一种电源回路自动配置方法及系统与流程

本发明涉及智能电网，尤其涉及一种电源回路自动配置方法及系统。

背景技术：

1、配电系统拓扑信息（即电源与负载之间的物理连通关系）是配电自动化、负载管理、线损计算和故障定位等应用的基础数据。目前，配电网拓扑关系的获取和维护主要依赖以下方式：在电网建设或改造阶段，由工程设计人员绘制配电图纸并录入生产管理系统（pms）；在运维阶段，当线路发生变更（如新增接入、线路检修、运行方式调整等）时，由运维人员人工更新图纸和台账记录。这种人工维护模式存在以下固有缺陷：拓扑信息维护严重滞后于实际线路变更，变更信息容易遗漏，人为录入错误不可避免。随着分布式电源大量接入、数据中心机架级配电频繁调整、通信机房临时用电接入等场景的普及，配电拓扑变更日趋频繁，人工维护模式已难以满足动态环境下对拓扑信息实时性和准确性的要求。

2、近年来，电力线载波通信技术的发展为拓扑自动识别提供了新的技术路径。例如，公开号为cn112491135a的发明专利提出了一种基于电力载波与信息融合的配电网中低压拓扑识别方法和系统。该方案中，配电主站向智能配变终端发送线变拓扑更新指令，智能配变终端生成特征电流调制脉冲并经配电变压器耦合至中压线路；智能配电终端检测并解析特征电流调制脉冲以判断所属中压线路，并将拓扑更新信息发送至配电主站；配电主站据此更新实时拓扑结构。该方案在一定程度上减少了人工配置的工作量，但仍存在不足：一方面，该方法依赖配电主站主动下发指令触发拓扑识别过程，属于被动响应式识别，无法实现拓扑状态的持续自主感知；另一方面，该方法生成的特征电流调制脉冲需要经配电变压器耦合传输，主要面向中压线路的线变关系识别，对于低压侧多电源、多负载场景下电源与负载之间的精细化连通关系识别能力有限，难以覆盖数据中心机架级、通信机房等低压配电回路频繁变更的应用场景。此外，该方案在识别到拓扑变化后仍需要人工核实不一致信息，未能形成从感知到配置决策的完整自动化闭环。

3、针对上述问题，亟须一种能够免人工录入、实时自感知拓扑变更并自动完成回路配置的电源回路自动配置方法及系统。

技术实现思路

1、为了克服上述背景技术中提出的问题，本发明提出了一种电源回路自动配置方法及系统。

2、本发明的技术方案为：一方面，一种电源回路自动配置方法，包括：

3、在各电源进线的入口处，通过特征信号注入单元向电力线注入各自唯一编码的微弱高频载波信号；

4、在各负载馈线的出口处，通过信号检测单元接收并解码电力线上的载波信号，确定各负载处能够成功解码的电源编码集合；

5、基于所有负载处的解码结果，自动构建反映电源与负载之间物理连通关系的可达矩阵，其中，若第j个负载处的信号检测单元成功解码了来自第i个电源的编码信号，则可达矩阵元素，否则为0；

6、以固定周期重复执行所述注入、解码与矩阵构建步骤，获得当前周期的可达矩阵，并将其与上一周期所得可达矩阵进行逐元素异或运算，若异或结果非零矩阵，则判定发生拓扑变更事件；

7、当判定发生拓扑变更事件时，由决策引擎根据最新可达矩阵和预设的配电策略生成新的回路配置方案，并控制执行机构完成负载回路的自动切换。

8、作为优选，所述唯一编码采用gold序列或m序列，各电源的编码相互正交；所述高频载波信号通过直接序列扩频或二进制相移键控方式将编码序列调制到载波上，载波频率范围为30khz至500khz，信号幅值小于1v。

9、作为优选，所述注入步骤中，各电源进线处的特征信号注入单元在同步时钟的控制下，以时分复用方式依次注入各自的特征信号。

10、作为优选，所述信号检测单元内部存储有所有电源对应的编码模板，通过匹配滤波器组对接收信号进行相关解扩，当某一匹配滤波器的输出相关峰值超过预设门限时，判定成功解码相应电源的编码信号。

11、作为优选，所述固定周期为5分钟，或根据系统实时性需求动态调整。

12、作为优选，所述判定发生拓扑变更事件之前还包括去抖步骤：当连续两个以上扫描周期内所得的异或结果均为非零矩阵，且各次变化模式一致时，才最终确认发生拓扑变更事件。

13、作为优选，所述预设的配电策略包括负载均衡策略、相平衡策略、冗余容错策略和优先级供电策略中的一种或多种。

14、另一方面，一种电源回路自动配置系统，包括：

15、特征信号注入单元，安装在各电源进线的入口处，用于向电力线注入各自唯一编码的微弱高频载波信号；

16、信号检测单元，安装在各负载馈线的出口处，用于接收并解码电力线上的载波信号，并上报各负载处能够成功解码的电源编码集合；

17、拓扑解算与配置决策引擎，与所述信号检测单元通信连接，用于接收解码结果，自动构建反映电源与负载之间物理连通关系的可达矩阵，并以固定周期重复获取可达矩阵，通过将当前周期可达矩阵与上一周期可达矩阵进行逐元素异或运算来判定是否发生拓扑变更事件，若发生变更，则基于最新可达矩阵和预设的配电策略生成新的回路配置方案，并输出控制指令；

18、执行机构，受控于所述拓扑解算与配置决策引擎，用于根据所述控制指令完成负载回路的自动切换。

19、作为优选，所述特征信号注入单元包括：序列发生器，用于产生唯一编码的gold序列或m序列；调制器，用于将编码序列以直接序列扩频或二进制相移键控方式调制到频率30khz至500khz、幅值小于1v的高频载波上；耦合电路，用于将调制信号耦合注入到电力线上；各特征信号注入单元由同步时钟控制，以时分复用方式依次注入。

20、作为优选，所述拓扑解算与配置决策引擎还被配置为执行去抖确认：当连续两个以上扫描周期内计算出的异或结果均为非零矩阵且变化一致时，才触发回路配置方案的生成与执行。

21、本发明的有益效果：

22、1、本发明采用在电源进线入口注入各自唯一编码的高频载波信号并在负载馈线出口进行匹配解码的方案，通过解码结果自动构建反映物理导通关系的可达矩阵，实现了拓扑关系的免人工、实时自感知，拓扑信息与实际连接状态始终保持一致，杜绝了人工维护带来的滞后与差错。

23、2、本发明采用以固定周期重复注入、检测并构建可达矩阵，再对前后周期矩阵进行逐元素异或运算的方案，使任何电源与负载连接关系的改变均能在一个周期内被自动判定，变更检测准确及时，不再依赖人员巡查和间接推断。

24、3、本发明采用每路电源分配伪随机序列如gold序列或m序列作为唯一编码，并通过直接序列扩频或相移键控调制到高频载波的方案，接收端利用匹配滤波器组进行相关解扩，利用扩频增益和编码正交性实现微弱信号下的可靠区分，抗干扰能力强且多路电源同时存在也不会产生误判，同时注入信号能量微弱，对主回路负载无任何影响。

25、4、本发明采用在判定拓扑变更事件前引入去抖确认步骤的方案，要求连续多个扫描周期内异或结果非零且变化模式一致才最终确认变更发生，有效过滤偶发干扰造成的虚警，确保仅在物理连接真实改变时才触发后续动作，提高了拓扑感知的稳定性和可信度。

26、5、本发明采用在自动感知拓扑变更后由决策引擎依据最新可达矩阵和预设的配电策略自动生成回路配置方案并直接控制执行机构完成切换的方案，形成了从感知、判定、决策到执行的完整自动闭环，负载回路优化分配无需人工介入，大幅提升了配电系统在动态环境下的自适应能力和管理效率。