一种电网低压拓扑波形提取与识别方法与流程

本发明涉及拓扑识别领域，具体涉及一种电网低压拓扑波形提取与识别方法。

背景技术：

1、本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

2、本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

3、在电力行业中，准确地定位电表对于电力公司来说非常重要，这有助于实现准确的抄表和电费计算，提高电力公司的运营效率。同时，低压电网拓扑也是电力公司管理和运营的重要内容，拓扑信息的准确性和完整性对电力公司的运营和管理具有至关重要的意义。传统的电表定位方法往往需要对每个电表进行手动的查找，费时费力，且容易出现误差。

4、目前电表定位主要使用电流注入法，但有以下弊端：1、电流注入法需要对电网进行注电操作，可能对电网中的设备和用户产生影响。特别是对于敏感设备和用户，可能会造成一定的损坏或不便。2、电流注入法需要占用电网一定的时间和资源进行测量和数据处理，可能会对电网的正常运行和用电造成一定的干扰和损失。3、电流注入法的测量精度和可靠性受到电网拓扑和电路参数的影响，对于复杂的电网或变化较大的电网，可能存在一定的误差和偏差。4、电流注入法只能获取电网的静态拓扑信息，无法获取电网的动态变化信息。对于电网中的故障、故障隔离和恢复等情况，电流注入法无法及时反映。

5、因此，考虑从抄表过程出发，基于抄表过程中产生的波形信息，实现电表定位，但由于电网较为复杂，导致无法准确获取对应的抄表波形以及电表位置判断存在一定误差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有技术中存在的问题，提供了一种电网低压拓扑波形提取与识别方法，能够准确提取出特征波形，并识别出抄表波形，通过抄表波形即可准确判断电表的位置，从而解决了上述问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种电网低压拓扑波形提取方法，包括：

4、步骤s1：获取集中器抄表过程中的原始波形数据(所述原始波形数据由各个原始波形数据点构成)中的波形底噪，并将原始波形数据中位于波形底噪之下的原始波形数据点对应的原始波形值替换为波形底噪；

5、步骤s2：对原始波形数据进行预处理；

6、步骤s3：计算原始波形数据中的二阶梯度值，并基于二阶梯度值提取边沿点；

7、步骤s4：根据边沿点，提取特征波形，所述特征波形由若干段波形组成。

8、进一步地，所述步骤s1，包括：

9、统计所有原始波形数据点的原始波形值，将出现概率最高的原始波形值作为波形底噪。

10、进一步地，所述步骤s2中所述预处理，包括：中值滤波和平滑滤波；

11、所述步骤s4，包括：

12、计算两个相邻边沿点的平均值，使平均值替换两个边沿点之间的所有原始波形数据点对应的原始波形值，形成特征波形。

13、一种电网低压拓扑波形识别方法，基于上述的一种电网低压拓扑波形提取方法提取出的特征波形，包括：

14、步骤a：判断每一段波形的起始点是否在规定范围内；

15、步骤b：计算每一段波形是抄表波形的权重分数；

16、步骤c：将权重分数最大的波形，作为抄表波形。

17、进一步地，所述步骤a，包括：

18、判断每一段波形的起始点对应的下标是否大于预设值，若有波形大于预设值，则进行步骤b。

19、进一步地，所述每一段波形是抄表波形的权重分数为：集中器波形权重分数、ack波形权重分数、另一通道相同下标特征波形权重分数、抄表波形权重分数之和。

20、进一步地，所述集中器波形权重分数，包括：

21、根据集中器波形特征和集中器波形权重匹配原则，将当前波形的前一波形与集中器波形特征进行匹配，并基于集中器波形权重匹配原则，确定当前波形的集中器波形权重分数；

22、所述ack波形权重分数，包括：

23、根据ack波形特征和ack波形权重匹配原则，将当前波形的下一波形与ack波形特征进行匹配，并基于ack波形权重匹配原则，确定当前波形的ack波形权重分数；

24、所述另一通道相同下标特征波形权重分数，包括：

25、根据监听范围之内的各个波形的下标和另一通道相同下标特征波形权重匹配原则，判断在监听范围内另一通道有无与当前波形的下标对应下标的波形，基于判断结果与另一通道相同下标特征波形权重匹配原则，确定当前波形的另一通道相同下标特征波形权重分数；

26、所述抄表波形权重分数，包括：

27、根据抄表波形特征和抄表波形特征权重匹配原则，将当前波形与抄表波形特征进行匹配，并基于抄表波形特征权重匹配原则，确定当前波形的抄表波形权重分数。

28、进一步地，所述集中器波形权重分数计算过程如下：

29、确定当前波形前面有没有波形；

30、若没有，则当前波形的集中器波形权重分数为0，若有，则计算当前波形与前面各个波形之间的距离是否在规定范围内；

31、若不在，则当前波形基于对应波形的集中器波形权重分数为0，若在，基于集中器波形权重匹配原则，确定当前波形基于对应波形的集中器波形权重分数；

32、取最高的集中器波形权重分数作为当前波形的集中器波形权重分数；

33、所述ack波形权重分数计算过程如下：

34、确定当前波形后面有没有波形；

35、若没有，则当前波形的ack波形权重分数为0，若有，则计算当前波形与后面各个波形之间的距离是否在规定范围内；

36、若不在，则当前波形基于对应波形的ack波形权重分数为0，若在，基于ack波形权重匹配原则，确定当前波形基于对应波形的ack波形权重分数；

37、取最高的ack波形权重分数作为当前波形的ack波形权重分数；

38、所述另一通道相同下标特征波形权重分数计算过程如下：

39、从特征波形中剔除由定位装置确定的监听范围之外的波形；

40、将定位装置波形的时区与特征波形的时区进行下标对齐；

41、判断在监听范围内另一通道有无与当前波形的下标对应下标的波形，基于判断结果与另一通道相同下标特征波形权重匹配原则，确定当前波形的另一通道相同下标特征波形权重分数；

42、所述抄表波形权重分数计算过程如下：

43、确定当前波形的宽度是否在抄表波形宽度范围内；

44、若不是，则当前波形是抄表波形的权重分数直接为0；若是，基于抄表波形特征权重匹配原则，确定当前波形的抄表波形权重分数。

45、进一步地，所述集中器波形权重匹配原则，包括：

46、基于给集中器波形宽度区间的上边界、下边界、最优宽度分配的对应的权重和对应波形的宽度，计算当前波形基于对应波形的集中器波形权重分数；

47、所述ack波形权重匹配原则，包括：

48、基于给ack波形宽度区间的上边界、下边界、最优宽度分配的对应的权重和对应波形的宽度，计算当前波形基于对应波形的ack波形权重分数；

49、所述另一通道相同下标特征波形权重匹配原则，包括：

50、在下标误差范围内，若在监听范围内另一通道有与当前波形的下标对应下标的波形，则当前波形的另一通道相同下标特征波形权重分数为预设值，若在监听范围内另一通道没有与当前波形的下标对应下标的波形，则当前波形的另一通道相同下标特征波形权重分数为0；

51、所述抄表波形特征权重匹配原则，包括：

52、基于给抄表波形高度区间的上边界、下边界分配的对应的权重和当前波形的高度，计算当前波形的抄表波形高度权重分数；

53、基于给抄表波形宽度区间的上边界、下边界、最优宽度分配的对应的权重和当前波形的宽度，计算当前波形的抄表波形宽度权重分数；

54、将抄表波形高度权重分数与抄表波形宽度权重分数相加，即得到当前波形的抄表波形权重分数。

55、进一步地，当数据异常时，集中器重新进行抄表；

56、所述数据异常，包括：

57、所有波形的起始点对应的下标都小于预设值；

58、所有波形的集中器波形权重分数为0；

59、所有波形的ack波形权重分数为0；

60、剔除后，在监听范围之内没有波形；

61、所有波形的另一通道相同下标特征波形权重分数为0；

62、所有波形的抄表波形权重分数为0。

63、与现有的技术相比本发明的有益效果是：

64、一种电网低压拓扑波形提取与识别方法，能够准确提取出特征波形，并识别出抄表波形，从而通过抄表波形即可准确判断电表的位置。