一种基于宽带载波的台区网络拓扑动态自适应方法与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于宽带载波的台区网络拓扑动态自适应方法。

背景技术：

随着国民经济和电力事业的迅速发展，一户一表制已基本普及，居民小区跨越的范围也越来越大。随着电力自动化运行水平的的提高，供电方式也在不断的改变。然而，目前的电力抄表虽然实现了智能化抄表，但是由于抄表时存在跨台区的原因而对台区档案信息的准确性无法保证。因此，还要间隔性的人工去现场核实，从而增加了人力，且效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种基于宽带载波的台区网络拓扑动态自适应方法，其能够准确、快速、实时的反映出低压台区的网络拓扑关系，能够对台区内的变更、变动及异常情况做出准确、快速、实时的响应，并实现动态自适应运行。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了以下技术方案：

本发明实施例提供了一种基于宽带载波的台区网络拓扑动态自适应方法，包括以下步骤：

采集器接收集中器发送的电压特征信号；

所述采集器对所述电压特征信号进行解析；

如果解析正确，则确定所述采集器所在的节点属于集中器所在的台区；

所述采集器收集所述节点所挂的各电能表信息；

所述采集器将所述各电能表信息发送给所述集中器。

优选的，所述采集器将所述各电能表信息发送给所述集中器的步骤，包括：

所述采集器利用宽带载波信道，将所述各电能表信息发送给所述集中器。

优选的，在所述采集器将所述各电能表信息发送给所述集中器的步骤之后，还包括：

所述集中器将所述各电能表信息发送给主站。

优选的，所述集中器将所述各电能表信息发送给主站的步骤之后，还包括：

所述主站对所述各电能表信息进行比对；

如果比对出存在新电能表信息，则将所述新电能表信息发给所述集中器；

所述主站根据所述各电能表信息，完成台区信息及网络拓扑的实时动态的更新。

优选的，所述主站对所述各电能表信息进行比对的步骤之后，还包括：

如果比对出缺少某电能表信息，则更新集中器中的电能表信息；

所述主站根据所述各电能表信息，完成台区信息及网络拓扑的实时动态的更新。

优选的，所述主站对所述各电能表信息进行比对的步骤之后，还包括：

如果比对出电能表信息有变动，则更新电能表的档案信息；

所述主站根据所述各电能表信息，完成台区信息及网络拓扑的实时动态的更新。

优选的，所述采集器收集所述节点所挂的各电能表信息的步骤，包括：

所述采集器通过RS485方式收集所述节点所挂的各电能表信息。

优选的，所述采集器收集所述节点所挂的各电能表信息的步骤，包括：

所述采集器通过红外方式收集所述节点所挂的各电能表信息。

优选的，所述采集器接收集中器发送的电压特征信号的步骤之前，还包括：

主站向所述集中器发送指令，所述指令用于指示所述集中器对本台区发送电压特征信号；

所述集中器根据所述指令，对本台区发送电压特征信号。

优选的，所述采集器将所述各电能表信息发送给所述集中器的步骤之后，还包括：

集中器按照次序给对应的分支终端发命令，以使对应的分支终端在电力线对应的相发送类负荷信号；

各节点采集器对所述类负荷信号进行接收并解析；

如果解析正确，则采集器利用载波信道把所述各电能表信息发送给集中器。

本发明提供的基于宽带载波的台区网络拓扑动态自适应方法，通过采集器接收集中器发送的电压特征信号；所述采集器对所述电压特征信号进行解析；如果解析正确，则确定所述采集器所在的节点属于集中器所在的台区；所述采集器收集所述节点所挂的各电能表信息；所述采集器将所述各电能表信息发送给所述集中器。因此，本发明具有如下有益效果：

1、除了可以进行台区识别、相位识别、分支识别外，利用此方法可以实时明确户变关系、档案自适应，可以提升运维效率，为营配网络的设备建立清晰的对应关系，对台区的变更、变动及异常情况做出准确、实时的响应，准确、实时的理清台区的网络拓扑关系。

2、利用此方法，台区节点的变更及调整等信息可以及时反馈给主站系统，通过快速稳定的信息传输控制，重新下发实时的运行参数，网络拓扑关系的实时调整与重构，实现由信息数据的采集到系统调整的动态自适应闭环运行。

3、利用电压特征信号（即过零畸变信号，信号不会跨台区传输）传输技术、类负荷信号（类似于模拟的电力负荷）传输技术及采用同步采样技术进行台区识别功能，利用宽带载波信道来完成信息数据的交互传输。

4、对传统的电力集中抄表系统进行改进、融合。在主站系统增加台区网络拓扑监测功能；在集中器上增加电压特征信号发送功能模块；在采集器上增加信号识别功能模块。

5、通过集中器发送电压特征信号，采集器进行电压特征信号的准确识别与信息的反馈，可以保证电表档案信息的完整性，可以明确户变关系。

6、通过主站系统、集中器及采集器的配合运行，实现台区网络拓扑动态自适应。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的基于宽带载波的台区网络拓扑动态自适应方法的实现流程示意图。

图2是本发明另一实施例提供的为低压台区网络的基本结构的示意图。

图3是本发明又一实施例提供的电力集中抄表系统的基本框架结构与信道的示意图。

图4是本发明再一实施例提供的基于载波信道的组网方式的示意图。

图5是本发明一实施例提供的系统组成设备的连接关系的示意图。

图6是本发明另一实施例提供的自适应系统基本功能实现的基本信号流程示意图。

具体实施方式

请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所示例的本发明的具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。

本发明原理以上述文字来说明，其并不代表为一种限制，本领域技术人员将可了解到以下所述的多种步骤及操作亦可实施在硬件当中。本发明的原理使用许多其它泛用性或特定目的运算、通信环境或组态来进行操作。

请参阅图1，所示为本发明实施例提供的基于宽带载波的台区网络拓扑动态自适应方法。

所述基于宽带载波的台区网络拓扑动态自适应方法，包括如下步骤：

在步骤S101中，采集器接收集中器发送的电压特征信号；

在本发明实施例中，所述采集器接收集中器发送的电压特征信号的步骤之前，还包括：主站向所述集中器发送指令，所述指令用于指示所述集中器对本台区发送电压特征信号；所述集中器根据所述指令，对本台区发送电压特征信号。

在步骤S102中，所述采集器对所述电压特征信号进行解析；

在步骤S103中，如果解析正确，则确定所述采集器所在的节点属于集中器所在的台区；

在步骤S104中，所述采集器收集所述节点所挂的各电能表信息；

在本发明实施例中，所述采集器通过RS485方式收集所述节点所挂的各电能表信息。或者，所述采集器通过红外方式收集所述节点所挂的各电能表信息。

在步骤S105中，所述采集器将所述各电能表信息发送给所述集中器。

在本发明实施例中，所述采集器利用宽带载波信道，将所述各电能表信息发送给所述集中器。

优选的，所述采集器将所述各电能表信息发送给所述集中器的步骤之后，还包括：集中器按照次序给对应的分支终端发命令，以使对应的分支终端在电力线对应的相发送类负荷信号；各节点采集器对所述类负荷信号进行接收并解析；如果解析正确，则采集器利用载波信道把所述各电能表信息发送给集中器。

作为本发明一优选实施例，在所述采集器将所述各电能表信息发送给所述集中器的步骤之后，还包括：

所述集中器将所述各电能表信息发送给主站；

所述主站对所述各电能表信息进行比对；

如果比对出存在新电能表信息，则将所述新电能表信息发给所述集中器；

所述主站根据所述各电能表信息，完成台区信息及网络拓扑的实时动态的更新。

然而，如果比对出缺少某电能表信息，则更新集中器中的电能表信息；所述主站根据所述各电能表信息，完成台区信息及网络拓扑的实时动态的更新。

又如，如果比对出电能表信息有变动，则更新电能表的档案信息；所述主站根据所述各电能表信息，完成台区信息及网络拓扑的实时动态的更新。

下面详细描述本发明实施例提供的基于宽带载波的台区网络拓扑动态自适应方法。

11、通过集中器对本台区发送电压特征信号。

12、由各采集器对该电压特征信号进行监测接收并解析，进行台区的识别。

13、若某采集器能够接收到集中器发送过来的电压特征信号，并且解析是正确的，则说明此采集器所在的节点属于集中器所在的台区。那么该采集器会收集此节点所挂的各用户电表的表号等信息。同时，采集器会利用载波信道把收集的信息数据发送给集中器，以完成信息数据的交互传输。

14、对于各末端的采集器，通过识别信号的判别，可以确定节点的归属情况。对于各分支处的分支终端发送类负荷信号，通过识别信号的判别及信息反馈，可以确定分支的情况。同时，集中器根据采集器利用载波信道传来的信息数据，可以保证各节点的档案信息的完整性和准确性，明确户变关系。如果台区内有用户的增加、消缺或变动，集中器可以通过数据的比对，能够实时动态的反映出来。

15、集中器在收集好各节点的信息后，可以统一把信息数据发送给主站，或者由主站向集中器请求数据或控制。主站可以根据数据信息对档案信息进行调整或完善处理，如档案新增、调整相别及档案消除等。主站可以把正确的档案信息数据发送给集中器，由集中器去维护台区内的各节点的档案信息，实现台区档案的动态自适应。这样，通过宽带载波及台区识别技术的应用，实现了台区网络拓扑的动态自适应。

请参阅图2，为低压台区网络的基本结构。

所述低压台区网络的基本组成有：配电变压器、分支开关（可有多级）、电力线及用户电能表。

在本发明实施例中，在用户电能表上挂接采集器，而采集器又挂接集中器。如图3所示。

请一并参阅图2至图6，在总体系统结构上，集抄系统主要由上层抄表管理系统、核心层集中器和底层的智能电能表组成。集中抄表系统各部分功能和作用如下。

上层抄表管理系统，即主站系统。主站系统主要用于人机交互，将抄表的数据进行有效管理和存储，可通过抄表管理系统实现远程抄表、远程查讯和远程控制的功能。

集中器，集中器是抄表管理软件和底层电表通信的桥梁和纽带，提供多个通信接口，包括上行通信接口，用于接收和解析上层管理系统指令和数据，并根据指令将数据打包传给上层管理系统。下行载波和RS485通信接口，采用ＤＬ／Ｔ６４５协议对电能表进行读取和设置。

采集器。它的作用有两个，其一在居民电能表距离集中器太远时采集器可以相当于中继作用，一端连接上层集中器，另一端可间接底层的智能电能表，且可以一对多。

电能表。电能表主要分为载波电能表多功能电能表，用于采集居民或工厂的用电信息，随着电表的不断更新换代和不断的规范化，如今大部分是带有RS485和电力线载波通信接口。

为了实现台区网络拓扑动态自适应功能，在电力集中抄表系统的基础上进行改造与融合。各层级的改造与融合方案如下：

主站系统的改进：

在主站系统增加台区网络拓扑监测功能，负责台区信息管理及网络拓扑监测展示与运行。

集中器部分的改进：

在集中器上增加电压特征信号发送功能模块。集中器通过融合电压特征信号发送功能后，既能够满足自适应系统的要求，同时也可兼顾电力集中抄表的应用。以下称为集中器。

采集器部分的改进：

在采集器上增加电压特征信号识别功能模块。采集器通过融合电压特征信号识别功能后，既能够满足自适应系统的要求，同时也可兼顾电力集中抄表的应用。以下称为采集器。

增加分支终端：

对于分支的识别，增加分支终端，基本功能同集中器。

步骤1：由集中器根据主站的实时指令或设置的定时要求，在电力线某相如A相（按照A相、B相、C相分别进行）向本台区发送电压特征信号。在发送完成后，集中器进入数据接收状态，等待各节点的信息反馈。

步骤2：各采集器进行电压特征信号的接收与解析，进行电压特征信号的识别。

步骤3：若是某末端的采集器能接收到集中器发送来的电压特征信号，并且解析是正确的，则说明此采集器所在的节点属于集中器所在的台区，并可以确定相别。

步骤4：此时，此节点采集器通过RS485或红外抄表的方式读取此采集器所挂的各用户电能表的表号等相关信息。

步骤5：此末端的采集器读取电能表信息后，会利用载波信道把读取的信息数据发送给集中器，完成用户电能表信息数据的反馈传输。

步骤6：集中器按照次序给某分支终端发命令（根据实际分支设定的，可能有多个分支），让对应的分支终端在电力线某相如A相（注意流程，按照A相、B相、C相分别进行）发送类负荷信号。各节点采集器进行接收解析，如果解析正确，则会利用载波信道把信息数据发送给集中器。

步骤7：此时，集中器根据采集器利用载波信道传来的各信息数据，可以明确用户电能表的具体信息，如表号、相别及分支等。可以保证各用户电表档案信息的完整性和准确性，明确户变关系。

步骤8：接下来改在电力线B相进行，重复步骤1至步骤7。

步骤9：接下来改在电力线C相进行，重复步骤1至步骤7。

步骤10：集中器在收集整理好各节点用户电能表的信息后，统一把信息数据发送给主站，或者由主站向集中器请求数据或控制。

步骤11：主站可以根据数据信息对原来的档案信息进行调整或完善处理，如档案新增、调整相别及档案消除等，完成台区信息及网络拓扑的更新。

步骤12：主站可以把正确的档案信息数据发送给集中器，由集中器去维护台区内的各节点的档案信息，实现台区档案的动态自适应。

例如，当用户电能表有增加时，系统是会按照设置的定时要求，不断进行正常运行的基本流程。

具体的，如果某分支下的某个节点增加了用户电能表，在基本流程的步骤11，主站可以根据数据信息的比对，便知道有用户电能表增加，经过档案信息的核实处理，把新增加的电能表用户信息下发给集中器，实现台区档案的动态自适应。主站会根据这些信息完成台区信息及网络拓扑的实时动态的更新。

又如，用户电表有消缺时，系统是会按照设置的定时要求，不断进行正常运行的基本流程。

具体的，如果某分支下的某个节点用户电能表有消缺时，在基本流程的步骤11，主站可以根据数据信息的比对，知道有用户电有表消缺，经过档案信息的核实处理，重新更新集中器的用户电能表信息，实现台区档案的动态自适应。主站会根据这些信息完成台区信息及网络拓扑的实时动态的更新。

又如，用户电能表有变动时，系统是会按照设置的定时要求，不断进行正常运行的基本流程。

具体的，如果某分支下的某个节点用户电能表有变动时，如换相等，在基本流程的步骤11，主站可以根据数据信息的比对，知道有用户电能表变动，经过档案信息的核实处理，重新更新用户电能表的档案信息。主站会根据这些信息完成台区信息及网络拓扑的实时动态的更新。

综上所述，本发明实施例提供的基于宽带载波的台区网络拓扑动态自适应方法，通过采集器接收集中器发送的电压特征信号；所述采集器对所述电压特征信号进行解析；如果解析正确，则确定所述采集器所在的节点属于集中器所在的台区；所述采集器收集所述节点所挂的各电能表信息；所述采集器将所述各电能表信息发送给所述集中器。因此，本发明具有如下有益效果：

1、除了可以进行台区识别、相位识别、分支识别外，利用此方法可以实时明确户变关系、档案自适应，可以提升运维效率，为营配网络的设备建立清晰的对应关系，对台区的变更、变动及异常情况做出准确、实时的响应，准确、实时的理清台区的网络拓扑关系。

2、利用此方法，台区节点的变更及调整等信息可以及时反馈给主站系统，通过快速稳定的信息传输控制，重新下发实时的运行参数，网络拓扑关系的实时调整与重构，实现由信息数据的采集到系统调整的动态自适应闭环运行。

3、利用电压特征信号（即过零畸变信号，信号不会跨台区传输）传输技术、类负荷信号（类似于模拟的电力负荷）传输技术及采用同步采样技术进行台区识别功能，利用宽带载波信道来完成信息数据的交互传输。

4、对传统的电力集中抄表系统进行改进、融合。在主站系统增加台区网络拓扑监测功能；在集中器上增加电压特征信号发送功能模块；在采集器上增加信号识别功能模块。

5、通过集中器发送电压特征信号，采集器进行电压特征信号的准确识别与信息的反馈，可以保证电表档案信息的完整性，可以明确户变关系。

6、通过主站系统、集中器及采集器的配合运行，实现台区网络拓扑动态自适应。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取记忆体（RAM，Random Access Memory）、磁盘或光盘等。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。