一種低壓理論線損的實時計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的線損測量技術(shù)，尤其涉及一種低壓理論線損的實時計算方法，適用于電力系統(tǒng)線損管理、電網(wǎng)改造與投資、能效評估及節(jié)能管理等配電網(wǎng)節(jié)能降耗相關(guān)的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]線損率是供電企業(yè)的一項重要經(jīng)濟指標(biāo)，同時也是表征電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計水平、生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)營管理水平的一項綜合性技術(shù)指標(biāo)。
[0003]目前我國線損管理推行的是《線損四分管理標(biāo)準(zhǔn)》，即采取分壓、分區(qū)、分線和分臺區(qū)四個模塊對所轄電網(wǎng)線損進行全面管理。電網(wǎng)的線損按性質(zhì)可分為技術(shù)線損和管理線損，技術(shù)線損又稱理論線損，它是供電企業(yè)的一項重要經(jīng)濟指標(biāo)，同時也是表征電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計水平、生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)營管理水平的一項綜合性技術(shù)指標(biāo)。
[0004]當(dāng)前在低壓配電網(wǎng)理論線損中由于這部分電網(wǎng)中的元件數(shù)量多，運行過程中的數(shù)據(jù)存在隨機性，準(zhǔn)確收集這些數(shù)據(jù)較為困難，因此計算起來也較為復(fù)雜?，F(xiàn)行傳統(tǒng)方法，由于采用了過多的等效處理，計算精度上有很大欠缺；而對于線損計算方法新的研究與嘗試中，又鮮有能特別針對中低壓配網(wǎng)自身特點的方法出現(xiàn)。新形勢下的配網(wǎng)線損計算工作，難點依然在于節(jié)點多、分支多、設(shè)備型號多，網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成相當(dāng)復(fù)雜。
[0005]隨著生產(chǎn)管理、營銷管理和用電信息等系統(tǒng)在各省的大規(guī)模部署與應(yīng)用，獲取了大量配變和用戶信息，信息更加完備與詳盡。因而，充分利用這些新增信息，進行更為優(yōu)質(zhì)的電網(wǎng)線損計算分析，是勢在必行的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種低壓理論線損的實時計算方法，充分利用用戶特征負荷計算理論線損，并通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析得到的用戶特征負荷，從而有效提高線損計算的準(zhǔn)確性。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0008]一種低壓理論線損的實時計算方法，該方法包括如下步驟:
[0009]A、數(shù)據(jù)采集與存儲的步驟；
[0010]B、用戶負荷特征提取的步驟；
[0011]C、線路拓撲分析的步驟；以及，
[0012]D、理論線損計算的步驟。
[0013]其中:步驟A具體包括:對所涉及信息的數(shù)據(jù)來源進行分析，建立用電信息采集系統(tǒng)、調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集接口，明確數(shù)據(jù)來源及獲取方式。
[0014]所述數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)類型包括:用戶小時負荷、電網(wǎng)拓撲關(guān)系和線損臺賬。
[0015]所述用戶小時負荷數(shù)據(jù)，存放于hadoop分布式文件系統(tǒng)中。
[0016]所述數(shù)據(jù)的獲取方式包括直接抽取、公式計算、統(tǒng)計和手動錄入。
[0017]所述步驟B具體包括:
[0018]B1、采用hadoop分布式計算框架，對用戶的月度日負荷數(shù)據(jù)進行孤立點分析和聚類分析，提取負荷特征；
[0019]B2、排除異常數(shù)據(jù)，利用聚類技術(shù)提取出用戶月度的典型負荷特征。
[0020]步驟B2所述的異常數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)對象存在顯著差異、異?；虿灰恢碌那樾巍?br>[0021]步驟C具體包括:利用計算機自動對節(jié)點和支路進行編號；其中，節(jié)點編號以電源點為一級節(jié)點，將直接與電源通過一條導(dǎo)線連接的節(jié)點標(biāo)記為二級節(jié)點，以此類推，直至所有支路編號完畢；支路編號將以一級節(jié)點為首節(jié)點的支路編為一級支路，以二級節(jié)點為首的支路編為二級支路，以此類推，直至所有末端支路編號完畢。
[0022]步驟D具體包括:將線路各節(jié)點電壓同一時刻視為相同，利用負荷P = UI來推斷，負荷P越大的支路，單位時間內(nèi)流經(jīng)的電流值也越大，統(tǒng)計所有支路負荷，在線路拓撲和時間已知的條件下，將臺區(qū)低壓側(cè)電流值分解到所有支路，結(jié)合線路臺賬，得出所有支路電阻值，最后根據(jù)AA = I2Rt計算各支路的電能損耗值；其中:U為電壓；1為電流；R為電阻；t為時間，單位為秒。
[0023]本發(fā)明所提供的低壓理論線損的實時計算方法，具有以下優(yōu)點:
[0024]利用本發(fā)明的方法計算低壓理論線損，能夠有效提高線損計算的準(zhǔn)確性，因而能夠為配網(wǎng)規(guī)劃和投資提供依據(jù)，提升配電網(wǎng)能效分析與經(jīng)濟運行水平，減少溫室氣體排放，對推進節(jié)能減排和建設(shè)低碳經(jīng)濟有顯著促進作用，對促進我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明低壓理論線損的實時計算實現(xiàn)原理圖；
[0026]圖2為本發(fā)明低壓理論線損的實時計算過程示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及本發(fā)明的實施例對本發(fā)明的低壓理論線損實時計算方法作進一步詳細的說明。
[0028]本發(fā)明方法的基本思想:利用24小時負荷進行理論線損計算，改變了傳統(tǒng)依據(jù)月度電量的方式，不僅提升了計算精度，還拓展了應(yīng)用范圍(可用于時刻點的理論線損計算，這是月度電量法無法實現(xiàn)的)。該方法通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對用戶一個月的24小時負荷進行孤立點分析和聚類分析，剔除負荷異常值，實現(xiàn)了月度特征負荷的提取，再依據(jù)負荷比重得到電流分配系數(shù)，在臺區(qū)低壓出線電流已知情況下，得到各分支線路電流，從而根據(jù)電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)和線路參數(shù)計算得到理論線損。因而采用本發(fā)明的計算方法，能夠提升傳統(tǒng)線損計算的準(zhǔn)確度。
[0029]圖1為本發(fā)明低壓理論線損的實時計算實現(xiàn)原理圖。如圖1所示，該計算方法的實現(xiàn)原理如下:采集用戶負荷值、根據(jù)電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)、線路參數(shù)等數(shù)據(jù)，針對電網(wǎng)用戶數(shù)量眾多，用戶負荷數(shù)據(jù)量大的特點，采用hadoop的分布式存儲與計算技術(shù)，經(jīng)過一系列挖掘與計算，最終通過計算得到電網(wǎng)的理論線損值。
[0030]圖2為本發(fā)明低壓理論線損的實時計算過程示意圖。如圖2所示，本發(fā)明利用用戶特征負荷的低壓理論線損計算實現(xiàn)方式，其計算過程主要包括以下步驟:數(shù)據(jù)采集與存儲的步驟、用戶負荷特征提取的步驟、線路拓撲分析的步驟以及理論線損計算的步驟。具體的實現(xiàn)過程，主要包括如下步驟:
[0031]步驟21:數(shù)據(jù)采集與存儲的步驟。
[0032]對本發(fā)明所涉及信息的數(shù)據(jù)來源進行分析，建立用電信息采集系統(tǒng)、調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集接口，明確數(shù)據(jù)來源及獲取方式。
[0033]上述的主要數(shù)據(jù)類型包括:用戶小時負荷、電網(wǎng)拓撲關(guān)系、線損臺賬等；獲取方式包括直接抽取、公式計算、統(tǒng)計、手動錄入等。用戶小時負荷數(shù)據(jù)量大，因此存放于基于hadoop的分布式文件系統(tǒng)中，而其他數(shù)據(jù)則存儲于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。
[0034]步驟22:用戶負荷特征提取的步驟。
[0035]對用戶的月度日負荷數(shù)據(jù)進行孤立點分析和聚類分析，提取負荷特征。孤立點分析使用統(tǒng)計試驗檢測、距離度量和偏離的方法來實現(xiàn)，在海量數(shù)據(jù)對象中，找出顯著差異、異常的或不一致的對象，發(fā)現(xiàn)用戶負荷度量錯誤或者竊電行為。在此基礎(chǔ)上，排除這些異常數(shù)據(jù)后，利用聚類技術(shù)即可提取出用戶月度的典型負荷特征。由于數(shù)據(jù)量大，孤立點分析和聚類分析，將采用hadoop的分布式計算框架來實現(xiàn)，以充分利用計算資源，縮短計算時間。
[0036]步驟23:線路拓撲分析的步驟。
[0037]利用計算機自動對節(jié)點和支路進行編號。節(jié)點編號將以電源點為一級節(jié)點，將直接與電源通過一條導(dǎo)線連接的節(jié)點標(biāo)記為二級節(jié)點，以此類推，直至所有支路編號完畢；支路編號將以一級節(jié)點為首節(jié)點的支路編為一級支路，以二級節(jié)點為首的支路編為二級支路，以此類推，直至所有末端支路編號完畢。
[0038]步驟24:理論線損計算的步驟。
[0039]將線路各節(jié)點電壓同一時刻視為相同，由負荷P = UI推斷，負荷P越大的支路，單位時間內(nèi)流經(jīng)的電流值也越大，統(tǒng)計所有支路負荷，在線路拓撲和時間已知的條件下，將臺區(qū)低壓側(cè)電流值分解到所有支路，結(jié)合線路臺賬，得出所有支路電阻值，最后根據(jù)AA =I2Rt計算各支路的電能損耗值。其中:U為電壓；I為電流；R為電阻；t為時間，單位為秒
(S) O
[0040]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種低壓理論線損的實時計算方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: A、數(shù)據(jù)采集與存儲的步驟； B、用戶負荷特征提取的步驟； C、線路拓撲分析的步驟；以及， D、理論線損計算的步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓理論線損的實時計算方法，其特征在于，步驟A具體包括: 對所涉及信息的數(shù)據(jù)來源進行分析，建立用電信息采集系統(tǒng)、調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集接口，明確數(shù)據(jù)來源及獲取方式。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓理論線損的實時計算方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)類型包括:用戶小時負荷、電網(wǎng)拓撲關(guān)系和線損臺賬。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓理論線損的實時計算方法，其特征在于，所述用戶小時負荷數(shù)據(jù)，存放于hadoop分布式文件系統(tǒng)中。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓理論線損的實時計算方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)的獲取方式包括直接抽取、公式計算、統(tǒng)計和手動錄入。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓理論線損的實時計算方法，其特征在于，所述步驟B具體包括: B1、采用hadoop分布式計算框架，對用戶的月度日負荷數(shù)據(jù)進行孤立點分析和聚類分析，提取負荷特征； B2、排除異常數(shù)據(jù)，利用聚類技術(shù)提取出用戶月度的典型負荷特征。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低壓理論線損的實時計算方法，其特征在于，步驟B2所述的異常數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)對象存在顯著差異、異常或不一致的情形。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓理論線損的實時計算方法，其特征在于，步驟C具體包括: 利用計算機自動對節(jié)點和支路進行編號；其中，節(jié)點編號以電源點為一級節(jié)點，將直接與電源通過一條導(dǎo)線連接的節(jié)點標(biāo)記為二級節(jié)點，以此類推，直至所有支路編號完畢；支路編號將以一級節(jié)點為首節(jié)點的支路編為一級支路，以二級節(jié)點為首的支路編為二級支路，以此類推，直至所有末端支路編號完畢。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓理論線損的實時計算方法，其特征在于，步驟D具體包括: 將線路各節(jié)點電壓同一時刻視為相同，利用負荷P=UI來推斷，負荷P越大的支路，單位時間內(nèi)流經(jīng)的電流值也越大，統(tǒng)計所有支路負荷，在線路拓撲和時間已知的條件下，將臺區(qū)低壓側(cè)電流值分解到所有支路，結(jié)合線路臺賬，得出所有支路電阻值，最后根據(jù)AA=I2Rt計算各支路的電能損耗值；其中:U為電壓為電流；R為電阻為時間，單位為秒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低壓理論線損的實時計算方法，該方法包括如下步驟：A、數(shù)據(jù)采集與存儲的步驟；B、用戶負荷特征提取的步驟；C、線路拓撲分析的步驟；D、理論線損計算的步驟。本發(fā)明的計算方法，能夠充分利用用戶特征負荷計算理論線損，并通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析得到的用戶特征負荷，從而有效提高線損計算的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】G06Q50/06
【公開號】CN105117971
【申請?zhí)枴緾N201510454849
【發(fā)明人】王德金, 呂志來, 喻宜, 李海, 張學(xué)深
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 北京許繼電氣有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月29日