一种基于TPLC配电台区档案管理方法和系统

摘要

本发明涉及一种基于TPLC配电台区档案管理系统和方法。一种基于TPLC配电台区档案管理系统，包括多个变压台区；每个变压台区包括台区终端、与所述台区终端通信连接的台区识别仪和多个从节点设备；所述台区终端包括：终端处理器、与所述终端处理器通信连接的本地通信模块和下行通信模块；所述台区识别仪包括：识别处理器、第一通信模块和TPLC主模块；所述第一通信模块、所述TPLC主模块分别与所述识别处理器连接；所述第一通信模块与所述台区终端的本地通信模块通信连接。发明利用TPLC通信技术，不用重新布线，不用中间设备，技术成熟、可靠，节约布线成本，不改变原有台区终端和从节点设备，增加的部分采用模块化的设计，便于现场改造和新产品设计。

权利要求

1.一种基于TPLC配电台区档案管理方法，其特征在于，包括步骤：S1、台区终端控制台区识别仪依次对台区内的线路进行导通检测，所述台区识别仪根据检测结果依次向各线路之间的从节点设备通过所述TPLC主模块发送台区识别信息，所述从节点设备通过所述TPLC从模块检测所述台区识别信息并存储；

S2、所述台区终端向所述从节点设备发送主动注册启动信息；

S3、从节点设备接收到所述启动信息后，向所述台区终端发送设备信息和所述台区识别信息；所述设备信息包括设备类型信息；所述设备类型包括单相设备和三相设备；

S4、所述台区终端根据所述台区识别信息下发与上报一致选择存储本台区内的所述从节点设备的设备信息；

S5、所述台区终端根据所述设备信息筛选出本台区中所有单相设备，对所述单相设备执行相位确定操作，完善台区设备档案表。

2.根据权利要求1所述的基于TPLC配电台区档案管理方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11、所述台区终端向所述台区识别仪发送台区识别信息和启动本台区内多相线路中的一相的检测命令；

S12、所述台区识别仪接收到所述检测命令，根据所述检测命令导通相应线路，所述台区识别仪通过所述TPLC主模块进行过零检测，根据过零检测结果判定是否有用电电压存在，若是，则向所述台区终端发送有压信号，并使用TPLC主发射器向导通相线发送所述台区识别信息，执行步骤S13；若否，则向所述台区终端发送无压信号，执行步骤S14；

S13、与接通相线连接的从节点设备接收并存储所述台区识别信息；在第一预定时间后，执行步骤S14；

S14、所述台区终端判定对于本台区所有相线都已经检测过，若是，则执行步骤S2；若否，则所述台区终端向台区识别仪发送启动接通多路未检测的相线中的一相的检测命令，执行步骤S12。

3.根据权利要求1所述的基于TPLC配电台区档案管理方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述相位确定操作包括步骤：

S51、所述台区终端间隔第二预定时间依次向所有的所述单相设备发送相位确定指令，所述单相设备在接收到所述相位确定指令后，根据所述相位确定指令向接通相线中发送TPLC确定信号；

S52、所述台区识别仪依次将所述单相设备发送的所述TPLC确定信号存储，并结合接收所述TPLC确定信号时的接收相线，对应存储相别信息；

S53、所述台区终端向所有所述单相设备都发送完所述相位确定指令后，向所述台区识别仪发送抄表指令；

S54、所述台区识别仪在收到所述抄表指令后，将所述单相设备发送的所述TPLC确定信号和所述相别信息，发送到所述台区终端，所述台区终端生成完整的台区设备档案表。

4.根据权利要求3所述的基于TPLC配电台区档案管理方法，其特征在于，所述台区终端发送到所有所述单相设备的所述相位确定指令之间互不相同。

5.一种采用如权利要求1至4任一项所述的基于TPLC配电台区档案管理方法的档案管理系统，其特征在于，包括多个变压台区；每个变压台区包括台区终端、与所述台区终端通信连接的台区识别仪和多个从节点设备；

所述台区终端具有本地通信模块和下行通信模块；

所述台区识别仪具有第一通信模块和TPLC主模块；所述第一通信模块与所述台区终端的所述本地通信模块通信连接；

所述从节点设备具有TPLC从模块、第二通信模块；所述第二通信模块与所述台区终端的所述下行通信模块连接；所述TPLC从模块与所述TPLC主模块通信连接。

6.根据权利要求5所述的基于TPLC配电台区档案管理方法的档案管理系统，其特征在于，所述TPLC主模块包括TPLC主处理器、TPLC主发射器、TPLC主检测器、多相线切换装置、主过零检测模块；所述TPLC主发射器、所述TPLC主检测器分别与所述多相线切换装置连接；所述TPLC主发射器、所述TPLC主检测器、所述多相线切换装置和所述主过零检测模块分别与所述TPLC主处理器连接。

7.根据权利要求5所述的基于TPLC配电台区档案管理方法的档案管理系统，其特征在于，所述TPLC从模块包括TPLC从处理器、TPLC从发射器、TPLC从检测器、从过零检测模块；所述TPLC从发射器、所述TPLC从检测器和所述从过零检测模块分别与所述TPLC从处理器连接。

8.根据权利要求5所述的基于TPLC配电台区档案管理方法的档案管理系统，其特征在于，所述下行通信模块为HPLC通信器；所述本地通信模块为RS485通信器。

9.根据权利要求5所述的基于TPLC配电台区档案管理方法的档案管理 系统，其特征在于，所述第一通信模块为RS485通信器。

10.根据权利要求5所述的基于TPLC配电台区档案管理方法的档案管理系统，其特征在于，所述第二通信模块为HPLC通信器。

说明书

一种基于TPLC配电台区档案管理方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电力通信系统，尤其涉及一种基于TPLC配电台区档案管理方法和系统。

背景技术

[0002] 现有的台区档案信息是通过安装设备时，收集设备信息，制成表格，通过主站利用(以太网、GPRS\3G\4G)通道下发给配电终端，配电终端根据主站下发的设备档案管理这些
设备。以上方法针对新建、规模小的配电台区还勉强能够应付，针对比较大型的、接入设备
比较多样化配电台区，就需要专人携带台区识别仪，逐点逐条线路排查收集信息。导致人力
成本投入大，排查时间长，准确度低等问题。

[0003] 现在实际实施中配电台区设备种类多，分布分散，接入方式多样，设备更换，以及配电线路年代久远设计图纸不对应或没有设计图纸等原因导致配电台区设备档案管理难
度大，配电台区档案错误给配电线路改造和配电台区停电管理、故障定位、线损分析带来很
大麻烦和错误。

[0004] 针对以上问题推出一种利用TPLC技术解决台区档案自动管理的方法。专利号为ZL201510356583.6的专利文献公开了一种基于TPLC的电力线工频通信系统，该系统安装在
每个变压器台区下，在集中器处安装一个主模块，在各终端表计处分别安装一个从模块；主
模块具有入站信号检测电路、出站信号调制电路及处理器；从模块具有入站信号调制电路、
出站信号解调电路及处理器；集中器通过主模块发送出站信号给从模块并检测从模块发出
的入站信号，终端表计通过从模块发送入站信号给主模块并检测主模块发出的出站信号。
本发明调制的脉冲信号频率远低于常规电力载波信号频率，不易受配电网阻抗影响，低频
信号不衰减，传输距离大大增加，对应频带内电网噪声能量小，通信成功率远高于传统载波
通信方法，直接使用点对点通信，无需组网，网络拓扑简单，但是并没有提供能够有效解决
档案管理难的技术方案。目前大部分厂家基于普通的电力线载波通信技术(PLC)完成台区
档案归集，针对普通的电力线载波信号是高频信号，可以跨台区识别，相线耦合通讯，为信
息收集带来误差。

[0005] 因此，现有的电力系统档案管理技术还存在不足，还有待改进和提高。

发明内容

[0006] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于TPLC配电台区档案管理方法和系统，能够有效解决台区设备档案管理难的问题。

[0007] 为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

[0008] 一种基于TPLC配电台区档案管理方法，包括步骤：

[0009] S1、台区终端控制台区识别仪依次对台区内的线路进行导通检测，所述台区识别仪根据检测结果依次向各线路之间的从节点设备通过所述TPLC主模块发送台区识别信息，
所述从节点设备通过所述TPLC从模块检测所述台区识别信息并存储；

[0010] S2、所述台区识别仪将所述台区识别发送到所述台区终端，所述台区终端向所述从节点设备发送主动注册启动信息；

[0011] S3、从节点设备接收到所述启动信息后，向所述台区终端发送设备信息和所述台区识别信息；所述设备信息包括设备类型信息；所述设备类型包括单相设备和三相设备；

[0012] S4、所述台区终端根据所述台区识别信息下发与上报一致选择存储本台区内的所述从节点设备的设备信息；一般情况下是，所述从节点设备接收到所述台区终端发送的主
动注册启动信息后，会分多次将所述台区识别信息和所述设备信息上报发送到所述台区终
端，然后，所述台区终端根据下发的台区识别信号与所述从节点设备上报的所述台区识别
信息进行比对，进而判断是否为本台区的从节点设备；

[0013] S5、所述台区终端根据所述设备信息筛选出本台区中所有单相设备，对所述单向设备执行相位确定操作，完善台区设备档案表。

[0014] 优选的所述的配电台区档案管理方法，所述步骤S1具体包括：

[0015] S11、所述台区终端向所述台区识别仪发送台区识别信息和启动本台区内多相线路中的一相的检测命令；

[0016] S12、所述台区识别仪接收到所述检测命令，根据所述检测命令导通相应线路，所述台区识别仪通过所述TPLC主模块进行过零检测，根据过零检测结果判定是否有用电电压
存在，若是，则向所述台区终端发送有压信号，并使用TPLC主发射器向导通相线发送所述台
区识别信息，执行步骤S13；若否，则向所述台区终端发送无压信号，执行步骤S14；

[0017] S13、与接通相线连接的从节点设备接收并存储所述台区识别信息；在第一预定时间后，执行步骤S14；

[0018] S14、所述台区终端判定对于本台区所有相线都已经检测过，若是，则执行步骤S2；若否，则所述台区终端向台区识别仪发送启动接通多路未检测的相线中的一相的检测命
令，执行步骤S12。

[0019] 优选的所述的配电台区档案管理方法，所述步骤S5中，所述相位确定操作包括步骤：

[0020] S51、所述台区终端间隔第二预定时间依次向所有的所述单向设备发送相位确定指令，所述单相设备在接收到所述相位确定指令后，根据所述相位确定指令向接通相线中
发送TPLC确定信号；

[0021] S52、所述台区识别仪依次将所述单向设备发送的所述TPLC确定信号存储，并结合接收所述TPLC确定信号时的接收相线，对应存储相别信息；

[0022] S53、所述台区终端向所有所述单向设备都发送完所述相位确定指令后，向所述台区识别仪发送抄表指令；

[0023] S54、所述台区识别仪在收到所述抄表指令后，将所述单向设备发送的所述TPLC确定信号和所述相别信息，发送到所述台区终端，所述台区终端生成完整的台区设备档案表。

[0024] 优选的所述的配电台区档案管理方法，所述台区终端发送到所有所述单相设备的所述相位确定指令之间互不相同。一种采用所述的基于TPLC配电台区档案管理方法的档案
管理系统，包括多个变压台区；每个变压台区包括台区终端、与所述台区终端通信连接的台
区识别仪和多个从节点设备；

[0025] 所述台区终端具有本地通信模块和下行通信模块；

[0026] 所述台区识别仪具有第一通信模块和TPLC主模块；所述第一通信模块、所述TPLC主模块分别与所述识别处理器连接；所述第一通信模块与所述台区终端的本地通信模块通
信连接；

[0027] 所述从节点设备具有TPLC从模块、第二通信模块；所述TPLC从模块和所述第二通信模块分别与所述节点处理器连接；所述第二通信模块与所述台区终端的所述下行通信模
块连接；所述TPLC从模块与所述TPLC主模块通信连接。

[0028] 优选的所述的基于TPLC配电台区档案管理系统，所述TPLC主模块包括TPLC主处理器、TPLC主发射器、TPLC主检测器、多相线切换装置、主过零检测模块；所述TPLC主发射器、
所述TPLC主检测器分别与所述多相线切换装置连接；所述TPLC主发射器、所述TPLC主检测
器、所述多相线切换装置和所述主过零检测模块分别与所述TPLC主处理器连接。

[0029] 优选的所述的基于TPLC配电台区档案管理系统，所述TPLC从模块包括TPLC从处理器、TPLC从发射器、TPLC从检测器、从过零检测模块；所述TPLC从发射器、所述TPLC从检测器
和所述从过零检测模块分别与所述TPLC从处理器连接。

[0030] 优选的所述的基于TPLC配电台区档案管理系统，所述下行通信模块为HPLC通信器；所述本地通信模块为RS485通信器。

[0031] 优选的所述的基于TPLC配电台区档案管理系统，所述第一通信模块为RS485通信器。

[0032] 优选的所述的基于TPLC配电台区档案管理系统，所述第二通信模块为HPLC通信器。

[0033] 相较于现有技术，本发明提供的一种基于TPLC配电台区档案管理系统和方法，利用TPLC通信技术，不用重新布线，不用中间设备，技术成熟、可靠，节约布线成本，不改变原
有台区终端和从节点设备，增加的部分采用模块化的设计，便于现场改造和新产品设计，为
整个台区档案管理增加了很大便利。

附图说明

[0034] 图1是本发明提供的基于TPLC配电台区档案管理系统一种实施方式的结构图；

[0035] 图2是本发明提供的TPLC主模块结构框图；

[0036] 图3是本发明提供的TPLC主模块一种实施方式的结构框图

[0037] 图4是本发明提供的TPLC从模块结构框图；

[0038] 图5是本发明提供的TPLC从模块一种实施方式的结构框图。

具体实施方式

[0039] 为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。

[0040] 请参阅图1‑图5，图1中包括台区变压器T，三相四线线路中三相电的A相、B相、C相、N线。

[0041] 本发明涉及的技术名词如下：PLC(Power Line Communication，电力线通信)；NBPLC是窄带电力线通信，一般的通信频率为50‑450KHz；HPLC是宽带电力线通信；本发明中
所述TPLC通信技术，是基于TWACS技术的电力线通信技术，一般是低于50Hz的通信频率；
TWACS(Two‑Way Automated Communications System，双向工频自动通信系统)是利用工频
电压基波过零调制的方法实现信号的调制和解调。

[0042] 本发明还提供一种基于TPLC配电台区档案管理方法，包括步骤：

[0043] S1、台区终端控制台区识别仪依次对台区内的线路进行导通检测，所述台区识别仪根据检测结果依次向各线路之间的从节点设备通过所述TPLC主模块发送台区识别信息，
所述从节点设备通过所述TPLC从模块检测所述台区识别信息并存储；

[0044] S2、所述台区识别仪将所述台区识别发送到所述台区终端，所述台区终端向所述从节点设备发送主动注册启动信息；

[0045] S3、从节点设备接收到所述启动信息后，向所述台区终端发送设备信息和所述台区识别信息；所述设备信息包括设备类型信息、设备标识码、设备地址等设备的基础信息；
所述设备类型包括单相设备、三相设备；

[0046] S4、所述台区终端根据所述台区识别信息下发与上报一致选择存储本台区内的所述从节点设备的设备信息；

[0047] S5、所述台区终端根据所述设备信息筛选出本台区中所有单相设备，对所述单向设备执行相位确定操作，完善台区设备档案表。完善台区设备档案表后，将所述台区设备档
案表发送到后台服务器中，完成管理。

[0048] 本发明还提供一种采用所述基于TPLC配电台区档案管理方法的档案管理系统，包括多个变压台区；每个变压台区包括台区终端、与所述台区终端通信连接的台区识别仪和
多个从节点设备；

[0049] 所述台区终端具有本地通信模块和下行通信模块；

[0050] 所述台区识别仪具有第一通信模块和TPLC主模块；所述第一通信模块与所述台区终端的所述本地通信模块通信连接；

[0051] 所述从节点设备具有TPLC从模块、第二通信模块；所述TPLC从模块和所述第二通信模块分别与所述节点处理器连接；所述第二通信模块与所述台区终端的所述下行通信模
块连接；所述TPLC从模块与所述TPLC主模块通信连接。

[0052] 所述配电台区档案管理系统中，所述台区终端、所述台区识别仪、所述从节点设备均为本领域中常用的设备，在上述或下述中没有详细描述的相关功能也是本领域的公知技
术；其中所述台区识别仪与所述台区终端之间优选使用RS485通信连接，当然也可以使用其
他的通信连接方式，所述第一通信模块的选取是根据所述台区终端上具有的通信方式进行
选择；同时所述第二通信模块的选取也是根据所述台区终端上的所述下行通信模块中的通
信装置进行择一或则多的选取，不做具体限定，优选为使用HPLC通信装置。

[0053] 一般情况下台区的配电线路为三相四线制，也就是本发明中所述的多相线路一般为三相线路；相应的，本发明中所述从节点设备包括三相设备和单相设备；三相设备的接线
是与三相线路同时接线的线路，例如塑壳断路器、智能充电桩等；所述单相设备的接线是与
三相中的一相线路接线的设备，例如电能表、末端终端等；应当说明的是，无论是单相设备
还是三相设备，其中的TPLC从模块的接线都是只连接一相线路。

[0054] 作为优选方案，本实施例中，所述TPLC主模块包括TPLC主处理器11、TPLC主发射器12、TPLC主检测器13、多相线切换装置15、主过零检测模块14；所述TPLC主发射器12、所述
TPLC主检测器13分别与所述多相线切换装置15连接；所述TPLC主发射器12、所述TPLC主检
测器13、所述多相线切换装置15和所述主过零检测模块14分别与所述TPLC主处理器11连
接；所述TPLC主模块与所述台区识别仪之间是所述TPLC主处理器11与所述台区识别仪之间
通信连接，例如TPLC主处理器11与所述台区识别仪上的控制器通过UART接口连接。应当说
明的是，本发明中，所述TPLC主模块为三相模块，即与台区的三相线路都连接；但是对外返
送TPLC信号时，需要分别发送，因此需要使用所述多相线切换装置15，在所述TPLC主发射器
12需要对外发送TPLC信号时，使用所述TPLC主发射器12通过所述多相线切换装置15分别与
各相线路接通，进行分别发送；当然，在检测线路中年是否存在TPLC信号时，也是所述TPLC
主检测器13通过所述多相线切换装置15与各相线路接通。所述TPLC主发射器12发送的TPLC
信号为电压调制信号，所述TPLC主检测器13检测线路中的TPLC信号为电流调制的，为TPLC
主模块的常规应用。所述多相线切换装置15为本领域公知技术的常规使用，本发明不做具
体限定。另外，各个模块与所述TPLC主处理器11模块之间的连接需要的一些隔离装置等为
本领域公知技术的常规应用，本发明不做具体说明。

[0055] 作为优选方案，本实施例中，所述TPLC从模块包括TPLC从处理器21、TPLC从发射器22、TPLC从检测器23、从过零检测模块24；所述TPLC从发射器22、所述TPLC从检测器23和所
述从过零检测模块24分别与所述TPLC从处理器21连接；所述TPLC从模块与所述从节点设备
之间是所述TPLC从处理器21与所述从节点设备之间通信连接，例如TPLC主处理器11与所述
从节点设备上的控制器通过UART接口连接。优选的，所述TPLC从模块为单相模块，即在线路
中只与其中一相线路进行连接，因此，所述TPLC从发射器22和所述TPLC从检测器23都是连
接一相线路，且是相同的线路。应当说明的是，所述TPLC从发射器22发出的TPLC信号为电流
调制，所述TPLC从检测器23检测线路的TPLC信号为电压调制信号。

[0056] 作为优选方案，本实施例中，所述下行通信模块为HPLC通信器；所述本地通信模块为RS485通信器。

[0057] 作为优选方案，本实施例中，所述第一通信模块为RS485通信器。优选的，所述台区识别仪与所述台区终端之间通过所述RS485通信器进行通信，且为所述RS485技术的常规应
用。

[0058] 作为优选方案，本实施例中，所述第二通信模块为HPLC通信器。优选的，所述从节点设备与所述台区终端之间通过HPLC通信器进行通信，为所述HPLC通信技术的常规应用。

[0059] 作为优选方案，本实施例中，所述步骤S1具体包括：

[0060] S11、所述台区终端向所述台区识别仪发送台区识别信息和启动本台区内多相线路中的一相的检测命令；此处所述台区终端相所述台区识别仪发送的所述检测命令是通过
所述下行通信模块与所述台区识别仪上的所述第一通信模块连接，发送到所述台区识别仪
中的；即所述台区终端与所述台区识别仪之间是使用RS485通信器进行通信连接；

[0061] S12、所述台区识别仪接收到所述检测命令，根据所述检测命令导通相应线路，所述台区识别仪通过所述TPLC主模块进行过零检测，根据过零检测结果判定是否有用电电压
存在，若是，则向所述台区终端发送有压信号，并使用TPLC主发射器12向导通相线发送所述
台区识别信息，执行步骤S13；若否，则向所述台区终端发送无压信号，执行步骤S14；具体
的，判定是否有用电电压存在的原理是，所述台区识别仪使用所述主过零检测模块14检测
线路，所述主过零检测模块14输出方波信号则存在用电电压，即存在从节点设备；若是没有
方波信号输出，则不存在用电电压，则不存在从节点设备，使用的是所述TPLC主模块的常规
功能；当检测的线路中存在从节点设备的情况下，则所述台区识别仪向此线路发送电压调
制型TPLC信号，对此相线路上的所有的从节点设备进行标记；若检测线路没有从节点设备
存在，则向所述台区终端发送无压信号，然后根据所述台区终端的指令进行下一相线路的
检测；优选的，所述台区识别信息为统一的确定信息，每次进行档案管理系统执行所述档案
管理方法即产生一次所述台区识别信息；

[0062] S13、与接通相线连接的从节点设备接收并存储所述台区识别信息；在第一预定时间后，执行步骤S14；所述第一预定时间优选为1‑2min；

[0063] S14、所述台区终端判定对于本台区所有相线都已经检测过，若是，则执行步骤S2；若否，则所述台区终端向台区识别仪发送启动接通多路未检测的相线中的一相的检测命
令，执行步骤S12。

[0064] 作为优选方案，本实施例中，所述相位确定操作包括步骤：

[0065] S51、所述台区终端间隔第二预定时间依次向所有的所述单向设备发送相位确定指令，所述单相设备在接收到所述相位确定指令后，根据所述相位确定指令向接通相线中
发送TPLC确定信号；所述第二预定时间优选为1‑2min；优选的，所述单相设备在发送所述
TPLC确定信号前，会使用所述从过零检测模块24检测线路中的方波信号，所述TPLC确定信
号时在方波的负向过零点发送；所述台区终端与所述单相设备之间的通信是通过所述下行
通信模块与所述第二通信模块连接实现，且优选为电力线连接，因此，优选为使用所述HPLC
通信器进行通信连接；

[0066] S52、所述台区识别仪依次将所述单向设备发送的所述TPLC确定信号存储，并结合接收所述TPLC确定信号时的接收相线，对应存储相别信息；

[0067] S53、所述台区终端向所有所述单向设备都发送完所述相位确定指令后，向所述台区识别仪发送抄表指令；

[0068] S54、所述台区识别仪在收到所述抄表指令后，将所述单向设备发送的所述TPLC确定信号和所述相别信息，发送到所述台区终端，所述台区终端生成完整的台区设备档案表。

[0069] 作为优选方案，本实施例中，所述台区终端发送到所有所述单相设备的所述相位确定指令之间互不相同。确保各个所述单相设备发送的所述TPLC确认信号之间互不相同。

[0070] 综上所述，本发明针对台区所属设备信息的归属化管理采用所述TPLC主模块向所述TPLC从模块发送电压信号，由于台区设备中从节点设备存在单、三相设备共存情况，所以
需要将设备所在分支信息汇集，实现台区档案自动管理。

[0071] 可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保
护范围。