配电网拓扑自动排序传感器终端、后台终端及系统的制作方法

本实用新型涉及配网自动化技术领域，特别是涉及一种配电网拓扑自动排序传感器终端、后台终端及系统。

背景技术：

配电网拓扑排序，是在配电网拓扑图上标出各变电站每条出线的归属变电站、归属母线和线路名称。配电网拓扑排序分为离线人工法和在线自动生成法。

人工法是指人工测量和查询每条线路关键点经纬度、归属变电站、归属母线和线路名称，并标注在配电网拓扑图上。自动生成法是指在每条线路关键点安装传感器终端，传感器采集线路电流和该点的经纬度，并将信息传送到后台终端，后台终端通过算法计算出配电网拓扑排序。

采用人工法进行排序，作业效率低下。如果采用自动生成法，则普遍存在着难以确定传感器终端的变电站、母线归属的问题，对自动排序的效率造成了不良影响。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种配电网拓扑自动排序传感器终端、后台终端及系统，能够准确、高效的完成对配电网传感终端的排序。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种配电网拓扑自动排序传感器终端，所述传感器终端包括：电流信号感应线圈，用于在安装现场采集配电网络上交流电流信号的正过零点时间信息和电流幅度信息；gnss模块，用于获取配电网拓扑自动排序传感器终端的时间基准信息和地理位置信息；单片机，连接至电流信号感应线圈及gnss模块，通过与gnss模块之间的连接获取由gnss模块获取到的时间基准信息和地理位置；通过与电流信号感应线圈之间的连接获取电流信号的正过零点时间信息和电流幅度信息；通过正过零时间与时间基准的比较获取电流信号的时序相位信息；通过时序相位信息和电流幅度信息获取线路的归属变电站、归属母线和归属出线。通信模块，连接至单片机，将时序相位信息、电流幅度信息及地理位置信息传输至配电网拓扑自动排序后台终端。

在一些实施方式中，通信模块包括：无线通信模块，或者移动gprs模块。

在一些实施方式中，无线通信模块用于在不同传感器终端之间的间距小于100米的场景下，不同配电网拓扑自动排序传感器终端之间通过自组织网络通信。

在一些实施方式中，自组织网络通过频分复用的方式区分不同通信链路。

在一些实施方式中，移动gprs模块用于在不同配电网拓扑自动排序传感器终端之间的间距大于100米的场景下，与配电网拓扑自动排序后台终端进行数据通信。

在一些实施方式中，单片机通过1pps信号确定线路上交流信号的时序相位信息。

在一些实施方式中，1pps信号由gnss模块传输至单片机。

在一些实施方式中，还包括：能量提取线圈，用于从线路上提取电能，并使用提取到的电能为锂电池补充电能。

此外，本实用新型还提供了一种配电网拓扑自动排序后台终端，所述后台终端包括：后台端移动gprs模块，获取配电网拓扑自动排序传感器终端上传的时序相位信息、电流幅度信息及地理位置信息，根据每个配电网拓扑自动排序传感器终端的时序相位信息、电流幅度信息及地理位置信息判断该配电网拓扑自动排序传感器终端的归属变电站、归属母线及归属出线；服务器，连接至移动gprs模块，根据各个配电网拓扑自动排序传感器终端的归属变电站、归属母线及归属出线，为各个配电网拓扑自动排序传感器终端自动排序。

此外，本实用新型还提供了一种配电网拓扑自动排序系统，所述系统包括：若干个根据前文所述的配电网拓扑自动排序传感器终端，以及至少一个根据前文所述的配电网拓扑自动排序后台终端。

采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型能够在线实时获取线路上交流电流信号的时序相位信息、电流幅度信息，以及传感终端的地理位置信息，再根据上述的时序相位信息、电流幅度信息及地理位置信息综合判断各个传感器的归属变电站、归属母线和归属出线，从而自动生成配电网拓扑排序，提高了拓扑排序的准确性，降低人工工作强度。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型实施例提供的传感器终端的原理示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电流采样值和时序相位的原理示意图；

图3是本实用新型实施例提供的后台终端的原理示意图。

附图标记说明：

1能量提取线圈2电源提取模块

3锂电池4电流信号感应线圈

5单片机6无线通信模块

7传感端移动gprs模块8gnss模块

11服务器12后台端移动gprs模块

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的目的是自动生成配电网拓扑排序，即在配电网所有线路上自动标出该线路的归属变电站、归属母线、归属出线。当线路发生增减变化时也能自动改变拓扑排序。

本实用新型包括两部分：传感器终端和后台终端。传感器终端安装在线路的关键点，即分支处和线路始端和末端。传感器终端的结构如图1所示。

参见图1，能量提取线圈1为铁基纳米晶铁心线圈，100匝，作用在于从电力线电流中提取能量。

电源提取模块2，从能量提取线圈1提取能量，给电池3充电。

锂电池3的型号为18650，额定供电电压3.7v。

电流信号感应线圈4为铁基纳米晶铁心线圈，1200匝，作为电流互感器对电力线中的电流采样。

单片机5，具有双串口12位ad的单片机，单片机外部中断源与gnss模块8的1pps信号连接，接收秒脉冲，一个串口的txd、rxd、gnd与gnss模块8连接，接收该传感器点的经纬度。另一个串口的txd、rxd、gnd与移动gprs模块7和无线通信模块6并联连接，移动gprs模块7和无线通信模块6二选一，同时只能有一个模块工作，当传感器安装密度较大距离较远时使用移动gprs模块7，当传感器安装密度较小距离较近时使用无线通信模块6。单片机5将电流采样值和时序相位定时发往后台终端。发送信息如图2所示。

无线通信模块6，采用无线自组织网络模块，用中继方式与后台终端通信。

移动gprs模块7，实现与后台终端通信。当传感器安装密度较大距离较远时使用移动gprs模块7，当传感器安装密度较小距离较近时使用无线通信模块6。

gnss模块8，输出1pps给单片机5，用于计算1pps与电力线电流的相位。向单片机发送该传感器点的经纬度。

后台终端的结构如图3所示。参见图3，

服务器11，完成数据收集和拓扑排序算法。txd、rxd、gnd与后台端移动gprs模块12连接。

移动gprs模块12，完成与传感器终端通信。

需要强调的是，时序相位是本实用新型关键，有了时序相位，可以计算各分支电流矢量和，并判断线路归属变电站、归属母线、归属出线；

频分通道是本实用新型关键，有了频分通道，统一频率上、下路由之间自组网络，与附近出线通道通信系统相互独立，互不干扰，使各分支节点的电流相位与矢量信息在各区块自我验证和管理成为可能；

在1pps控制下全网同步采样。1pps信号是秒脉冲信号，这种信号的特点在于周期为一秒，也就是每秒会有一个脉冲，在本实用新型技术方案中用于确定何时采集时序相位。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。