一、研究内容

（1）研究泛在电力物联网网络层5G测试环境搭建方案，设计5G数据传输模块，为大数据分析提供数据支撑

（2）基于HPLC技术研究配网拓扑识别技术，设计低压配电网拓扑识别系统构建方案

（3）基于5G无线实时数据通讯技术，结合网络拓扑结构，研究10kV线路负荷监测技术，提出负荷监测技术方案在线路上安装数字式判断器，采集线路的电流数据。数字式判断器通过无线网络方式如ZigBee或者WLAN方式进行近距离数据传输。在线路节点接入5G数据集中器，将实时数据通过5G信号传输给数据后台。数据后台结合网络拓扑结构精确定位故障位置，并对故障进行报警。在线路未发生故障时,对线路的电流进行秒级信号采集,并将信号实时传给后台监控平台,从而实现线路的在线负荷监测。一旦发生故障，上传故障前后5秒实时采集数据波形（128点每秒），保证瞬时电流突变数据都已获得。当线路发生故障时,系统检测线路电流的突变数据并将这些数据传给后台,后台根据数据突变分析出故障类型，同时根据线路中所检测数据的特点来判断故障的区域，并在线路图谱涂上报警显示,从而实现故障的初步定位,进而能够更快的发现和排除故障。

（4）基于深度学习算法，结合台区拓扑结构，研究用电检查智能诊断技术，提出用电检查智能诊断方案研究窃电行为综合取证技术，研制智能取证装置，实现智能化取证。研制出了一套窃电智能取证装置，实现现场智能化取证，辅助现场查窃。装置应同时具备检测单元、处理单元、通讯显示单元。检测单元应包括误差检测、变比检查、电压电流功率相角数据分析的功能。图像采集单元应包括现场音频、视频资料的
采集功能。处理单元应包括数据分析、数据存储。通讯显示单元应包括与上行通讯、下行通讯和显示功能。

二、研究路线

首先，基于5G无线通讯技术，设计5G数据传输模块，搭建5G测试环境，然后对5G数据传输模块进行设计，设计即插即用的5G数据传输模块进行大数据高速传输。本数据传输模块，主控芯片选型性能稳定可靠的STM32芯片,满足对复杂环境下传输速率的要求。主要电路包括MCU控制电路、485通信电路、USB电路，红外通信电路，计量电路，存储电路，液晶显示电路，电源电路和5G通信电路。通过485通信电路将下行电表或采集器的数据抄读回来，然后将数据进行处理打包通过5G模块电路将数据发送给绑定有固定IP地址和端口的远端5G数据接收模块，进而传给主站，从而实现5G数据传输。同时本数据传输模块依照现有GPRS数据传输模块结构与数据抄读方式，实现模块的即插即用。

其次，基于HPLC的台区拓扑识别技术，设计台区拓扑识别系统。基于电力线宽带载波(HPLC)实现的台区拓扑识别，是一种使用HPLC作为通信手段的配电网拓扑结构自动识别方法，用于自动识别台区电网的拓扑结构。系统由信号发送装置和信号接收终端组成，信号发送装置内置电力线宽带载波（HPLC）通信模块，安装在变压器根部；信号接收终端内置陷波器，阻断50Hz信号，通过特定频率信号，具有全网唯一的ID码，安装在分支箱和电表箱的进线或出线端。信号发送装置首先获得所有信号接收终端的ID码，发送电压信号，控制信号接收终端的状态，自动识别各分支箱和电表箱的父节点，从而得到整个台区的拓扑图。

最后，基于深度学习算法，结合台区拓扑结构，设计用电检查智能诊断方案，设计用电检查智能诊断系统，研究基于深度非负矩阵分解的典型窃电特征提取方法，绘制窃电行为画像，构建窃电行为知识库，研究窃电行为综合取证技术，研制智能取证装置，实现智能化取证。

三、研究创新点

1）配电台区拓扑的识别系统及方法，无需人工过多干预可以实时自动更新配变台区电网拓扑。

2）基于5G技术设计的数据实时传输模块使得大数据实时处理成为可能。

3）以大数据为支撑，基于深度学习算法，研制用电检查智能诊断装置，提升用电检查与反窃电的效率。