物联塑壳断路器的拓扑识别模块设计

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.12.007

电器与能效管理技术 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (12): 38-45.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.12.007

物联塑壳断路器的拓扑识别模块设计

周云红, 黄飞, 王玉莹

南京工程学院电力工程学院, 江苏南京 210000

收稿日期:2022-07-21 出版日期:2022-12-30 发布日期:2023-01-16
作者简介:周云红(1982—),女,教授,博士,研究方向为特种电力传动、飞轮储能以及智能配用电技术。|黄飞(1998—),男,硕士研究生,研究方向为电气自动化。|王玉莹(2000—),女,硕士研究生,研究方向为配电网技术。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51977103);江苏省重点研发计划项目(BE2021094);南京工程学院科研基金项目(YKJ202208)

Design of Topology Identification Module for IOT Molded Case Circuit Breaker

ZHOU Yunhong, HUANG Fei, WANG Yuying

School of Power Engineering,Nanjing Institute of Technology, Nanjing 210000, China

Received:2022-07-21 Online:2022-12-30 Published:2023-01-16

摘要/Abstract

摘要：

面向泛在电力台区建设需要,设计一款内置专用拓扑识别模块的新型物联塑壳断路器,具有特征电流自发送、自接收和自检测功能。利用快速傅里叶变换与功率谱密度估值进行特征电流信号的检测和判别,后台融合终端查询到各断路器的拓扑记录后,再根据时间戳判断出各断路器所处的层级,最终汇总为台区拓扑关系图。所提方案具有注入特征电流小,对电网质量无影响的优点,并且无须配备单独的信号发送和识别装置,实现电路简单。试验以及试点台区的运行结果,验证了所提方案的可行性和有效性,具有一定的工程应用价值。

关键词: 物联网断路器, 拓扑识别, 特征电流, 低压台区

Abstract:

For the construction of ubiquitous power stations,a new IOT molded case circuit breaker with built-in dedicated topology identification module is designed,which has the functions of characteristic current self-sending,self-receiving and self-detecting.The fast Fourier transform and power spectral density estimation are utilized to detect and distinguish the characteristic current signal.After the background fusion terminal queries the topology records of each circuit breaker,the level of each circuit breaker is determined according to the timestamp,and finally the substation area topology diagram is summarized.The proposed scheme has the advantages of small injected characteristic current,no influence on the quality of power grid,no need for the separate signal transmission and identification device,and simple circuit.The test and the operation results of the pilot station verify the feasibility and effectiveness of the method,which has certain engineering application value.

Key words: IOT circuit breaker, topology identification, characteristic current, low voltage station area

中图分类号:

TM933

周云红, 黄飞, 王玉莹. 物联塑壳断路器的拓扑识别模块设计[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(12): 38-45.

ZHOU Yunhong, HUANG Fei, WANG Yuying. Design of Topology Identification Module for IOT Molded Case Circuit Breaker[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2022, 0(12): 38-45.

图/表 13

图1

表1

阈值判别

信号来源	功率谱密度	判别条件
频点1	S₁	S₁> $S 0 、$ S₂>S₀ (S₀>2S_g)
频点2	S₂
背景噪声	S_g

表1

图2

图3

表2

图4

图5

图6

图7

图8

表3

表4

图9

参考文献 23

[1]	胡江溢, 祝恩国, 杜新刚, 等. 用电信息采集系统应用现状及发展趋势[J]. 电力系统自动化, 2014, 38(2):131-135.
[2]	张海龙, 刘宣, 任毅, 等. 用电信息采集系统窄带物联网可行性研究[J]. 电测与仪表, 2019, 56(6):82-86.
[3]	于哲, 唐俊, 李兴建, 等. 一种分布式配电网自愈系统的测试方法[J]. 电器与能效管理技术, 2021(3):41-46.
[4]	刘迪, 张强, 吕千云, 等. 基于支路有功功率的配电网拓扑辨识方法[J]. 电力工程技术, 2021, 40(3):92-98.
[5]	逯遥, 毛知新, 邱志斌. 区块链技术在能源物联网领域的发展与应用综述[J]. 广东电力, 2021, 34(7):1-12.
[6]	何恒靖, 赵伟, 黄松岭, 等. 云计算在电力用户用电信息采集系统中的应用研究[J]. 电测与仪表, 2016, 53(1):1-7.
[7]	曹军威, 袁仲达, 明阳阳, 等. 能源互联网大数据分析技术综述[J]. 南方电网技术, 2015, 9(11):1-2.
[8]	汪洋, 苏斌, 赵宏波. 电力物联网的理念和发展趋势[J]. 电信科学, 2010, 12(增刊3):9-14.
[9]	彭楚宁, 罗冉冉, 王晓东. 新一代智能电能表支撑泛在电力物联网技术研究[J]. 电测与仪表, 2019, 56(15):137-142.
[10]	孙伟卿, 郑钰琦. 能源5.0:迈入虚实互动的平行化时代[J]. 自动化仪表, 2020, 41(1):1-9,15.
[11]	李俊楠, 李伟, 李会君, 等. 基于大数据云平台的电力能源大数据采集与应用研究[J]. 电测与仪表, 2019, 56(12):104-109.
[12]	俞侃, 雍静, 梁仕斌, 等. 电力线信号技术的改进分布式发电系统孤岛检测方法[J]. 中国电机工程学报, 2015, 35(13):3283-3291.
[13]	何奉禄, 陈佳琦, 李钦豪, 等. 智能电网中的物联网技术应用与发展[J]. 电力系统保护与控制, 2020, 48(3):58-69.
[14]	刘喜梅, 马俊杰. 泛在电力物联网在电力设备状态监测中的应用[J]. 电力系统保护与控制, 2020, 48(14):69-75.
[15]	张秀娜. 电网企业精益化管理模式研究[D]. 北京: 华北电力大学, 2014.
[16]	王日宁, 武一, 魏浩铭, 等. 基于智能终端特征信号的配电网台区拓扑识别方法[J]. 电力系统保护与控制, 2021, 49(6):83-89.
[17]	陆欣, 冷安辉, 毛珊珊, 等. 基于高频同步采集与边缘计算的低压配电网电气拓扑发现技术[J]. 电信技术, 2020(8):184-191.
[18]	余鹤, 夏水斌, 郡烈奇, 等. 低压用电“台区识别技术”研究[J]. 通信与信息技术, 2019(2):35-39.
[19]	闫卫国, 王高猛, 林济铿, 等. 基于AMI量测信息的低压配电网拓扑校验方法[J]. 中国电力, 2019, 52(2):125-133.
[20]	邹时容, 陆慧, 洪梓铭, 等. 基于动态时间序列电压相关性分析的低压配电网拓扑校核[J]. 广东电力, 2020, 33(5):52-59.
[21]	肖勇, 赵云, 涂治东, 等. 基于改进的皮尔逊相关系数的低压配电网拓扑结构校验方法[J]. 电力系统保护与控制, 2019, 47(11):37-43.
[22]	杨秀霞, 张毅. 大型独立电力网络拓扑识别及故障潮流计算[J]. 武汉理工大学学报, 2009, 33(1):91-94.
[23]	王兆华, 黄翔东. 数字信号全相位谱分析与滤波技术[M]. 北京: 电子工业出版社, 2009.

发送拓扑电流的断路器	识别出拓扑电流的断路器	所处层级
1#	1#、5#	2
2#	2#、5#、9#	3
3#	3#、5#	2
4#	1#、4#、5#、6#	4
5#	5#	1
6#	1#、5#、6#	3
7#	3#、5#、7#	3
8#	1#、5#、8#	3
9#	5#、9#	2

断路器	检测记录
1#	第1条发生时间∶21年5月31日 15∶30∶17 第2条发生时间∶21年5月31日 15∶31∶16 第3条发生时间∶21年5月31日 15∶32∶15
2#	第1条发生时间∶21年5月31日 15∶31∶15 第2条发生时间∶21年5月31日 15∶32∶16
3#	第1条发生时间∶21年5月31日 15∶32∶18

发送记录	识别记录	所处层级
1#发生时间∶ 15∶30∶00	1#发生时间∶15∶30∶17	1
2#发生时间∶ 15∶31∶00	1#发生时间∶15∶31∶16 2#发生时间∶15∶31∶15	2
3#发生时间∶ 15∶32∶00	1#发生时间∶15∶32∶15 2#发生时间∶15∶32∶16 3#发生时间∶15∶32∶18	3

物联塑壳断路器的拓扑识别模块设计

Design of Topology Identification Module for IOT Molded Case Circuit Breaker

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 13

参考文献 23

相关文章 2

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	吴科成, 曲毅, 陈荃, 陈义森, 欧阳森. 基于数据驱动的台区线损评估方法[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(3): 29-35.
[2]	李新家, 陈霄, 严永辉, 王黎明, 吴恒. 基于家庭智慧用能的负荷协同优化调节技术研究[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(1): 77-83.