CN101593978A - 一种对配电网进行高低压线损分析方法及分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种配电网线损分析系统，其包括一获取模块、一预处理模块、一通信模块和一数据统计模块。该获取模块用于获取电网基础线损资料；该预处理模块用于抽取出已经变化的基础线损资料信息；该通信模块，其用于按照一定通信规则发送线损资料信息；该数据统计模块用于接收通信模块传送的线损资料信息，并根据该线损资料信息分析电网线损。本发明还提供一种上述配电网线损分析系统的线损分析方法。
Description
技术领域
本发明涉及配电网线损分析系统及其分析方法，尤其涉及一种配电网高、低压线损分析系统以及上述系统的分析方法。
背景技术
在电力系统中，电力首先由发电厂进入电力公司的高压输电网，在高压输电网经过长距离传输，由变压器变为下一级电压的输电网，经过传输后，又由变压器变为更下一级电压的输电网，最终进入各电压等级的大用户，或变为220V的民用电压，进入普通家庭。
电力在传输过程中，经过电力线、变压器等设备时，不可避免的会产生电能损耗；同时，由于各种设备故障、人为错误等，会产生电能计量上的损失。上述两类电能损失，统称为线损，其中前者又称技术线损，后者又称管理线损。
对电力企业来讲，线损即意味着经济效益上的损失，线损越大，经济损失就越大，反之亦然。对全社会来讲，线损越大，能源浪费就越大，资源的利用率就越小。电力企业需要用各种方式，尽可能的降低线损，以提高企业的经济效益和社会效益。这些方式中，最重要的一点对现有线损状况进行分析和管理，就是对线损的现状和分布方式进行分析，从而有利于找到线损产生原因，针对具体原因采用不同的降低线损的方法。线损管理系统是一套软件系统，用于管理和分析线损。
根据电力网络的实际情况，通常把它区分为输电网和配电网两个部分。电力从电厂上网，经过变压器转变成高压，通过长途输送到达用电目的地，然后进行逐级变压，转变成低电压等级，上述部分城为输电网；电力从最低电压的变电站出来，经过10kV(或6kV)线路、配电变压器、低压线路等，最后进入普通居民家庭，上述部分称为配电网。
传统的线损管理系统，对电力网络用软件方式进行建模，计算出输电网和配电网的线路损耗，没有对配电网进行重点分析，也没有对配电网线损区分高压部分、低压部分和综合部分。
而实际上，根据电力系统的现状，线损最大的部分往往在配电网上。并且配电网通常十分复杂，管理水平各不相同，因此对配电网进行详细的线损分析，有利于供电企业科学判断线损，提出降损措施。
发明内容
为解决现有技术配电网线损统计和分析复杂的问题，有必要提供一种易于统计分析线损的配电网线损分析系统。
同时有必要提供一种配电网线损分析方法。
一种配电网线损分析系统，其包括括一获取模块、一预处理模块、一通信模块和一数据统计模块。该获取模块用于获取电网基础线损资料；该预处理模块用于抽取出已经变化的基础线损资料信息；该通信模块用于按照一定通信规则发送线损资料信息；该数据统计模块用于接收通信模块传送的线损资料信息，并根据该线损资料信息分析电网线损。
一种配电网线损分析方法，包括以下步骤：对配电网进行建模；取得配电线路的线损分析数据，包括输入电量和输出电量；计算出配电线路的线损。
一种配电网线损分析方法，其包括以下步骤：首先获取下级配电网络的高低压线损数据；对高低压线损数据进行标记；根据需要和有关标志，抽取下级配电网络的原始资料。
一种对配电网进行高低压线损分析系统，其包括一配电网高压线损分析系统、一配电网低压线损分析系统及一配电网综合线损分析系统。其中该配电网高压线损分析系统用于获取用于高压线损线损分析的原始资料，对无效的资料进行过滤。该配电网低压线损分析系统用于线路低压线损分析的汇总数据和原始资料。该配电网综合线损分析系统用于线路综合线损分析的汇总数据和原始资料。
本发明配电网线损分析系统及配电网线损分析方法提供了一种高效、客观、稳定、准实时的线损分析和管理的手段，提高输电、配电、用电环节的线损管理的自动化水平和可靠性，有效的解决了配电网分布复杂、电网结构类型众多、用电性质各不相同、环网供电较多、双电源用户较多等带来的线损统计和分析复杂的问题，可以为电力公司管理人员充分快速掌握配电网线损分段、分类统计线损情况提供技术保障。
附图说明
图1是本发明配电网线损分析系统的功能模块图。
图2本发明配电网线损分析方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明实施例中，通过对配电网线损分析所需的计量数据进行自动收集，将收集到的所需的计量数据，并且对不同的数据，自动决定获取来源，有通过自动抄表系统采集的，也有手工录入的，也有从其他系统转发过来的。系统对不同来源的数据进行统一处理，统一参与计算。
请参阅图1，其为本发明配电网线损管理系统功能模块图。该配电网线损管理系统1包括一获取模块10、一传输模块11、一预处理模块12、一通信模块13和一数据统计模块14。
该获取模块10包括一自动抄表系统和/或一人工抄表系统，用于获取计量点的电能量示度、线路总表数据、台区总表数据、线路售电量数据、台区售电量数据、居民用电量、大用户用电量等线损数据，并将将获取到的线损数据通过该传输模块11发送给该预处理模块12。
该预处理模块12采用杂凑算法对获取到的线损数据进行摘要，并将该获取到的线损数据与上次已经成功发送的线损数据信息进行比较，抽取出已经变化的线损数据信息，并将该线损数据信息传输给该通信模块13。该压缩模块121对该已经变化的线损数据信息进行处后理，生成一系列线损数据包。该预处理模块12对于没有变化的线损数据，或者变化范围较小的线损数据，如其变化在预先设置的范围之内，则不需要发送，只需要有一位做标志。该预处理模块12将上述已经变化的线损数据发送至该通信模块13，该通信模块13接收数据后，通过设于其内部的一压缩模块131对数据进行压缩打包，该通信模块13根据电力系统的标准规约组织数据，打包后发送给该数据统计模块14。
该数据统计模块14包括至少一高压线损分析模块141、一低压线损分析模块142及一综合线损分析模块143。该数据统计模块14接收到完整的线损数据包后，根据电力系统的标准规约，对数据的链路层和应用层进行解包处理，提取出应用数据。此解包处理过程中采用杂凑算法对线损数据进行处理，生成信息摘要，然后根据预先设定的处理规则，解码出真实的现场线损数据信息，其中线损数据信息包括高压线损信息、低压线损信息及综合线损信息。然后该高压线损分析模块141、该低压线损分析模块142及该综合线损分析模块143根据高压线损信息、低压线损信息及综合线损信息分别统计计算出相应的高压线损、低压线损及综合线损。
该其中数据统计的规则在该预处理模12和该数据统计模块14内部分别保存一份。如果该预处理模12的规则修改后，可以通过网络同步到该数据统计模块14。
图2为图1所示配电网线损分析系统1的线损分析方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤S101，对配电网进行建模；
在此步骤中，根据实际的配电网结构，建立配电线路的高压模块、低压模块、综合模块三个模块，并将配电网模型存储在该配电网线损分析系统1中。可以理解，根据实际应用情况，可以省略该三个模块中的一个或多个模块，本发明以三个模块同时具备为例进行详细描述。
步骤S102，获取配电线路的输入电量以及输出电量。
在此步骤中，该配电网线损分析系统1的获取模块10通过该自动抄表系统获取配电线路的输入电量以及输出电量等基础线损数据，或者通过人工抄表系统获得上述信息，以供线损分析。其中输出电量包括高压输出电量、低压输出电量和综合输出电量等基础线损分析数据。
线路输入电量由自动抄表系统获得，该电量同时作为线路的综合供电量，又作为线路的高压供电量。高压用户售电量和转变售电量可以由自动抄表系统获得，也可以采用人工抄表的方式获得。线路低压售电量，可以由居民集抄系统自动获取，也可以由抄表员录入。对于获得的低压售电量，可以自动按台区分类统计。对于按台区统计的售电量，可以自动进一步按线路分类统计。在统计配网线路的供电量时，对拉手电表的数据进行自动扣除或累加。在统计配网线路的售电量时，对双电源用户的参考电量进行自动扣除或累加。
步骤S103，传输基础线损数据；
该获取模块10将获取到的基础线损数据藉由该传输模块11发送给该预处理模块12。其中该传输模块11可以采用有线传输网络也可以采用从移动通信公司铺设虚拟私有网络(VirtualPrivate Network，VPN)专线等无线传输网络，从而将电力公司的电力专网与通信网络网连接起来传输数据，便捷地传输基础线损数据。移动通信网络可以采用无线GPRS、2G、3G通信网络，如TD-CDMA、CDMA2000、WCDMA等，同时还利用Internet宽带公网作为辅助的备用通道。
本发明在系统构架(采用J2EE数据服务技术)与网络组织方式上具有一定的前瞻性，通信手段上无线通信网络和有线通信网络的结合，以保证系统的先进性和投资的有效性。本发明的系统设计体系不仅可以采用目前广泛使用的GPRS和CDMA，而且可以使用3G通信，包括TD-CDMA、CDMA2000、WCDMA等。
步骤S104，预处理基础线损数据；
该预处理模块12接收到基础线损数据后，根据电网结构，对所有数据进行自动分类，从而分别获取高压输出电量部分、低压输出电量部分、综合输出电量部分等。该预处理模块12从自动抄表系统中读取了线损数据之后，先利用杂凑算法(Hash function)对需要发送的线损数据进行处理，将该获取到的线损数据与上次已经成功发送的线损数据信息进行比较，抽取出已经变化的线损数据信息生成相应的信息摘要，并将该线损数据信息的信息摘要交给通信模块13。由于杂凑算法具有单向不可逆运算的特性，即仅能由交易数据推算出信息摘要，而无法由信息摘要反向推算出交易数据的内容，因此交易数据与信息摘要的内容具有关联性，且不同交易数据内容不会运算出相同的信息摘要，我们可以将信息摘要视为精简版的交易数据特征。
步骤S105，发送预处理线损数据；
该通信模块13包括一压缩模块131。该通信模块13将该预处理模块12预处理后的基础线损数据发送至该压缩模块131，该压缩模块131根据电力系统的标准规约组织数据，进行压缩打包后发送给数据统计模块14。
在整个数据通信过程中采用TCP/IP通信协议，可屏蔽各种中间层协议，从自动抄表系统到该数据统计模块14的线损分析的通信可以视为在广域网中数据的传输。由于采用基于J2EE构架的数据WEB服务方式，可避免直接利用底层的Socket通信，符合HTTP1.1和DATAService的相关国际标准，传输的数据能有效通过广域网中的各种安全设备，同时数据经过数字签名，本身的安全性和完整性也得到了保证。
数据并发传输解决方案：数据的并发传输是一般的远方采集系统的一大瓶颈，由于在实际应用中一个大的系统有数目巨大的基层应用(几万)，保证高采通率的前提是解决并发传输的通信阻塞。本发明采用J2EE+Web服务构成，即企业级的基于J2EE构架基础的数据采集和数据服务发布软件构架，该系统能支持高强度的数据并发传输和数据服务，支持海量数据查询，具有极高的实用性。其中包含有四大核心技术：
1、J2EE连接体系：J2EE连接体系提供了J2EE应用和企业内存在的EIS系统集成的标准框架。
2、JMS(Java信息服务)：Java信息服务是一个支持企业通信系统的标准编程接口，目的在于提供一个跨越不同类型通信系统的公共接口。Java应用程序利用JMS API和企业的通信系统连接后，应用程序就能利用通信系统提供的功能创建和发送消息，达到和其它应用系统异步通信的目的。
3、JDBCAPI：它是和关系型数据库系统集成的标准接口。应用程序用这个接口获得数据库连接、查询数据和执行其它的数据库功能。
4、Web Services：允许EIS提供一些服务访问点，新的应用通过这些点可以获取数据，也可以提交数据。
步骤S106，计算配电网的线损。
在此步骤中，该数据统计模块14接收该通信模块13发送过来的完整的线损数据包后，根据电力系统的标准规约，对数据的链路层和应用层进行解包处理，从而提取出台区总表数据应用数据。根据配电线路的输入电量以及输出电量，计算出配电线路线损，其中该数据统计模块14中该高压线损分析模块141、该低压线损分析模块142及该综合线损分析模块143根据高压线损信息、低压线损信息及综合线损信息分别统计计算出相应的高压线损、低压线损及综合线损。更具体地，线损分析包括：对配电线路分城市电网(城网)和农村电网(农网)分别统计和考核；计算配电线路的互倒电量、双电源参考点电量等，明确线损波动的原因；地区级电力公司根据县级公司的数据进行汇总统计，或抽取部分原始资料进行重新统计；省级电力公司根据地区级公司的数据进行汇总统计，或抽取部分地区级公司的原始资料，或县级公司的原始资料进行重新统计，最终获得全省的线损统计情况。
该线损分析数据采用分级管理模式，具体为：基层供电所、农电所和变电站值班人员进行基础数据的汇总和上报；县级分公司或子公司进行线损结果的分区统计，将线损结果上报给地区分公司，并保留原始资料备查，上级公司可根据标志位自动判断抽取或不抽取原始资料；地区分公司进行线损结果的分区统计，将线损结果上报给省级公司，并保留原始资料备查，上级公司可根据标志位自动判断抽取或不抽取原始资料。
作为本发明的一优选实施例，该获取模块10采用自动抄表系统传输线损数据，该自动抄表系统传输线损数据方式有管理中心召唤式和主动发送式两种。当采用中心召唤式时，该配电网线损分析系统1按预定条件向需要监控的自动抄表系统对应的通信模块发出采集命令，相应的该通信模块收到该采集命令后，执行该步骤S101和S102。当采用主动发送式时，需要监控的自动抄表系统对应的通信模块按预定条件主动向该配电网线损分析系统1提供发送台区总表数据，当满足该预定条件时，该通信模块13主动执行该步骤S101和S102。其中该预定条件可为预定的时间间隔，其大小可为1分钟至720小时之间的时间段。
本发明配电网线损分析系统1利用先进的通信技术、计算机及网络技术，为电力企业解决计量点数据的自动收集、人工录入、线损数据传输、线损分析、分区考核、分人员考核、分线路分析、分台区分析等问题，以较高的信息化技术和管理手段分析解决各种可能的高线损问题，并及时发现计量回路故障和异常线损情况。
本发明配电网线损分析系统为供电企业提供一种高效、客观、稳定、准实时的线损分析和管理的手段，提高输电、配电、用电环节的线损管理的自动化水平和可靠性，并为重点解决10KV配电电网高线损问题，缓解农电网的高线损问题提供技术支撑平台。实现全网各采集、计量、考核点的总、峰、平、谷、尖电度等电能数值，及配电高压线损、低压线损、综合线损的自动、完整、准确、安全、及时、可靠、灵活、完善的采集、传输、存储、统计、计算、计费、分析、审核、确认、管理、备份、应用、报表、打印、发布；系统可对换表、满度、CT/PT修改等业务变更和旁路代供情况进行自动、人工处理，对关口电量、线损率、平衡率等进行准实时的计算、考核、监察。本发明的应用对象主要为各级电力公司。
由上述可知，本发明基于GPRS、CDMA20001x、WCDMA、TD-CDMA通信方式来传递数据；并基于J2EE构架的数据服务，解决并发采集瓶颈问题，提供强大的基于J2EE的Web DataService的企业级的数据服务和数据验证，可承受2～5万个基层应用系统的并发数据传送。采用本发明，可使配电网线损分析系统的运营成本极大的降低，使系统真正具有实用性，提高各级电力公司的管理自动化水平，促进供电、配电、用电各方的有序发展。
综上所述，本发明解决了现有技术中所存在的既要全面监控配电网线损、又要解决配电网结构复杂、计量点众多、自动抄表和人工录入并存等矛盾问题，同时解决当线损数据较多时易引起网络阻塞的问题。对每个自动抄表系统，在通过GPRS或CDMA网络发送线损数据前，先对线损数据进行逻辑分析，将线损数据信息进行重新组织，过滤掉冗余的线损数据信息，从而充分利用有限的网络资源，避免网络阻塞，同时充分利用GPRS按流量计费的特点，减少通信费用，节约成本。其中，主站系统采用J2EE+WebService的方法，用Weblogic中间件系统，可同时监控2～5万个台区数据，适应国内所有的网、省、地市和县级电力公司。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种配电网线损分析系统，其包括：
一获取模块，用于获取电网基础线损资料；
一预处理模块，用于抽取出已经变化的基础线损资料信息；
一通信模块，用于按照一定通信规则发送线损资料信息；以及
一数据统计模块，其用于接该收通信模块传送的线损资料信息，并根据该线损资料信息分析电网线损。
2.如权利要求1所述的配电网线损分析系统，其特征在于：进一步包括一传输模块，该获取模块藉由该传输模块将电网基础线损资料传输至该预处理模块，该通信模块包括一压缩模块，该压缩模块用于压缩变化的线损资料信息。
3.如权利要求1所述的配电网线损分析系统，其特征在于：该预处理模块接收到基础线损资料信息后，根据电网结构，对所有资料进行自动分类，从而分别获取高压输出电量部分、低压输出电量部分、综合输出电量部分。
4.如权利要求1所述的配电网线损分析系统，其特征在于，该该基础线损资料至少包括配网电网、联络开关资料、公变资料、转变资料、双电源参考点资料和低压用户资料中的一种。
5.一种配电网线损分析方法，包括以下步骤：
对配电网进行建模；
取得配电线路的线损分析数据，包括输入电量和输出电量；
计算出配电线路的线损。
6.如权利要求5所述的配电网线损分析方法，其特征在于：
通过自动抄表系统或人工抄表获得高压输出电量、台区总表电量、大用户电量、居民电量等，从而计算出配电线路的输出电量和售电量；
采用电网分层法对配电线路的高低压线损数据进行汇总和摘要，生成相应的信息摘要；
对配电线路的线损数据，做“输入电量”、“高压输出电量”、“低压输出电量”等不同的标签；
对有关线损结果进行优先级排序，优先传输线损结果，根据需要传输计算分量。
7.如权利要求5所述的配电网线损分析方法，其特征在于：该该线损分析数据采用分级管理模式，具体步骤为：
基层值班人员进行基础数据的汇总和上报；
县级分公司或子公司进行线损结果的分区统计，将线损结果上报给地区分公司，并保留原始资料备查，上级公司可根据标志位自动判断抽取或不抽取原始资料；
地区分公司进行线损结果的分区统计，将线损结果上报给省级公司，并保留原始资料备查，上级公司可根据标志位自动判断抽取或不抽取原始资料。
8.如权利要求5所述的配电网线损分析方法，其特征在于：原始资料采用自动获取方式获得，具体步骤包括：
线路输入电量由自动抄表系统获得，该电量同时作为线路的综合供电量，又作为线路的高压供电量；
高压用户售电量和转变售电量，可以由自动抄表系统获得，也可以采用人工抄表的方式获得；
线路低压售电量，可以由居民集抄系统自动获取，也可以由抄表员录入；
对于获得的低压售电量，可以自动按台区分类统计；
对于按台区统计的售电量，可以自动进一步按线路分类统计；
在统计配网线路的供电量时，对拉手电表的数据进行自动扣除或累加；
在统计配网线路的售电量时，对双电源用户的参考电量进行自动扣除或累加。
9.如权利要求8所述的配电网线损分析方法，其特征在于：该线损数据的获取步骤包括：根据配电网的原始资料，低级电力公司进行汇总统计；中级级电力公司根据县级公司的数据进行汇总统计，或抽取部分原始资料进行重新统计；中级电力公司根据中级电力公司的数据进行汇总统计，或抽取部分中级电力公司的原始资料，或对低级电力公司的原始资料进行重新统计，最终获得最高级电力公司的线损统计情况。
10.一种对配电网进行高低压线损分析系统，其包括：
一配电网高压线损分析系统，用于获取用于高压线损线损分析的原始资料，对无效的资料进行过滤；
一配电网低压线损分析系统，用于线路低压线损分析的汇总数据和原始资料；
一配电网综合线损分析系统，用于线路综合线损分析的汇总数据和原始资料。
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