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CN113708482A - 拓扑结构测量装置、通信模块、计量装置以及系统 - Google Patents

拓扑结构测量装置、通信模块、计量装置以及系统 Download PDF

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CN113708482A CN202010443238.7A CN202010443238A CN113708482A CN 113708482 A CN113708482 A CN 113708482A CN 202010443238 A CN202010443238 A CN 202010443238A CN 113708482 A CN113708482 A CN 113708482A
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Abstract

本发明提供一种用于拓扑结构测量装置，该装置包括：开关控制回路和负载回路；其中，开关控制回路包括：设置有用于控制负载开关接通与断开的驱动电路，该驱动电路设置有控制信号输入端；该负载回路由负载单元和负载开关串联构成。本发明提供的装置可以设置在台区系统内任何计量节点之中，并可以借助于台区系统的操作命令将负载单元接入到供电回路之中，而台区系统可以借助于抄表数据来检测到负载的有功和/或无功消耗数据，进而基于具有同样有功和/或无功消耗数据的节点信息，可以极低的成本测量到该节点在台区系统中的拓扑位置。

Description

拓扑结构测量装置、通信模块、计量装置以及系统
技术领域
本发明涉及电力测量技术，尤其涉及一种用于拓扑结构测量装置、通信模块、计量装置以及系统。
背景技术
智能电网因可以利用包括智能电表在内的台区系统实现自动抄表、自动计费等功能，使得电力部门可以节约大量的人力成本。参见图1，这是一个台区系统内所有计量节点的电力网拓扑结构的示意图，它主要由台站总表100、分支开关201-222、表箱表311-335、智能电表411-435等不同的计量节点(以下统称为：节点)构成；其中，台站总表100包括台区集中器，该集中器用来计量台区总用电量和控制台区内所有计量节点以电力载波通信方式进行通信，以控制各个计量节点抄录相应的电能数据，并上传到集中器；在通常情况下，除了台站总表100通常为一只以外，其他节点设备的数量都是一个或者一个以上。
自动抄表系统通常只能抄到台区系统内各个节点的电量、功率、电压和电流等数据，而这些数据并不能反映各节点之间的上下级关系以及台区系统整体的拓扑结构；例如：不能反映智能电表411和分支开关211以及分支开关201之间的上下级节点关系。然而，前述这种台区系统树状拓扑结构不明确的状况，使得台区线损管理极为困难，现场维护电工排查线损的工作难度很高，由此使得电力部门长期因高线损而付出极大的运营成本。
为了解决前述的问题，近年来出现了使用电流输入法(短路法)在任一节点(例如：智能电表435)发送短路脉冲，在该节点的父节点(表箱表335)及其他节点使用电流互感器CT侦测给短路脉冲所形成的信号。利用的电流互感器CT极性，在父节点(表箱表335)及祖父节点(分支开关203)上会获得正向脉冲，而在其他节点会获得负向脉冲，由此可以获得前述节点(智能电表435)与台区系统内各个其他节点之间的上下级关系。采用前述方法遍历整个台区系统中所有的节点，就可以得到包括所有节点在内的整个台区系统的整体拓扑图。基于获得的拓扑图，根据同一个父节点下所有节点的电量之和等于该父节点的电量的原理，就可以快速缩小台区系统中发生线损具体位置的查找范围，甚至能准确地定位到台区系统中线损发生的具体位置，这为维护电工的现场排查工作提供了具体的指导信息，使得相关问题能够得到快速而妥善的解决。
尽管前述的技术方案时可用的，但该技术方案的使用，会使得台区系统中的每个节点都会增加较大的成本投入，以目前的价格水平计算，平均每个节点需要增加100元人民币的成本，而对于拥有数以十万计节点的电力网络而言，无疑是一个沉重的成本负担，这导致该技术方案实际上难以得到推广应用。
发明内容
本发明第一个方面的目的是提供一种用于拓扑结构测量装置，该装置可以较低的成本设置于台区系统中任意的节点上，用以测量该节点在台区系统中的拓扑位置。
本发明第一个方面的目的是通过如下的技术方案实现的：提供一种用于拓扑结构测量装置，该装置包括：开关控制回路和负载回路；其中，开关控制回路包括：设置有用于控制负载开关接通与断开的驱动电路，该驱动电路设置有控制信号输入端；该负载回路由负载单元和负载开关串联构成。
本发明第一个方面提供的装置可以设置在台区系统内任何计量节点之中，并可以借助于台区系统的操作命令将负载单元接入到供电回路之中，而台区系统可以借助于抄表数据来检测到负载的有功和/或无功消耗数据，进而基于具有同样有功和/或无功消耗数据的节点信息，可以极低的成本测量到该节点在台区系统中的拓扑位置。
本发明第二个方面的目的是提供一种用于测量电力拓扑结构的通信模块，该通信模块中设置有低成本的用于拓扑结构测量装置，用以测量该通信模块所在节点在台区系统中的拓扑位置。
本发明第二个方面的目的是通过如下的技术方案实现的：提供一种通信模块，该通信模块包括：控制单元、负载电源和工作电源；还包括开关控制回路和负载回路；其中，开关控制回路设置有用于控制负载开关接通与断开的驱动电路，驱动电路设置有控制信号输入端；工作电源与开关控制回路供电连接；控制单元连接控制信号输入端；该负载回路由负载单元和负载开关串联构成，并连接负载电源。
本发明第二个方面所提供的通信模块可以设置在台区系统内任何计量节点之中，并可以借助于台区系统的操作命令将通信模块中的负载单元接入到供电回路之中，而台区系统可以借助于抄表数据来检测到负载的有功和/或无功消耗数据，进而基于具有同样有功和/或无功消耗数据的节点信息，可以极低的成本测量到该节点在台区系统中的拓扑位置。
本发明第三个方面的目的是提供一种用于测量电力拓扑结构的计量装置，该计量装置中设置有低成本的用于拓扑结构测量装置，用以测量该计量装置在台区系统中的拓扑位置。
本发明第三个方面的目的是通过如下的技术方案实现的：提供一种计量装置，该计量装置包括相互通信连接的电能计量电路和通信模块；该通信模块包括控制单元、负载电源和工作电源，还包括开关控制回路和负载回路；其中，开关控制回路包括：设置有用于控制负载开关接通与断开的驱动电路，该驱动电路设置有控制信号输入端；工作电源与开关控制回路供电连接；控制单元连接控制信号输入端；负载回路由负载单元和负载开关串联构成，并连接负载电源。
本发明第三个方面所提供的任何一个计量装置作为台区系统中的计量节点，由于其具有前述的通信模块，该通信模块中具有用于拓扑结构测量装置，因此，可以借助于台区系统的操作命令将通信模块中的负载单元接入到供电回路之中，而台区系统可以借助于抄表数据来检测到负载的有功和/或无功消耗数据，进而基于具有同样有功和/或无功消耗数据的节点信息，可以极低的成本测量到该节点在台区系统中的拓扑位置。
本发明第四个方面的目的是提供一种用于测量电力拓扑结构的台区系统，该台区系统由具有用于拓扑结构测量装置所构成的计量装置所构成，可以较低的成本获得整个台区系统内的拓扑结构图。
本发明第四个方面提供了一种具有电力拓扑测量装置的系统，包括：集中器、一个以上的计量装置和对应于该计量装置的拓扑测量单元；拓扑测量单元和计量装置连接；集中器、计量装置采用树状结构相互连接，且集中器设置于树状结构的顶部位置；
集中器由中央控制单元、抄表单元以及拓扑检测单元相互连接构成，其中，中央控制单元和抄表单元通信连接，中央控制单元和抄表单元分别和拓扑检测单元通信连接；
计量装置包括相互通信连接的电能计量电路和通信模块；通信模块包括控制单元、负载电源和工作电源；通信模块还包括开关控制回路和负载回路；其中，开关控制回路包括：设置有用于控制负载开关接通与断开的驱动电路，驱动电路设置有控制信号输入端；工作电源与开关控制回路供电连接；控制单元连接控制信号输入端；负载回路由负载单元和负载开关串联构成，并连接负载电源。
本发明第四个方面所提供的系统，其中任何一个计量装置作为台区系统中的计量节点，由于其具有前述的通信模块，该通信模块中具有用于拓扑结构测量装置，因此，可以借助于台区系统的操作命令将通信模块中的负载单元接入到供电回路之中，而台区系统可以借助于抄表数据来检测到负载的有功和/或无功消耗数据，进而基于具有同样有功和/或无功消耗数据的节点信息，可以极低的成本测量到该节点在台区系统中的拓扑位置。
以下结合本发明各个附图和具体的实施方式，对本发明的技术方案作进一步详细的说明：
附图说明
图1为本发明的台区系统拓扑结构的示意图；
图2为本发明拓扑结构测量装置的电路原理框图；
图3为本发明拓扑结构测量装置第一类具体实施方式的电路图；
图4为本发明拓扑结构测量装置第二类具体实施方式的电路图；
图5为本发明拓扑结构测量装置第三类具体实施方式的电路图；
图6为本发明拓扑结构测量装置第四类具体实施方式的电路图；
图7a图7b和图7c为本发明拓扑结构测量装置中一类负载回路的电路图；
图8a图8b图8c和图8d为本发明拓扑结构测量装置中另一类负载回路的电路图；
图9a、图9b、图9c和图9d为本发明拓扑结构测量装置中又一类负载回路的电路图；
图10a图10b和图10c为本发明拓扑结构测量装置中再一类负载回路的电路图；
图11为本发明通信模块的原理框图；
图12为本发明通信模块第一类具体实施方式的电路原理图；
图13为本发明通信模块第二类具体实施方式的电路原理图；
图14为本发明计量装置具体实施方式的原理框图；
图15为本发明集中器原理框图。
具体实施方式
参见图2，本发明拓扑结构测量装置50内设置有开关控制回路501和负载回路502；其中，开关控制回路501设置有用于控制负载开关接通与断开的驱动电路，驱动电路设置有控制信号输入端CTR；负载回路502由负载开关S和负载单元Z串联构成。
在实际使用时，前述的控制信号输入端CTR连接到上位控制设备所输出的控制I/O信号；而负载回路502则连接到被测量节点的主电源回路中，例如：在民用供电系统中，负载回路502的两端分别连接供电电源的火线UL和零线UN。
参见图1和图2，利用前述拓扑结构测量装置具体测量一个台区系统内拓扑结构的方案是：台区系统向某个特定的计量节点，例如：智能电表441，发送拓扑测量的命令，该命令以控制信号CTR使能的形式到达拓扑结构测量装置的开关控制回路501，使开关控制回路501发出一个开关控制信号，以使负载回路502中的开关S在一个规定的时间段内闭合，使负载Z在给时间段内被接入到该计量节点的供电电源的火线UL和零线UN之间；这样，在这个时间段中，在供电电源的火线UL和零线UN之间就会产生一个外加功耗，而这个外加功耗，会被智能电表441采集到，并利用自动抄表系统发送到台区系统的集中器。
显然，基于图1的拓扑结构，前述在智能电表441所采集到的外加功耗，必然也会反映到其上一级计量节点324、再上一级计量节点222、又上一级节点202，直至到台站总表100，而不会反映到其他任一拓扑分支的任一节点上。采用这种方案，对前述有外加功耗的所有计量节点进行遍历，就可以得到智能电表441所在拓扑分支上所有计量节点之间的直接或者间接的上下级拓扑关系信息。进一步采用前述的方案，遍历整个台区系统中所有计量节点，就可以获得所有拓扑分支上所有计量节点之间的直接或者间接的上下级拓扑关系信息。由此，便可以得到整个台区系统内所有计量节点的拓扑关系图。
由于本发明拓扑结构测量装置中的开关回路和负载回路可以使用廉价的半导体电子器件构成，例如：电阻、电容、晶体管等，因此，这使得每一个本发明的拓扑结构测量装置的价格都可以极其低廉，以目前价格计算，每个拓扑结构测量装置仅需几元人民币即可获得，相比于前述现有技术的方案，应用成本大幅度降低，完全可以大规模地得到广泛地应用。
在本发明下述有关拓扑结构测量装置的一系列具体的实施方式中，给出了本发明拓扑结构测量装置多种具体的实现电路：
参见图3，其为本发明拓扑结构测量装置的一类具体实施方式的电路图。在该电路中，控制信号CTR控制开关控制回路501a内的晶体管Q2a的导通与关断，以使来自电源VCC的电流施加到变压器T的原边，或者反之。在施加电流到变压器T原边的情况下，该电流被变压器T传输到其副边，经由整流二极管D1a、D3a输出经由电阻R2a控制负载回路502a中的可控硅Q1a导通，将负载回路502a中的负载Z接入到供电电源的火线UL和零线UN之间。
参见图4，其为本发明拓扑结构测量装置的另一类具体实施方式的电路图。在该电路中，控制信号CTR控制开关控制回路501b内的晶体管Qb的导通与关断，以使来自电源VCC的电流流经继电器J的线圈MC，或者反之。在施加电流到继电器J的线圈MC时，继电器J的常开触头JC闭合，由此将负载回路502b中的负载Z接入到供电电源的火线UL和零线UN之间。
参见图5，其为本发明拓扑结构测量装置的再一类具体实施方式的电路图。在该电路中，控制信号CTR控制开关控制回路501c内的晶体管Q2c的导通与关断，以使来自电源VCC的电流施加到光电耦合器U1的发光源回路，或者反之。在施加电流到光电耦合器U1的发光源回路的情况下，光电耦合器U1中的光敏晶体管工作，经由电阻R2c控制负载回路502c中的可控硅Q1c导通，将负载回路502c中的负载Z接入到供电电源的火线UL和零线UN之间。
参见图6，其为本发明拓扑结构测量装置的又一类具体实施方式的电路图。在该电路中，控制信号CTR控制开关控制回路501d内的晶体管Q2d的导通与关断，以使来自电源VCC的电流经由电阻R2d控制负载回路502d中的开关晶体管Q1d导通，将负载回路502d中的负载Z接入到供电电源的火线UL和零线UN之间。此外，前述电路中的开关晶体管Q1d也可以使用场效应晶体管(Field Effect Transistor，简称：FET)或者绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称：IGBT)来替代，无论使用场效应晶体管还是使用IGBT晶体管来替代前述的开关晶体管Q1d，其开关控制回路均可以采用本类具体实施方式中的开关控制回路501d，因此，使用场效应晶体管或者使用IGBT晶体管的具体拓扑结构测量装置，就不再另行给出。本领域普通技术人员基于本发明说明书的教导，并结合其所熟知的电子技术知识，完全不需要任何创造性的劳动，就可以实现使用场效应晶体管或者使用IGBT晶体管来代替本类具体实施方式电路中的开关晶体管Q1d。
需要另外说明的是：在本类具体的实施方式电路的负载回路502d中还串接有磁珠Ld，通常用来增加信号的稳定性；但在实际的电路中，也可以像前述若干拓扑结构测量装置电路那样，省去这个磁珠。
在前述本发明所有的具体实施方式中，负载回路502d中的负载Z可以具有多种类型的负载网络结构；参见图7a，负载Z可以是由单独的电阻R所构成，当该电阻R被接入到供电电源的火线UL和零线UN之间时，其消耗的是电源的有功功率；参见图7b或者图7c，负载Z也可以是由单独的电容C或者电感L，当该电容C或者电感L被接入到供电电源的火线UL和零线UN之间时，其消耗的是电源的无功功率。无论消耗的是有功功率还是无功功率，其都可以被相对应的各个计量节点采集到。
负载回路502d中的负载Z除了可以由单独的电阻、电容或者电感所构成之外，还可以由电阻、电容和/或电感器分别串联、并联以及并联后再串联后所构成。
参见图8a、图8b、图8c和图8d，它们显示了负载Z分别由电阻R与电容C串联构成，或者由电阻R与电感L串联构成，或者电容C与电感L串联构成，或者由电阻R与电容C、电感L串联构成。
参见图9a、图9b、图9c和图9d，它们显示了负载Z分别由电阻R与电容C并联构成，或者由电阻R与电感L并联构成，或者电容C与电感L并联构成，或者由电阻R与电容C、电感L相互并联构成。
参见图10a、图10b和图10c，它们显示了负载Z分别由电阻R与电容C并联后再与电感L串联构成，或者由电阻R与电感L并联构成后再与电容C串联构成，或者由电容C与电感L并联构成后再与电阻R串联构成。
前述涉及图8a-图10c等11个负载Z的具体电路所消耗的既包括有功功率也包括无功功率。
需要说明的是：除了前述本发明具体给出的负载Z的具体电路之外，本领域技术人员还可以给出更为复杂的负载Z的电路结构，但无论如何复杂，其均可以等效变换为如前面图7a-图10c等14个负载Z的电路。因此，本发明对于更为复杂的电路结构不再做更多的赘述。
前述关于本发明所有的具体的实施方式，既可以作为分立的电路单独成为一个独立的拓扑结构测量装置，也可以成为本发明计量节点中的一个组成部分而集成到计量节点的一个芯片、一个单元或者一个模块之中；具体如何实施，可以由本领域技术人员根据具体的工程需求而设计，本发明对此不做具体的限制。
如前所述的计量节点，通常除了具有计量功能的部分以外，还有一个重要的部分，那就是通信模块。在现有的计量节点中，通信模块的作用主要是以电力载波的方式和台区系统的集中器通信，接收集中器发布的关于抄表的命令以及其他操作指令，向集中器发送由计量节点的计量单元所采集的计量数据。为了能够方便地在一个计量节点处获得本发明前述接入一个额外负载，可以考虑将前述的拓扑结构测量装置设置在一个通信模块之中，使得该通信模块具有支持拓扑结构测量的功能。
参见图11，在本发明通信模块的一类实施方式中，提供了具有前述各类具体实施方式中拓扑结构测量装置的通信模块60，该通信模块60设置有控制单元、负载电源和工作电源，其中负载电源和工作电源均通过接线端口601输出；为了实现拓扑结构测量，接线端口601还分别连接开关控制回路501和负载回路502。参见图2-图6，开关控制回路501和负载回路502共同构成如前所述的拓扑结构测量装置50。接线端口601中的电源VCC为前述的开关控制回路501供电，控制信号CTR则连接到开关控制回路501驱动电路的控制信号输入端，供电电源的火线UL和零线UN则提供到负载回路，供负载Z接入以产生额外的负载。有关前述本发明通信模块60中开关控制回路501和负载回路502的具体构成，可参见前述本发明有关拓扑结构测量装置50的各个具体的实施方式，在此不在赘述。
参见图12，本发明通信模块第一类具体的实施方式中，提供了具有前述各类具体实施方式中拓扑结构测量装置50的通信模块60。该通信模块60内部设置有接线端口601、控制单元602、载波调制解调单元603、载波信号处理单元604和工作电源605；其中，工作电源605向接线端口601提供电源VCC；控制单元602向接线端口601提供控制信号CTR；载波信号处理单元604连接到接线端口的供电电源的火线UL和零线UN。接线端口601中的电源VCC为前述的开关控制回路501供电，控制信号CTR则连接到开关控制回路501驱动电路的控制信号输入端，供电电源的火线UL和零线UN则提供到负载回路，供负载Z接入以产生额外的负载。和前述的具体是实施方式一样，有关前述本发明通信模块60中开关控制回路501和负载回路502的具体构成，可参见前述本发明有关拓扑结构测量装置50的各个具体的实施方式，在此不再赘述。
参见图12，本发明通信模块第二类具体的实施方式中，提供了与前述第一类具体实施方式几乎完全相同的电路结构；与前述第一类具体实施方式的区别点在于：在本类具体的实施方式中，增设了一个用于暂存计量节点计量数据的数据缓存单元606，该数据缓存单元606和控制单元602。
众所周知：现有的台区系统在抄表时，往往只需要对台区系统内所有的计量节点进行一次计量数据采集。但是，对于一些计量节点数量过于庞大的台区系统，由于遍历整个台区系统中所有的计量节点而采集数据的时间有可能较长，在相对比较短的时间段里采集到所有计量节点的数据比较困难，因此有可能需要使所有的计量节点在一个相对足够用的时间段里，多次采集计量数据，然后一并上传到集中器进行分析。因此，原有计量节点中的通信模块就需要因此而增加一个数据缓存单元606，以存放在前述那个时间段中对该通信模块所在计量节点多次采集的计量数据。除此之外，和前述的具体的实施方式一样，有关前述本发明通信模块60中的各个组成及其连接结构，以及开关控制回路501和负载回路502的具体构成，可参见前述本发明有关拓扑结构测量装置50的各个具体的实施方式，在此也不在赘述。
参见图1，在本发明所涉及的台区系统中，计量节点可以是台站总表100、分支开关201-222、表箱表311-335和智能电表411-435；其中，除了台站总表100通常与集中器一体设置，没有上报计量数据的需求，无需设置通信模块之外，其他的各类计量节点都需要设置通信模块，以实现计量数据的采集与上报功能。因此，本发明提供了一种用来进行拓扑结构测量的计量装置，使用该装置构成的计量节点，无论是分支开关、表箱表,还是智能电表，均可以实现拓扑结构测量的目的。
参见图14，其为本发明计量装置的一类具体实施方式的原理框图；该计量装置70包括相互通信连接的电能计量电路701和通信模块60；所述通信模块60包括控制单元、负载电源和工作电源；通信模块60还包括开关控制回路501和负载回路602。
前述通信模块60的具体构成，可以参见图11、图12和图13所示出的各类通信模块的具体实施方式以及前述相对应的说明内容。在本发明通信模块总体的实施方式中，提供了具有前述各类具体实施方式中拓扑结构测量装置的通信模块60，该通信模块60设置有控制单元、负载电源和工作电源，其中负载电源和工作电源均通过接线端口601输出；为了实现拓扑结构测量，接线端口601还分别连接开关控制回路501和负载回路502。参见图2-图6，开关控制回路501和负载回路502共同构成如前所述的拓扑结构测量装置50。接线端口601中的电源VCC为前述的开关控制回路501供电，控制信号CTR则连接到开关控制回路501驱动电路的控制信号输入端，供电电源的火线UL和零线UN则提供到负载回路，供负载Z接入以产生额外的负载。
参见图12，本发明通信模块第一类具体的实施方式中，提供了具有前述各类具体实施方式中拓扑结构测量装置50的通信模块60。该通信模块60内部设置有接线端口601、控制单元602、载波调制解调单元603、载波信号处理单元604和工作电源605；其中，工作电源605向接线端口601提供电源VCC；控制单元602向接线端口601提供控制信号CTR；载波信号处理单元604连接到接线端口的供电电源的火线UL和零线UN。接线端口601中的电源VCC为前述的开关控制回路501供电，控制信号CTR则连接到开关控制回路501驱动电路的控制信号输入端，供电电源的火线UL和零线UN则提供到负载回路，供负载Z接入以产生额外的负载。参见图12，本发明通信模块第二类具体的实施方式中，提供了与前述第一类具体实施方式几乎完全相同的电路结构；与前述第一类具体实施方式的区别点在于：在本类具体的实施方式中，增设了一个用于暂存计量节点计量数据的数据缓存单元606，该数据缓存单元606和控制单元602。除此之外，和前述的具体的实施方式一样，有关前述本发明通信模块60中的各个组成及其连接结构，以及开关控制回路501和负载回路502的具体构成，可参见前述本发明有关拓扑结构测量装置50的各个具体的实施方式，在此也不再赘述。
事实上，前述的表箱表和智能电表除了计量的电能读数范围的区别外，其在电能量的计量和通信功能方面基本上是完全相同的；而各个分支开关亦是如此，除了计量的电能读数范围的区别和开关的电流通过能力之外，其在电能量的计量和通信功能方面基本上也是完全相同的，并且分分支开关与表箱表和智能电表相比，除了计量的电能读数范围的区别之外，其在电能量的计量和通信功能方面基本上也是完全相同的。因此，本发明前述的计量装置适用于本发明中任何计量节点。参见图14，各个计量节点之间的不同，也仅限于外接单元702，例如：对于分支开关而言，该外接单元702连接的是用来控制主电路开关通断的电路。当然，这个外接单元702也可以直接连接到通信模块60的通信端口607上，由该通信端口607直接发出外接单元执行计量以外的操作。
基于本发明前述所有的技术方案，在现有技术的基础上，如果将台区系统都改换采用本发明前述有拓扑测量技术方案的计量单元，就能够以极低的成本投入带来极为便捷和准确的拓扑测量功能，为台区系统内线损故障查找、线路设备维修/维护以及改造都提供了极为便利的物质基础和技术手段。为此，参见图1、图14和图15，本发明如下的一类具体的实施方式还提供了一种具有电力拓扑测量装置的系统，包括：集中器80、一个以上的计量装置70；集中器80、计量装置70采用树状结构相互连接，且集中器80设置于树状结构的顶部位置；
参见图15，集中器80的中央控制单元801经通信接口811分别和抄表单元802通信连接，抄表单元802和拓扑检测单元803经通信接口812通信连接。拓扑检测单元803实际上是一个专门用于控制整个台区系统内各个计量节点为检测台区系统内部拓扑结构目的而设置的单元；当需要执行拓扑结构检测的操作时，拓扑检测单元803内部的电路会切断中央控制单元801与抄表单元802之间的通信连接；此后，拓扑检测单元803会遍历整个台区系统中前述本发明各类具体实施方式的计量节点，最后获得所有计量节点的抄表数据，并以这些抄表数据为基础，经过运算处理，最终获得整个台区系统的拓扑结构信息。在完成拓扑检测的工作之后，拓扑检测单元803则重新打开中央控制单元801与抄表单元802之间的通信连接，使得集中器80恢复到现有的抄表流程。
关于前述的计量装置70，参见图11-14，其由相互通信连接的电能计量电路70和通信模块60连接构成；该通信模块60内部设置有接线端口601、控制单元602、载波调制解调单元603、载波信号处理单元604和工作电源605；其中，工作电源605向接线端口601提供电源VCC；控制单元602向接线端口601提供控制信号CTR；载波信号处理单元604连接到接线端口的供电电源的火线UL和零线UN。接线端口601中的电源VCC为前述的开关控制回路501供电，控制信号CTR则连接到开关控制回路501驱动电路的控制信号输入端，供电电源的火线UL和零线UN则提供到负载回路，供负载Z接入以产生额外的负载。
有关前述本发明通信模块60中的各个组成及其连接结构，以及开关控制回路501和负载回路502的具体构成，可参见前述本发明有关拓扑结构测量装置50的各个具体的实施方式，在此也不再赘述。
最后需要说明的是：本发明以上各具体的实施例仅用以对本发明的技术方案进行说明，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种拓扑结构测量装置，包括：开关控制回路和负载回路；其中，
所述开关控制回路包括：设置有用于控制负载开关接通与断开的驱动电路，所述驱动电路设置有控制信号输入端；
所述负载回路由负载单元和所述负载开关串联构成。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负载单元包括：电阻、电容、电感，和/或，由所述电阻、电容、电感任意串联和/或并联所构成的复合阻抗电路；
和/或
所述负载开关包括：继电器和/或晶体管；和/或,所述驱动电路包括：继电式驱动电路和/或半导体驱动电路。
3.一种通信模块，包括：控制单元、负载电源和工作电源；其特征在于：还包括开关控制回路和负载回路；其中，
所述开关控制回路包括：设置有用于控制负载开关接通与断开的驱动电路，所述驱动电路设置有控制信号输入端；所述工作电源与所述开关控制回路供电连接；所述控制单元连接所述控制信号输入端；
所述负载回路由负载单元和所述负载开关串联构成，并连接负载电源。
4.根据权利要求3所述的通信模块，其特征在于，所述负载单元包括：电阻、电容、电感，和/或，由所述电阻、电容、电感任意串联和/或并联所构成的复合阻抗电路；
和/或
所述负载开关包括：继电器和/或晶体管；和/或,所述驱动电路包括：继电式驱动电路和/或半导体驱动电路。
5.根据权利要求3或4所述的通信模块，其特征在于：所述控制单元还连接有数据缓存单元。
6.一种计量装置，包括相互通信连接的电能计量电路和通信模块；所述通信模块包括控制单元、负载电源和工作电源；其特征在于：所述通信模块还包括开关控制回路和负载回路；其中，
所述开关控制回路包括：设置有用于控制负载开关接通与断开的驱动电路，所述驱动电路设置有控制信号输入端；所述工作电源与所述开关控制回路供电连接；所述控制单元连接所述控制信号输入端；
所述负载回路由负载单元和所述负载开关串联构成，并连接负载电源。
7.根据权利要求6所述的计量装置，其特征在于，所述负载单元包括：电阻、电容、电感，和/或，由所述电阻、电容、电感任意串联和/或并联所构成的复合阻抗电路；
和/或
所述负载开关包括：继电器和/或晶体管；和/或,所述驱动电路包括：继电式驱动电路和/或半导体驱动电路。
8.一种具有电力拓扑测量装置的系统，包括：集中器、一个以上的计量装置；所述集中器、计量装置采用树状结构相互连接，且所述集中器设置于所述树状结构的顶部位置；
所述集中器的中央控制单元和抄表单元通信连接，所述中央控制单元和抄表单元分别和拓扑检测单元通信连接；
所述计量装置包括相互通信连接的电能计量电路和通信模块；所述通信模块包括控制单元、负载电源和工作电源；所述通信模块还包括开关控制回路和负载回路；其中，
所述开关控制回路包括：设置有用于控制负载开关接通与断开的驱动电路，所述驱动电路设置有控制信号输入端；所述工作电源与所述开关控制回路供电连接；所述控制单元连接所述控制信号输入端；
所述负载回路由负载单元和所述负载开关串联构成，并连接负载电源。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述负载单元包括：电阻、电容、电感，和/或，由所述电阻、电容、电感任意串联和/或并联所构成的复合阻抗电路；
和/或
所述负载开关包括：继电器和/或晶体管；和/或,所述驱动电路包括：继电式驱动电路和/或半导体驱动电路。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于：所述拓扑测量单元中设置有用于根据所述中央控制单元发出的指令使所述中央控制单元与所述抄表单元之间关闭通信的切换电路。
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