一种低压理论线损的实时计算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统的线损测量技术，尤其涉及一种低压理论线损的实时计算方法，适用于电力系统线损管理、电网改造与投资、能效评估及节能管理等配电网节能降耗相关的领域。
【背景技术】
[0002]线损率是供电企业的一项重要经济指标，同时也是表征电力系统规划设计水平、生产技术水平和经营管理水平的一项综合性技术指标。
[0003]目前我国线损管理推行的是《线损四分管理标准》，即采取分压、分区、分线和分台区四个模块对所辖电网线损进行全面管理。电网的线损按性质可分为技术线损和管理线损，技术线损又称理论线损，它是供电企业的一项重要经济指标，同时也是表征电力系统规划设计水平、生产技术水平和经营管理水平的一项综合性技术指标。
[0004]当前在低压配电网理论线损中由于这部分电网中的元件数量多，运行过程中的数据存在随机性，准确收集这些数据较为困难，因此计算起来也较为复杂。现行传统方法，由于采用了过多的等效处理，计算精度上有很大欠缺；而对于线损计算方法新的研究与尝试中，又鲜有能特别针对中低压配网自身特点的方法出现。新形势下的配网线损计算工作，难点依然在于节点多、分支多、设备型号多，网络的构成相当复杂。
[0005]随着生产管理、营销管理和用电信息等系统在各省的大规模部署与应用，获取了大量配变和用户信息，信息更加完备与详尽。因而，充分利用这些新增信息，进行更为优质的电网线损计算分析，是势在必行的工作。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种低压理论线损的实时计算方法，充分利用用户特征负荷计算理论线损，并通过数据挖掘技术分析得到的用户特征负荷，从而有效提高线损计算的准确性。
[0007]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0008]一种低压理论线损的实时计算方法，该方法包括如下步骤:
[0009]A、数据采集与存储的步骤；
[0010]B、用户负荷特征提取的步骤；
[0011]C、线路拓扑分析的步骤；以及，
[0012]D、理论线损计算的步骤。
[0013]其中:步骤A具体包括:对所涉及信息的数据来源进行分析，建立用电信息采集系统、调度技术支持系统和生产管理系统的数据采集接口，明确数据来源及获取方式。
[0014]所述数据的主要数据类型包括:用户小时负荷、电网拓扑关系和线损台账。
[0015]所述用户小时负荷数据，存放于hadoop分布式文件系统中。
[0016]所述数据的获取方式包括直接抽取、公式计算、统计和手动录入。
[0017]所述步骤B具体包括:
[0018]B1、采用hadoop分布式计算框架，对用户的月度日负荷数据进行孤立点分析和聚类分析，提取负荷特征；
[0019]B2、排除异常数据，利用聚类技术提取出用户月度的典型负荷特征。
[0020]步骤B2所述的异常数据为数据对象存在显著差异、异常或不一致的情形。
[0021]步骤C具体包括:利用计算机自动对节点和支路进行编号；其中，节点编号以电源点为一级节点，将直接与电源通过一条导线连接的节点标记为二级节点，以此类推，直至所有支路编号完毕；支路编号将以一级节点为首节点的支路编为一级支路，以二级节点为首的支路编为二级支路，以此类推，直至所有末端支路编号完毕。
[0022]步骤D具体包括:将线路各节点电压同一时刻视为相同，利用负荷P = UI来推断，负荷P越大的支路，单位时间内流经的电流值也越大，统计所有支路负荷，在线路拓扑和时间已知的条件下，将台区低压侧电流值分解到所有支路，结合线路台账，得出所有支路电阻值，最后根据AA = I2Rt计算各支路的电能损耗值；其中:U为电压；1为电流；R为电阻；t为时间，单位为秒。
[0023]本发明所提供的低压理论线损的实时计算方法，具有以下优点:
[0024]利用本发明的方法计算低压理论线损，能够有效提高线损计算的准确性，因而能够为配网规划和投资提供依据，提升配电网能效分析与经济运行水平，减少温室气体排放，对推进节能减排和建设低碳经济有显著促进作用，对促进我国经济社会的可持续发展具有重大意义。
【附图说明】
[0025]图1为本发明低压理论线损的实时计算实现原理图；
[0026]图2为本发明低压理论线损的实时计算过程示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图及本发明的实施例对本发明的低压理论线损实时计算方法作进一步详细的说明。
[0028]本发明方法的基本思想:利用24小时负荷进行理论线损计算，改变了传统依据月度电量的方式，不仅提升了计算精度，还拓展了应用范围(可用于时刻点的理论线损计算，这是月度电量法无法实现的)。该方法通过应用大数据挖掘技术，对用户一个月的24小时负荷进行孤立点分析和聚类分析，剔除负荷异常值，实现了月度特征负荷的提取，再依据负荷比重得到电流分配系数，在台区低压出线电流已知情况下，得到各分支线路电流，从而根据电网拓扑结构和线路参数计算得到理论线损。因而采用本发明的计算方法，能够提升传统线损计算的准确度。
[0029]图1为本发明低压理论线损的实时计算实现原理图。如图1所示，该计算方法的实现原理如下:采集用户负荷值、根据电网拓扑结构、线路参数等数据，针对电网用户数量众多，用户负荷数据量大的特点，采用hadoop的分布式存储与计算技术，经过一系列挖掘与计算，最终通过计算得到电网的理论线损值。
[0030]图2为本发明低压理论线损的实时计算过程示意图。如图2所示，本发明利用用户特征负荷的低压理论线损计算实现方式，其计算过程主要包括以下步骤:数据采集与存储的步骤、用户负荷特征提取的步骤、线路拓扑分析的步骤以及理论线损计算的步骤。具体的实现过程，主要包括如下步骤:
[0031]步骤21:数据采集与存储的步骤。
[0032]对本发明所涉及信息的数据来源进行分析，建立用电信息采集系统、调度技术支持系统和生产管理系统的数据采集接口，明确数据来源及获取方式。
[0033]上述的主要数据类型包括:用户小时负荷、电网拓扑关系、线损台账等；获取方式包括直接抽取、公式计算、统计、手动录入等。用户小时负荷数据量大，因此存放于基于hadoop的分布式文件系统中，而其他数据则存储于关系型数据库中。
[0034]步骤22:用户负荷特征提取的步骤。
[0035]对用户的月度日负荷数据进行孤立点分析和聚类分析，提取负荷特征。孤立点分析使用统计试验检测、距离度量和偏离的方法来实现，在海量数据对象中，找出显著差异、异常的或不一致的对象，发现用户负荷度量错误或者窃电行为。在此基础上，排除这些异常数据后，利用聚类技术即可提取出用户月度的典型负荷特征。由于数据量大，孤立点分析和聚类分析，将采用hadoop的分布式计算框架来实现，以充分利用计算资源，缩短计算时间。
[0036]步骤23:线路拓扑分析的步骤。
[0037]利用计算机自动对节点和支路进行编号。节点编号将以电源点为一级节点，将直接与电源通过一条导线连接的节点标记为二级节点，以此类推，直至所有支路编号完毕；支路编号将以一级节点为首节点的支路编为一级支路，以二级节点为首的支路编为二级支路，以此类推，直至所有末端支路编号完毕。
[0038]步骤24:理论线损计算的步骤。
[0039]将线路各节点电压同一时刻视为相同，由负荷P = UI推断，负荷P越大的支路，单位时间内流经的电流值也越大，统计所有支路负荷，在线路拓扑和时间已知的条件下，将台区低压侧电流值分解到所有支路，结合线路台账，得出所有支路电阻值，最后根据AA =I2Rt计算各支路的电能损耗值。其中:U为电压；I为电流；R为电阻；t为时间，单位为秒
(S) O
[0040]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种低压理论线损的实时计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: A、数据采集与存储的步骤； B、用户负荷特征提取的步骤； C、线路拓扑分析的步骤；以及， D、理论线损计算的步骤。2.根据权利要求1所述的低压理论线损的实时计算方法，其特征在于，步骤A具体包括: 对所涉及信息的数据来源进行分析，建立用电信息采集系统、调度技术支持系统和生产管理系统的数据采集接口，明确数据来源及获取方式。3.根据权利要求2所述的低压理论线损的实时计算方法，其特征在于，所述数据的主要数据类型包括:用户小时负荷、电网拓扑关系和线损台账。4.根据权利要求3所述的低压理论线损的实时计算方法，其特征在于，所述用户小时负荷数据，存放于hadoop分布式文件系统中。5.根据权利要求2所述的低压理论线损的实时计算方法，其特征在于，所述数据的获取方式包括直接抽取、公式计算、统计和手动录入。6.根据权利要求1所述的低压理论线损的实时计算方法，其特征在于，所述步骤B具体包括: B1、采用hadoop分布式计算框架，对用户的月度日负荷数据进行孤立点分析和聚类分析，提取负荷特征； B2、排除异常数据，利用聚类技术提取出用户月度的典型负荷特征。7.根据权利要求6所述的低压理论线损的实时计算方法，其特征在于，步骤B2所述的异常数据为数据对象存在显著差异、异常或不一致的情形。8.根据权利要求1所述的低压理论线损的实时计算方法，其特征在于，步骤C具体包括: 利用计算机自动对节点和支路进行编号；其中，节点编号以电源点为一级节点，将直接与电源通过一条导线连接的节点标记为二级节点，以此类推，直至所有支路编号完毕；支路编号将以一级节点为首节点的支路编为一级支路，以二级节点为首的支路编为二级支路，以此类推，直至所有末端支路编号完毕。9.根据权利要求1所述的低压理论线损的实时计算方法，其特征在于，步骤D具体包括: 将线路各节点电压同一时刻视为相同，利用负荷P=UI来推断，负荷P越大的支路，单位时间内流经的电流值也越大，统计所有支路负荷，在线路拓扑和时间已知的条件下，将台区低压侧电流值分解到所有支路，结合线路台账，得出所有支路电阻值，最后根据AA=I2Rt计算各支路的电能损耗值；其中:U为电压为电流；R为电阻为时间，单位为秒。
【专利摘要】本发明公开了一种低压理论线损的实时计算方法，该方法包括如下步骤：A、数据采集与存储的步骤；B、用户负荷特征提取的步骤；C、线路拓扑分析的步骤；D、理论线损计算的步骤。本发明的计算方法，能够充分利用用户特征负荷计算理论线损，并通过数据挖掘技术分析得到的用户特征负荷，从而有效提高线损计算的准确性。
【IPC分类】G06Q50/06
【公开号】CN105117971
【申请号】CN201510454849
【发明人】王德金, 吕志来, 喻宜, 李海, 张学深
【申请人】国家电网公司, 北京许继电气有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月29日