一種低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)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(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)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(píng)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(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)也是表征電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)水平、生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)營管理水平的一項(xiàng)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(tái)區(qū)四個(gè)模塊對(duì)所轄電網(wǎng)線損進(jìn)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(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)也是表征電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)水平、生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)營管理水平的一項(xiàng)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(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)存在隨機(jī)性，準(zhǔn)確收集這些數(shù)據(jù)較為困難，因此計(jì)算起來也較為復(fù)雜。現(xiàn)行傳統(tǒng)方法，由于采用了過多的等效處理，計(jì)算精度上有很大欠缺；而對(duì)于線損計(jì)算方法新的研究與嘗試中，又鮮有能特別針對(duì)中低壓配網(wǎng)自身特點(diǎn)的方法出現(xiàn)。新形勢(shì)下的配網(wǎng)線損計(jì)算工作，難點(diǎn)依然在于節(jié)點(diǎn)多、分支多、設(shè)備型號(hào)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(jìn)行更為優(yōu)質(zhì)的電網(wǎng)線損計(jì)算分析，是勢(shì)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(shí)時(shí)計(jì)算方法，充分利用用戶特征負(fù)荷計(jì)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(fù)荷，從而有效提高線損計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，該方法包括如下步驟:
[0009]A、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的步驟；
[0010]B、用戶負(fù)荷特征提取的步驟；
[0011]C、線路拓?fù)浞治龅牟襟E；以及，
[0012]D、理論線損計(jì)算的步驟。
[0013]其中:步驟A具體包括:對(duì)所涉及信息的數(shù)據(jù)來源進(jìn)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(shí)負(fù)荷、電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系和線損臺(tái)賬。
[0015]所述用戶小時(shí)負(fù)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(jì)算、統(tǒng)計(jì)和手動(dòng)錄入。
[0017]所述步驟B具體包括:
[0018]B1、采用hadoop分布式計(jì)算框架，對(duì)用戶的月度日負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行孤立點(diǎn)分析和聚類分析，提取負(fù)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(fù)荷特征。
[0020]步驟B2所述的異常數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)對(duì)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(jì)算機(jī)自動(dòng)對(duì)節(jié)點(diǎn)和支路進(jìn)行編號(hào)；其中，節(jié)點(diǎn)編號(hào)以電源點(diǎn)為一級(jí)節(jié)點(diǎn)，將直接與電源通過一條導(dǎo)線連接的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為二級(jí)節(jié)點(diǎn)，以此類推，直至所有支路編號(hào)完畢；支路編號(hào)將以一級(jí)節(jié)點(diǎn)為首節(jié)點(diǎn)的支路編為一級(jí)支路，以二級(jí)節(jié)點(diǎn)為首的支路編為二級(jí)支路，以此類推，直至所有末端支路編號(hào)完畢。
[0022]步驟D具體包括:將線路各節(jié)點(diǎn)電壓同一時(shí)刻視為相同，利用負(fù)荷P = UI來推斷，負(fù)荷P越大的支路，單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)的電流值也越大，統(tǒng)計(jì)所有支路負(fù)荷，在線路拓?fù)浜蜁r(shí)間已知的條件下，將臺(tái)區(qū)低壓側(cè)電流值分解到所有支路，結(jié)合線路臺(tái)賬，得出所有支路電阻值，最后根據(jù)AA = I2Rt計(jì)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(shí)間，單位為秒。
[0023]本發(fā)明所提供的低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]利用本發(fā)明的方法計(jì)算低壓理論線損，能夠有效提高線損計(jì)算的準(zhǔn)確性，因而能夠?yàn)榕渚W(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(jì)運(yùn)行水平，減少溫室氣體排放，對(duì)推進(jìn)節(jié)能減排和建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)有顯著促進(jìn)作用，對(duì)促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(shí)時(shí)計(jì)算實(shí)現(xiàn)原理圖；
[0026]圖2為本發(fā)明低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)算過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的低壓理論線損實(shí)時(shí)計(jì)算方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0028]本發(fā)明方法的基本思想:利用24小時(shí)負(fù)荷進(jìn)行理論線損計(jì)算，改變了傳統(tǒng)依據(jù)月度電量的方式，不僅提升了計(jì)算精度，還拓展了應(yīng)用范圍(可用于時(shí)刻點(diǎn)的理論線損計(jì)算，這是月度電量法無法實(shí)現(xiàn)的)。該方法通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)用戶一個(gè)月的24小時(shí)負(fù)荷進(jìn)行孤立點(diǎn)分析和聚類分析，剔除負(fù)荷異常值，實(shí)現(xiàn)了月度特征負(fù)荷的提取，再依據(jù)負(fù)荷比重得到電流分配系數(shù)，在臺(tái)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)和線路參數(shù)計(jì)算得到理論線損。因而采用本發(fā)明的計(jì)算方法，能夠提升傳統(tǒng)線損計(jì)算的準(zhǔn)確度。
[0029]圖1為本發(fā)明低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)算實(shí)現(xiàn)原理圖。如圖1所示，該計(jì)算方法的實(shí)現(xiàn)原理如下:采集用戶負(fù)荷值、根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線路參數(shù)等數(shù)據(jù)，針對(duì)電網(wǎng)用戶數(shù)量眾多，用戶負(fù)荷數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，采用hadoop的分布式存儲(chǔ)與計(jì)算技術(shù)，經(jīng)過一系列挖掘與計(jì)算，最終通過計(jì)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(shí)時(shí)計(jì)算過程示意圖。如圖2所示，本發(fā)明利用用戶特征負(fù)荷的低壓理論線損計(jì)算實(shí)現(xiàn)方式，其計(jì)算過程主要包括以下步驟:數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的步驟、用戶負(fù)荷特征提取的步驟、線路拓?fù)浞治龅牟襟E以及理論線損計(jì)算的步驟。具體的實(shí)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(chǔ)的步驟。
[0032]對(duì)本發(fā)明所涉及信息的數(shù)據(jù)來源進(jìn)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(shí)負(fù)荷、電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系、線損臺(tái)賬等；獲取方式包括直接抽取、公式計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、手動(dòng)錄入等。用戶小時(shí)負(fù)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(chǔ)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。
[0034]步驟22:用戶負(fù)荷特征提取的步驟。
[0035]對(duì)用戶的月度日負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行孤立點(diǎn)分析和聚類分析，提取負(fù)荷特征。孤立點(diǎn)分析使用統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)檢測(cè)、距離度量和偏離的方法來實(shí)現(xiàn)，在海量數(shù)據(jù)對(duì)象中，找出顯著差異、異常的或不一致的對(duì)象，發(fā)現(xiàn)用戶負(fù)荷度量錯(cuò)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(fù)荷特征。由于數(shù)據(jù)量大，孤立點(diǎn)分析和聚類分析，將采用hadoop的分布式計(jì)算框架來實(shí)現(xiàn)，以充分利用計(jì)算資源，縮短計(jì)算時(shí)間。
[0036]步驟23:線路拓?fù)浞治龅牟襟E。
[0037]利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)對(duì)節(jié)點(diǎn)和支路進(jìn)行編號(hào)。節(jié)點(diǎn)編號(hào)將以電源點(diǎn)為一級(jí)節(jié)點(diǎn)，將直接與電源通過一條導(dǎo)線連接的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為二級(jí)節(jié)點(diǎn)，以此類推，直至所有支路編號(hào)完畢；支路編號(hào)將以一級(jí)節(jié)點(diǎn)為首節(jié)點(diǎn)的支路編為一級(jí)支路，以二級(jí)節(jié)點(diǎn)為首的支路編為二級(jí)支路，以此類推，直至所有末端支路編號(hào)完畢。
[0038]步驟24:理論線損計(jì)算的步驟。
[0039]將線路各節(jié)點(diǎn)電壓同一時(shí)刻視為相同，由負(fù)荷P = UI推斷，負(fù)荷P越大的支路，單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)的電流值也越大，統(tǒng)計(jì)所有支路負(fù)荷，在線路拓?fù)浜蜁r(shí)間已知的條件下，將臺(tái)區(qū)低壓側(cè)電流值分解到所有支路，結(jié)合線路臺(tái)賬，得出所有支路電阻值，最后根據(jù)AA =I2Rt計(jì)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(shí)間，單位為秒
(S) O
[0040]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)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(chǔ)的步驟； B、用戶負(fù)荷特征提取的步驟； C、線路拓?fù)浞治龅牟襟E；以及， D、理論線損計(jì)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(shí)時(shí)計(jì)算方法，其特征在于，步驟A具體包括: 對(duì)所涉及信息的數(shù)據(jù)來源進(jìn)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(shí)時(shí)計(jì)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(shí)負(fù)荷、電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系和線損臺(tái)賬。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，其特征在于，所述用戶小時(shí)負(fù)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(shí)時(shí)計(jì)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(jì)算、統(tǒng)計(jì)和手動(dòng)錄入。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)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(jì)算框架，對(duì)用戶的月度日負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行孤立點(diǎn)分析和聚類分析，提取負(fù)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(fù)荷特征。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)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(duì)象存在顯著差異、異?；虿灰恢碌那樾?。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，其特征在于，步驟C具體包括: 利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)對(duì)節(jié)點(diǎn)和支路進(jìn)行編號(hào)；其中，節(jié)點(diǎn)編號(hào)以電源點(diǎn)為一級(jí)節(jié)點(diǎn)，將直接與電源通過一條導(dǎo)線連接的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為二級(jí)節(jié)點(diǎn)，以此類推，直至所有支路編號(hào)完畢；支路編號(hào)將以一級(jí)節(jié)點(diǎn)為首節(jié)點(diǎn)的支路編為一級(jí)支路，以二級(jí)節(jié)點(diǎn)為首的支路編為二級(jí)支路，以此類推，直至所有末端支路編號(hào)完畢。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓理論線損的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，其特征在于，步驟D具體包括: 將線路各節(jié)點(diǎn)電壓同一時(shí)刻視為相同，利用負(fù)荷P=UI來推斷，負(fù)荷P越大的支路，單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)的電流值也越大，統(tǒng)計(jì)所有支路負(fù)荷，在線路拓?fù)浜蜁r(shí)間已知的條件下，將臺(tái)區(qū)低壓側(cè)電流值分解到所有支路，結(jié)合線路臺(tái)賬，得出所有支路電阻值，最后根據(jù)AA=I2Rt計(jì)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(shí)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(shí)時(shí)計(jì)算方法，該方法包括如下步驟：A、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的步驟；B、用戶負(fù)荷特征提取的步驟；C、線路拓?fù)浞治龅牟襟E；D、理論線損計(jì)算的步驟。本發(fā)明的計(jì)算方法，能夠充分利用用戶特征負(fù)荷計(jì)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(fù)荷，從而有效提高線損計(jì)算的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】G06Q50/06
【公開號(hào)】CN105117971
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510454849
【發(fā)明人】王德金, 呂志來, 喻宜, 李海, 張學(xué)深
【申請(qǐng)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(qǐng)日】2015年7月29日