一种低压配网台区线损的快速分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力线损分析领域，特别涉及一种低压配网台区线损的快速分析方 法。
【背景技术】
[0002] 线损是电网一项重要的经济技术考核指标，它综合反映电网的规划设计、生产运 行和运营管理水平，降低线损是电力部门在节约能源、创建国际先进水平供电企业、推进企 业经营性管控等方面的重要任务。快速、准确、简便的线损分析方法有利于高效地拟定出有 针对性的降损措施，制订适当的线损考核规划，促进电网的发展向更高效、更绿色的方向转 变，进一步实现企业的精益化管理。
[0003] 当前的线损工作主要集中在主网，低压配网缺乏关注，相关标准、方法、规范十分 匮乏。低压配网台区处于联系用户与供电企业的战略性地位，台区线损的高低直接影响用 户的经济效益与供电企业的运营效益。但与主网相比，低压配网台区数目庞大，基础数据是 主网的数百倍以上，线损分析量巨大。因此，如何从纷繁复杂的线损指标中筛选出对线损贡 献率高的指标，利用这些指标将低压配网台区归类，并筛选出典型台区进行线损分析，大幅 提高线损分析工作的效率，是降低线损途中亟待解决的关键问题。
[0004] 然而，目前并没有相关研宄理论或方法针对该问题提出有效的解决措施。现有的 低压配网台区线损的分析测算方法存在的局限性主要有以下几方面：
[0005] 1)低压配网台区线损分析指标数据的实用性低：虽然能够收集到的台区线损指 标数据充足，但由于缺少有针对性的线损指标分析工作，指标对线损影响性的高低区别性 差，增加了线损分析的工作量；
[0006] 2)低压配网台区数目庞大导致线损分析工作效率低：供电部门进行线损分析时， 往往针对大部分台区进行逐一测算，虽然此举在一定程度上能够提高分析的精度，但是，这 种重复的机械性冗余工作不够简便，降低了企业的工作效率；
[0007] 3)典型的低压配网台区的线损代表性低：现有方法进行典型台区的筛选分析过 程缺乏系统性的标准，偏主观性、繁琐、低效，易造成错漏，难以对某一区域内的低压配网台 区线损的整体情况进行综合分析和评价。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种低压配网台区线损的快 速分析方法。
[0009] 本发明的目的通过以下的技术方案实现：
[0010] 一种低压配网台区线损的快速分析方法，包含以下顺序的步骤：
[0011] S1、根据实际情况收集并汇总低压配网台区的线损一级指标，包括变压器类型与 容量、供电半径、线缆的类型与半径、线路允许最大载流量、负荷分布、负荷特性曲线、负荷 率、负荷平均值、负载率、最小负荷率、负荷年最大利用小时数、负荷电流、运行电压、电压合 格率、总功率因数、环境因素；
[0012] S2、采用FA对线损一级指标进行因子分析，根据线损一级指标的FA归类结果，提 取出各类指标中对线损具有高贡献率的线损二级指标；
[0013]S3、采用FCM对区域台区进行基于线损二级指标的聚类，汇总各聚类中心台区，得 到区域典型低压配网台区；
[0014]S4、利用典型低压配网台区的线损典型性分析结果，对区域内低压配网台区进行 线损总体评价。
[0015] 所述步骤S2具体包含以下步骤：
[0016]S201、假设待线损分析区域内有n个低压配网台区，线损一级指标有 nKPpP2,. . .，PJ个，则因子分析法的分析对象即为nXm阶线损一级指标数据矩阵：
【主权项】
1. 一种低压配网台区线损的快速分析方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤： 51、 根据实际情况收集并汇总低压配网台区的线损一级指标，包括变压器类型与容量、 供电半径、线缆的类型与半径、线路允许最大载流量、负荷分布、负荷特性曲线、负荷率、负 荷平均值、负载率、最小负荷率、负荷年最大利用小时数、负荷电流、运行电压、电压合格率、 总功率因数、环境因素； 52、 采用FA对线损一级指标进行因子分析，根据线损一级指标的FA归类结果，提取出 各类指标中对线损具有尚贡献率的线损>级指标； 53、 采用FCM对区域台区进行基于线损二级指标的聚类，汇总各聚类中心台区，得到区 域典型低压配网台区； 54、 利用典型低压配网台区的线损典型性分析结果，对区域内低压配网台区进行线损 总体评价。
2. 根据权利要求1所述的低压配网台区线损的快速分析方法，其特征在于：所述步骤 S2具体包含以下步骤： 5201、 假设待线损分析区域内有n个低压配网台区，线损一级指标有P2,. ..，PJ个，则因子分析法的分析对象即为nXm阶线损一级指标数据矩阵：
5202、 在进行因子分析之前对指标先进行标准化，标准化后的指标为I，Y2,. . .，Ym; 5203、 进行因子分析时，低压配网台区的线损一级指标与因子分析时抽出的共同因子 的相关关系可用因子负荷表不： Yj=aJ1F1+aJ2F2+. . . +aJhFh+ej,j= 1, 2, . . . ,m； 其中，aji(i=l，2，...，h,j=l，2，...，m)为因子载荷，是第j个原始变量在第i个因 子上的负荷；m为低压配网台区的线损一级指标的总数；F为共同因子，h为共同因子的数目 (h个因子的累积贡献率在85%以上）；ei，e2, . . .，em为误差项； 5204、 利用因子载荷矩阵
士别得到对各共同因子贡献率高 的指标，此即为该类指标中对线损具有较高影响的指标，即线损二级指标。
3. 根据权利要求1所述的低压配网台区线损的快速分析方法，其特征在于：所述步骤 S3具体包含以下步骤： S301、根据线损分析工作的预期需要，设定聚类对象X、聚类数C、模糊聚类指数X、停 止阈值e; 设论域X= {Xi，X2，…，Xn}为被分类的对象，由S2得知每个对象又由h个指标描述其 特征，即Xi={xn,xi2，…，xik,. . .，xih}，i= 1，2,…n%为第i个对象，是一个h维矢量， 则得到FCM的数据矩阵A= (Xij)nxh; 采用FCM把n个向量Xji= 1，2,…n)表示的对象分为C个模糊组，得出每组的聚类 中心，使得非相似性指标的价值函数达到最小；其中，C是给定的聚类数，模糊聚类指数入 是影响隶属度矩阵模糊化程度的指数权重，是控制算法的柔性参数； 5302、 用值在[0，1]内的随机数对模糊隶属度矩阵U进行初始化： FCM用模糊划分，使每个给定数据点用值在[0，1]内的隶属度来确定其属于各个组的 程度；与引入模糊划分相适应，隶属矩阵U允许有取值在[0, 1]内的元素；加上归一化规 定，一个数据集的隶属度和总等于1 ; 模糊隶属度矩阵
，其中，Ui。是第i个对象对第c类的隶属 度，W。满
），用值在[0, 1]内的随机数初始化隶属矩阵U， 使其满足式（1)中的约束条件； 5303、 计算C个聚类中心： 聚类中心矢量= {Vi,V2, ? ? ?，Vc, ? ? ?，VJ，其中，Vc={vcl,vc2, ? ? ?，vck, ? ? ?，v"}是第c类的聚类中心，Vdt是它的第k维特征值； FCM的价值函数为：
其中，uic；e[0，1] ;V。为模糊组第c组的聚类中心，dic= |卜。-\| |为第c个聚类中心 与第i个数据点间的欧几里德距离；Xe[1，〇〇)是一个加权指数；构造如下新的价值函 数，可求得使（2)式达到最小值的必要条件：
其中，0u02,...，0i，...，0"是（1)式的n个约束式的拉格朗日乘子，对所有输入参 量求导，使（2)式达到最小的必要条件为： 和 (4) (5)； 5304、 计算价值函数，并判断是否达到终止条件，如果满足，聚类结束，算法停止，否则 继续； 5305、 用（5)式计算新的U矩阵；返回S303。
4. 根据权利要求1所述的低压配网台区线损的快速分析方法，其特征在于：步骤S3在 采用FCM对区域台区进行基于线损二级指标的聚类之前，采用因子分析法，对线损二级指 标进行筛选。
5. 根据权利要求4所述的低压配网台区线损的快速分析方法，其特征在于：所述的筛 选的线损二级指标为总功率因数、负载率以及供电半径。
【专利摘要】本发明公开了一种低压配网台区线损的快速分析方法，包含以下步骤：根据实际情况收集并汇总低压配网台区的线损一级指标；采用FA对线损一级指标进行因子分析，根据线损一级指标的FA归类结果，提取出各类指标中对线损具有高贡献率的线损二级指标；采用FCM对区域台区进行基于线损二级指标的聚类，汇总各聚类中心台区，得到区域典型低压配网台区；利用典型低压配网台区的线损典型性分析结果，对区域内低压配网台区进行线损总体评价。本发明的分析方法，能够大幅提高低压配网台区线损分析工作的效率。
【IPC分类】G06Q50-06
【公开号】CN104809658
【申请号】CN201510174868
【发明人】欧阳森, 安晓华
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月14日