專利名稱：配網拓撲自動識別系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及配網拓撲繪制技術，具體為一種配網拓撲自動識別系統(tǒng)。
背景技術：
配電網絡拓撲關系是實現(xiàn)配電自動化的基礎，配電網絡中配電設備的變動均會導 致配電網絡拓撲關系的改變，因此在配電自動化系統(tǒng)中必須保證配電網絡拓撲與實際的配電網絡結構一致才能發(fā)揮出配電自動化系統(tǒng)的作用。由于運行和設計等原因常常導致配電網絡變動頻繁，而配電網絡中涉及的設備數(shù)量巨大，因此配電系統(tǒng)主接線圖的維護工作一直是一項費力、費時的工作?，F(xiàn)階段常采用以下三種方式的一種
1、利用AutoCAD等通用的繪圖工具進行繪制；
2、基于程序代碼自行設計電力圖元繪制配電網絡拓撲；
3、用戶自行維護各設備的位置和拓撲關系，然后利用一系列復雜的推理機制自動生成配電網絡拓撲。這些方式均需要人工參與輸入、處理大量信息，不能及時反映現(xiàn)場設備電氣接線的變化、工作效率低、周期長，常常跟不上現(xiàn)場實際的變化、準確率低。

發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)了自動及時準確跟蹤配網主接線的變化、大幅提升工作效率的配網拓撲自動識別系統(tǒng)，此系統(tǒng)針對電力行業(yè)安全檢測管理數(shù)量龐大、分布范圍廣、結構分類復雜、更新變化大的電力設備具有重大的應用價值。本發(fā)明為解決其技術問題所采用的技術方案是
配網拓撲自動識別系統(tǒng)，配網劃分成不同的配電區(qū)域，自動識別系統(tǒng)包括用于存儲配電設備信息的電子標簽，所述配電設備信息包括設備編號、設備類型、位置信息，電子標簽安裝在配網設備上，其中兩端口電氣元件的兩端分別安裝有電子標簽，母線上分布有電子標簽；固定設置在每個配電區(qū)域內的配電終端，配電終端內設置有無線通訊設備，配電終端通過無線通訊設備與對應配電區(qū)域內所包含的配電設備上的電子標簽通訊連接，配電終端在線采集該配電區(qū)域內的配電設備信息并生成該區(qū)域配電網絡拓撲信息；用于與所有配電區(qū)域內的配電終端通訊連接的配電主站，所述配電主站根據(jù)配電終端上傳的局域配電網絡拓撲信息生成全局配電網絡拓撲。本識別系統(tǒng)中，配電終端生成區(qū)域配電網絡拓撲信息時所采用的規(guī)則為兩個兩端口電氣元件上的電子標簽的位置相距小于第一預定距離，且兩端口電氣元件的設備類型為可互相連接的類型時，則判斷兩端口電氣元件通過相應電子標簽所安裝的一側端口相連接；母線上兩相鄰電子標簽所確定的直線與其他配電設備上電子標簽的距離小于第二預定距離，且該配電設備的設備類型為可與母線連接的類型時，則判斷該配電設備通過相應電子標簽所安裝的一側與母線相連接。所述第一預定距離和第二預定距離為10cm。配電設備信息預寫入電子標簽中，位置信息在預寫入電子標簽后實時更新修改。
配電主站內建立有設備信息數(shù)據(jù)庫，設備信息數(shù)據(jù)庫內存儲有設備編號、設備類型的信息，配電主站將每個設備的設備編號和設備類型的信息導入到一手持機內，手持機將該信息以及位置信息現(xiàn)場預寫入配電設備的電子標簽中。配電設備的無線通訊設備內設置有GPS定位裝置，對電子標簽的位置信息進行實時更新修改時先通過其所處配電區(qū)域內的GPS定位裝置進行預定位，然后電子標簽通過與至少三個配電區(qū)域上配電設備的GPS定位裝置通訊進行精確定位。所述無線通訊設備通過無線射頻方式與電子標簽通訊連接。
本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明的配電終端通過無線的方式與電子標簽進行通訊連接，不需增加額外的物理連接，可工作于惡劣環(huán)境下，無需人工干預自動完成目標識別并獲取配電設備信息，解決了以往繁瑣的信息收集過程，最大程度地提升了工作效率；
2、配電終端根據(jù)電子標簽所存儲的配電設備信息可以自動生成該區(qū)域的配電網絡拓撲信息，配電主站則進一步基于區(qū)域配電網絡拓撲信息生成全局配電網絡拓撲，這種生成方式可實現(xiàn)及時跟蹤反饋現(xiàn)場設備電氣連接變化，解決必需由專業(yè)人員手工繪制電氣設備連接圖設計任務繁雜的問題，現(xiàn)場電氣設備變化主動上送設備信息和拓撲信息，使用和維護都極為便利；
3、設備自投入正常運行，設備識別與信息采集全程實現(xiàn)無人干預可自動完成，各種操作均無需要維護人員到設備現(xiàn)場操作執(zhí)行，減少了工作量，同時為配網可靠運行提供可靠的信息支持；
4、配電主站系統(tǒng)實現(xiàn)更高效的設備管理在線化，解決了傳統(tǒng)電力資產管理效率低下的不足，降低了對數(shù)量龐大的電力設備管理的難度，減輕了管理人的負擔。


下面結合附圖和具體實施方式
進行進一步的說明
圖I為本發(fā)明一種實施例的自動識別原理圖。
具體實施例方式本發(fā)明的配網拓撲自動識別系統(tǒng)，其主要用于配網中的主接線圖的維護工作。本識別系統(tǒng)將配網劃分成不同的配電區(qū)域，配電區(qū)域的劃分一般根據(jù)地理位置進行劃分，整個配網中的配電設備劃分后根據(jù)地理位置歸于不同的配電區(qū)域中。系統(tǒng)還配置一配電主站,此配電主站為整個系統(tǒng)的管理和控制中心。配電設備上安裝有用于存儲配電設備信息的電子標簽。此配電設備信息包括設備編號、設備類型、位置信息等用于拓撲識別的關鍵信息，當然還可以包括用于輔助設備管理用的設備名稱、規(guī)格型號、制造商、維護等信息，上述信息都可以上傳到配電主站中進行其他高級應用，比如設備在線管理、電氣設備防盜等。一般地，電子標簽都具有全球唯一編碼UID，在使用時此編碼UID會與電子標簽的設備編號綁定，使得設備編號也為全球唯一標識。配電設備信息一般是通過設備預寫入電子標簽內。一般地，配電主站內建立有設備信息數(shù)據(jù)庫，設備信息數(shù)據(jù)庫內存儲有設備編號、設備類型的信息，還可以存儲有設備名稱、規(guī)格型號、制造商、維護等信息。配電主站將上述信息導入到一手持機內，手持機將上述信息以及位置信息現(xiàn)場預寫入配電設備的電子標簽中。如前所述，設備編號為電子標簽的全球唯一標識，在預寫入后便固定不變，而設備類型、位置信息等為自動識別關鍵信息，可以授權修改，其中位置信息可以通過實時更新的形式進行修改。輔助設備管理信息可自定義為設備管理、巡檢、維護搶修提供可靠的決策信息，有兩種修改途徑一是配電主站遠程控制更新更改，二是由維護人員通過手持機到設備現(xiàn)場進行更新修改。配電網絡中主要的配電設備主要包括配電變壓器、母線、電纜、開關設備等，其中除了母線外的其他配電設備都為一進一出的兩端口電氣元件。針對上述特點，電子標簽在設置時一般于兩端口電氣元件的兩端分別安裝有電子標簽，母線上分布有電子標簽，兩端口電氣元件兩端電子標簽的位置可以確定其位置，母線也可以通過其上面分布的電子標簽來確定其地理位置上的走向。在確定了兩端口電氣元件和母線的位置后，便可以方便地判斷它們的連接關系。
每個配電區(qū)域內固定設置有配電終端，此配電終端主要用于采集該配電區(qū)域內所包含的配電設備的配電設備信息，即與電子標簽通訊連接。為了實現(xiàn)通訊連接，配電終端內設置有無線通訊設備，其優(yōu)選通過無線射頻方式與電子標簽通訊連接，無線射頻工作于免執(zhí)照的ISM頻段，無需申請免費使用。此無線通訊設備安裝于能使其信號覆蓋面積盡可能大的位置，使得配電區(qū)域內所有配電設備的電子標簽都置于天線覆蓋的范圍內。工作時，配電終端接收區(qū)域內所有電子標簽的配電設備信息，經規(guī)則及有效性檢查后自動生成該區(qū)域配電網絡拓撲信息，然后將此區(qū)域配電網絡拓撲信息送到配電主站內，配電主站基于所有區(qū)域的區(qū)域配電網絡拓撲信息生成全局的配電網絡拓撲。為了得到每個電子標簽準確的實時位置信息，配電設備的無線通訊設備內設置有GPS定位裝置，對電子標簽的位置信息進行實時更新修改時先通過其所處配電區(qū)域內的GPS定位裝置進行預定位，定位到20M范圍內，然后電子標簽通過與至少三個配電區(qū)域上配電設備的GPS定位裝置通訊進行精確定位，實現(xiàn)5cm精度的位置測量。在檢測到每個電子標簽的實時位置信息后，配電終端便可以根據(jù)位置信息和設備類型以及一定的規(guī)則來自動繪制配電網絡拓撲。下面以具體的實施例對繪制原理進行具體的描述。配電終端生成區(qū)域配電網絡拓撲信息時所采用的規(guī)則為兩個兩端口電氣元件上的電子標簽的位置相距小于第一預定距離，且兩端口電氣元件的設備類型為可互相連接的類型時，則判斷兩端口電氣元件通過相應電子標簽所安裝的一側端口相連接；母線上兩相鄰電子標簽所確定的直線與其他配電設備上電子標簽的距離小于第二預定距離，且該配電設備的設備類型為可與母線連接的類型時，則判斷該配電設備通過相應電子標簽所安裝的一側與母線相連接。公知的是，配電設備之間的是否可以連接受設備類型所限制，比如開關設備只能連接電纜、母線，配電變壓器連接電纜等等?？紤]到IOkV配電設備的外形均大于30cm,因此上述第一預定距離和第二預定距離只要設置為小于30cm的數(shù)值便可以滿足判斷使用。優(yōu)選的是，第一預定距離和第二預定距離為10cm。參照圖1，該配電區(qū)域內所包括的配電設備包括由電子標簽IDl-I和ID1-2確定的開關1，由電子標簽ID2-1和ID2-2確定的開關2，由電子標簽ID3-1和ID3-2確定的開關3，由電子標簽ID8-1和ID8-2確定的一段母線，由電子標簽ID5-1和ID5-2確定的電纜，由電子標簽ID4-1確定的電纜進線端口，由電子標簽ID6-2確定的電纜出線端口以及由電子標簽ID7-1確定的變壓器一側端口，其他電子標簽ID4-2、ID6-1、ID7-2則分布于其他配電區(qū)域內。根據(jù)上述電子標簽的位置信息，可以方便地判斷電子標簽ID1-2與ID4-1基本重合，即開關I的一端與左側的進線端口相連，而電子標簽IDl-I與母線ID8-1至ID8-2段的直線距離小于預定距離，即開關I的另一端與該段母線連接。同理，其他配電設備的連接關系也可以方便地判斷出來，基于上述連接關系便可以自動生成該區(qū)域的網絡拓撲?；谏鲜龇椒ū景l(fā)明可以實現(xiàn)高效率、高質量、規(guī)范化配網電氣主接線圖動態(tài)繪制，及時、準確的反映配電網絡拓撲變化。配電主站還可以自動生成設備管理報表，安排工作人員定期、定點去巡檢設備運行狀況，配電主站系統(tǒng)可實時追蹤工作人員對設備巡檢情況，避免出現(xiàn)設備漏檢的情況，同時工作人員無需手工紙式記錄維護信息，在手持機上更新 設備維護信息操作便捷，方便管理，設備維護信息保持及時更新有效，解決了配網主站系統(tǒng)及時跟蹤設備的變化的要求，在設備發(fā)生運行異常時，根據(jù)設備信息為搶修決策提供可靠的信息支持。當設備的工作年限超出規(guī)定工作壽命前，配電主站系統(tǒng)可提示及時更換該設備。當設備由于不正常原因無法識別，配電主站系統(tǒng)可及時發(fā)現(xiàn)告警。
權利要求
1.配網拓撲自動識別系統(tǒng)，其特征在于配網劃分成不同的配電區(qū)域，自動識別系統(tǒng)包括 用于存儲配電設備信息的電子標簽，所述配電設備信息包括設備編號、設備類型、位置信息，電子標簽安裝在配網設備上，其中兩端口電氣元件的兩端分別安裝有電子標簽，母線上分布有電子標簽； 固定設置在每個配電區(qū)域內的配電終端，配電終端內設置有無線通訊設備，配電終端通過無線通訊設備與對應配電區(qū)域內所包含的配電設備上的電子標簽通訊連接，配電終端在線采集該配電區(qū)域內的配電設備信息并生成該區(qū)域配電網絡拓撲信息； 用于與所有配電區(qū)域內的配電終端通訊連接的配電主站，所述配電主站根據(jù)配電終端上傳的局域配電網絡拓撲信息生成全局配電網絡拓撲。
2.根據(jù)權利要求I所述的配網拓撲自動識別系統(tǒng)，其特征在于配電終端生成區(qū)域配電網絡拓撲信息時所采用的規(guī)則為兩個兩端口電氣元件上的電子標簽的位置相距小于第一預定距離，且兩端口電氣元件的設備類型為可互相連接的類型時，則判斷兩端口電氣元件通過相應電子標簽所安裝的一側端口相連接；母線上兩相鄰電子標簽所確定的直線與其他配電設備上電子標簽的距離小于第二預定距離，且該配電設備的設備類型為可與母線連接的類型時，則判斷該配電設備通過相應電子標簽所安裝的一側與母線相連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的配網拓撲自動識別系統(tǒng)，其特征在于所述第一預定距離和第二預定距離為10cm。
4.根據(jù)權利要求I所述的配網拓撲自動識別系統(tǒng)，其特征在于配電設備信息預寫入電子標簽中，位置信息在預寫入電子標簽后實時更新修改。
5.根據(jù)權利要求4所述的配網拓撲自動識別系統(tǒng)，其特征在于配電主站內建立有設備信息數(shù)據(jù)庫，設備信息數(shù)據(jù)庫內存儲有設備編號、設備類型的信息，配電主站將每個設備的設備編號和設備類型的信息導入到一手持機內，手持機將該信息以及位置信息現(xiàn)場預寫入配電設備的電子標簽中。
6.根據(jù)權利要求4所述的配網拓撲自動識別系統(tǒng)，其特征在于配電設備的無線通訊設備內設置有GPS定位裝置，對電子標簽的位置信息進行實時更新修改時先通過其所處配電區(qū)域內的GPS定位裝置進行預定位，然后電子標簽通過與至少三個配電區(qū)域上配電設備的GPS定位裝置通訊進行精確定位。
7.根據(jù)權利要求I所述的配網拓撲自動識別系統(tǒng)，其特征在于所述無線通訊設備通過無線射頻方式與電子標簽通訊連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了配網拓撲自動識別系統(tǒng)，配網劃分成不同的配電區(qū)域，自動識別系統(tǒng)包括用于存儲配電設備信息的電子標簽、固定設置在每個配電區(qū)域內的配電終端以及用于與所有配電區(qū)域內的配電終端通訊連接的配電主站。本發(fā)明可以實現(xiàn)高效率、高質量、規(guī)范化配網電氣主接線圖動態(tài)繪制，及時、準確的反映配電網絡拓撲變化。
文檔編號G06K17/00GK102820707SQ201210304310
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權日2012年8月24日
發(fā)明者湯定陽, 曾祥飛, 羅宏管 申請人:珠海許繼電氣有限公司, 珠海經緯電氣有限公司, 國家電網公司