yè)務(wù)的開展。

文中所提出的技術(shù)很好地解決了掛網(wǎng)產(chǎn)品分布混亂的問題，明晰掛網(wǎng)產(chǎn)品路由信息，提高了電網(wǎng)設(shè)備的故障定位效率，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，降低電網(wǎng)線損率，提高配用電效率，為泛在電力能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)提供技術(shù)保證。