智能配电网拓扑感知解决方案

从采集数据出发
智能分析线路拓扑

通过采集线路设备上的电流、电压等电气量数据, 经过数据分析与模型处理, 自动推断并还原出线路的物理连接拓扑关系—— 无需人工测绘,无需额外硬件,让电网的"神经脉络"清晰可见。

采集电流/电压数据
数据分析 & 模型处理
输出线路拓扑
99%+
识别准确率
分钟级
拓扑感知
零侵入
无需停电

行业痛点

配电网运维面临的核心挑战

低压配电网作为连接最终用户的"最后一公里",其拓扑信息的准确性直接影响电网的安全、经济和高效运行。

拓扑信息失真

人工录入的台区档案错误率高,户变关系、户线关系频繁出错,导致线损计算和故障判断失准。

故障排查低效

缺乏精确的拓扑地图,故障发生时如同在迷宫中摸索,平均故障恢复时间长,影响供电可靠性。

线损居高不下

无法精确定位高损耗的"出血点",技术线损和管理线损混杂,精益化降损缺乏数据支撑。

新能源接入困难

分布式光伏、充电桩等新型负荷的大规模接入,在未知拓扑下难以有效管理和调度。

解决方案

从原始数据到拓扑输出的三层智能引擎

采集到的电流、电压数据,经过物理定律校验、机器学习模式识别、图神经网络推理三层处理后, 自动输出完整的线路拓扑连接关系。

第一层
物理定律关联分析
电压相关性分析
同一分支下设备电压波动高度相似
基尔霍夫电流定律
父节点电流 ≈ 子节点电流之和
阻抗特征估计
通过电压降和电流推算线路阻抗
第二层
机器学习模式识别
特征工程
提取电压/电流的时域和频域特征
聚类分析
基于电气特征的设备分组和归属
异常检测
识别非理想信号和数据噪声
第三层
图神经网络拓扑推理
图结构建模
将配电网抽象为节点-边的图结构
全局推理
整合多层分析结果进行拓扑推断
自优化学习
持续学习,越用越准
非侵入式
纯数据分析,无需停电操作
高准确率
多维交叉验证,准确率99%+
实时动态
分钟级感知拓扑变化
低成本
充分利旧现有设备

核心算法详解

数据分析与模型处理全流程

从设备采集到的原始电流电压数据,需要经过六个关键算法环节的层层处理, 才能最终输出准确的线路拓扑连接关系。每个环节都有其特定的技术挑战和解决方案。

时间戳对齐

滑动窗口 + 线性插值

问题

不同设备的采集频率和时间基准不一致(如电表15min采集一次,监测终端1min采集一次),直接对比会引入严重误差。

解决方案

采用滑动窗口重采样算法,将不同频率的数据统一到相同的时间粒度,再通过线性插值填补对齐后的空缺点。

核心公式
V_aligned(t) = V(t₁) + (V(t₂) - V(t₁)) × (t - t₁) / (t₂ - t₁)
窗口大小
可配置(1min / 5min / 15min)
对齐策略
NTP时钟同步 + 线性插值
容差范围
±2s 时间戳偏差容忍
重采样方式
均值聚合 / 最近邻 / 加权平均
t0t1t2t3t4t5t6t7t8设备A1min采集设备B15min采集滑动窗口→ 窗口滑动对齐 →
时间戳对齐
数据清洗与去噪
多维特征提取
电压相关性分析
聚类分组与归属识别
拓扑结构推理与输出

系统架构

端到端的技术架构

从数据采集到拓扑生成,每一层都经过精心设计,确保系统的可靠性和可扩展性。

数据采集层智能电表监测终端配变终端HPLC模块传感器数据处理层数据清洗时钟同步缺失填补特征提取归一化算法分析层电压相关性电流守恒阻抗估计ML模型GNN推理应用展示层拓扑可视化线损分析故障定位资产管理数字孪生

数据流程

数据采集 → 分析处理 → 拓扑输出

完整展示核心技术路径:从设备上采集的电流电压原始数据,如何经过清洗、特征提取、算法分析, 最终自动生成线路的物理连接拓扑关系。

📡数据采集电压/电流/功率🔧数据清洗去噪/同步/填补📊特征提取时域/频域特征🧠算法分析相关性/ML/GNN🗺️拓扑生成关系图/可视化数据驱动 · 非侵入式 · 全自动化流程

核心价值

从"被动运维"到"主动运营"

不仅仅是一个工具,更是驱动配电网管理模式变革的引擎,带来直接且可观的经济与管理效益。

1-2%
年均线损降低

精准降损,节能增效

通过精确的拓扑地图,实现分段、分时、分相的线损计算,快速定位高损耗区段和窃电嫌疑用户。

50%+
故障恢复时间缩短

快速复电,提升服务

发生故障时,即时结合故障信息在拓扑图上秒级定位故障范围,极大提升供电可靠性。

3x
运维效率提升

优化运维,降本增效

为运维人员提供"GPS导航"式的抢修和巡检路径,避免传统人工排查,显著降低运维成本。

100%
资产数字化覆盖

资产全景,数字管理

自动生成并实时更新台区内所有电力资产的数字化档案及连接关系,奠定数据基础。

功能演示

平台核心能力展示

通过交互式演示,直观感受平台在拓扑识别、线损分析、故障定位等场景下的强大能力。

拓扑自动识别

基于电压相关性和电流守恒定律,自动推断设备间的物理连接关系

实时分析中
配变 #01分支箱 #A分支箱 #B分支箱 #C电表 #001电表 #002电表 #003电表 #004电表 #005电表 #006电表 #007电表 #008正常告警故障

方案对比

为什么选择我们的方案

对比维度传统人工录入微电流注入法载波通信法我们的方案
识别准确率60-70%85-95%80-90%99%+
是否需要停电
额外硬件投入
识别周期月级天级周级分钟级
实时感知能力有限有限
对电网影响有干扰有干扰零影响
可扩展性
维护成本高(人工)高(设备)

拓展方向

构建配电网"数字孪生"智慧大脑

精准的拓扑识别仅仅是起点。我们的平台是一个开放、可扩展的架构, 未来可以加载更多高级应用模块,逐步构建一个完整的配电网数字化智慧管理体系。

数字孪生电网

预测性故障诊断

通过分析拓扑结构上的电气数据时序变化,利用AI算法识别设备老化、绝缘下降等早期故障征兆,实现从"事后抢修"到"事前预警"的跨越。

时序分析异常检测预警模型

智能负荷预测

基于精确的拓扑关系,分析不同区域、不同用户群的用电行为模式,实现对未来负荷的精准预测,为电网规划扩容提供科学依据。

负荷建模行为分析容量规划

电能质量高级分析

在拓扑图上直观展示电压合格率、谐波等电能质量指标的分布和传播路径,快速定位污染源,保障敏感用户的用电质量。

谐波分析电压监测质量溯源

数字孪生与仿真

构建与物理电网实时同步的数字孪生模型,可在虚拟环境中进行故障模拟、调度预演、扩容规划等操作,提供"上帝视角"的电网沙盘。

3D建模实时同步仿真推演

分布式能源管理

对接入台区的分布式光伏、储能、充电桩等新型设备进行统一管理和调度,优化消纳能力,提升新能源利用率。

光伏管理储能调度充电桩

智能调度与自愈

基于实时拓扑和运行数据,实现配电网的智能调度和故障自愈,自动完成负荷转供和网络重构,最大限度减少停电影响。

自动转供网络重构自愈控制