CN103066592A - 一种电力网络损耗在线监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力网络损耗在线监测方法，包括以下步骤：电网数据收集,包括电网模型、SCADA数据、电量采集数据；损耗在线准实时统计，基于最小二乘估计法对电网理论损耗与采集量损耗进行在线一体化统计，采用扰动法对影响电网损耗的各因素进行分析计算，对影响电网损耗的因素做权重分析。基于SVG技术与在线拓扑技术自动生成电网接线图形对电网损耗进行展示。本发明通过对电网损耗进行在线详细统计、多维分析，动态展示，建立电网损耗一体化、多角度分析展示平台,直观的展现了电网线损的运行状况，使用人员可从整体上把握电网线损的构成与影响因素，更好的辅助电网经济运行。

Description

一种电力网络损耗在线监测方法

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化领域,尤其是一种电力网络损耗在线监测方法。

背景技术

近几年来，国家大力开展全社会节能减排工作。而电力系统的网损率指标是体现电网企业运营状况的一项重要的技术经济指标，直反映现了电网的运行是否经济，降低电网网损是最为直接的节能。网损伴随着电网运行的整个过程，受电网运行方式潮流的瞬时影响，受电网方式潮流的累计影响，受电网结构的影响，受电网任一运行元件的影响等。所以必须解网损的指标运行情况，全面掌握电网分线、分区的网损状况，进行一定的经济性分析以提出经济性运行的建议。采用一定的技术手段改善目前网损统计分析的现状。济宁供电公司能量管理系统与电能量采集系统运行良好，覆盖面广，精度高。为解决目前网损率统计及分析问题提供了新的思路及基础数据条件。需要进行电力网络损耗在线监测新的方法，充分挖掘现有数据，对电网主网网损分进行实时统计。并结合影响电网网损的诸多因素，实现电网网损率的分析，形成专家系统，为电网运行网损率最小化提出优化意见，为电网开展降低网损率的技术改造工作提供专家建议。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过提供一种电力网络损耗在线监测方法，整合异构系统数据，建立电网线损分析基础数据平台，在此基础上对电网损耗进行全方位、多角度分析，提供合理的辅助降损策略。

为实现上述目的，本发明提供了一种电力网络损耗在线监测方法，包括以下步骤：

一种电力网络损耗在线监测方法，包括以下步骤：

步骤一：电力网络损耗基础数据平台搭建, 包括获取电网基本模型、实时采集数据、电能量采集点描述、电能量采集数据，建立异构系统的映射关系，构建电网线损一体化在线分析数据平台；

步骤二：基于最小二乘估计法在线计算电网理论损耗，利用状态估计的粗检测和数据辨识功能对电能量采集数据进行数据辨识分析，对不合理数据进行剔除与报警。将损耗理论数据与统计数据进行实时在线对比；

步骤三：基于潮流扰动法对影响电网损耗的各因素进行权重分析，通过对发电、负荷、变压器分接头、并联补偿设备、设备检修与投产、运行方式改变等因素进行分析，找到各因素影响电网损耗的方向与严重程度；

步骤四：基于SVG技术结合在线拓扑结果自动生成电网拓扑单线图，进行电网损耗统计与分析数据的动态展示。 

在所述步骤二中，获取到电网实时采集数据后，利用最小二乘估记法进行电网运行状态的估计分析，得到节点电压与支路两端的潮流估计值，进行电网理论损耗的在线计算，从两方面对电量采集数据进行辨识分析：

（1）利用最小二乘估计法对电量采集数据进行估计分析，设定可接受的门槛值，对估计数据与电量采集数据差值超过门槛值的数据进行报警；

（2）比较电量采集数据与能量管理系统实时采集数据，寻找差异较大的采集点，设定门槛值，对差别较大的数据进行报警。

要反映系统运行方式的变化，应使软件作到实时性。首先是利用SCADA系统的遥测和遥信数据，辨识并纠正不良数据，对系统进行广义的的潮流计算，计算结果将是比较完整、比较精确的系统状态量，本发明利用ems系统提供的模型与数据（即系统各点的电压和相角），根据这些状态量计算出来支路（包括线路和变压器）本侧与对侧潮流，各支路的线损也就可以得到。由于实时读数间隔比较短，因此该状态估计能及时反映系统运行方式改变以及开关变位的情况。

利用状态估计方法对电量采集数据进行辨识与判别，有利于及时发现电量采集点存在的问题，帮助降低管理线损。 

在所述步骤三中，构建影响电网损耗的各因素的权重指标，表征设备的降损能力，分为短期指标与中长期指标，

1）短期指标定义为基于电网实时断面的分析结果，主要进行发电、负荷调整、并联补偿设备、变压器分接头调整的潮流扰动分析；

当                                                >0时，

当<0时，

其中

为调整手段i的调整量，

为调整手段i载在扰动下引起的电网损耗变化量，

为调节手段i的下调范围，为调节手段i的上调范围，

定义为设备当前的降损能力，

2）中长期指标定义为一段时间内电网某运行方式下的降损效果的累积效应。主要针对设备检修与投产，运行方式调整进行降损能力分析，

        

其中

为预想方式i下与当前电网损耗的差值，

表征为某种运行方式下的降损累计效应。

在所述步骤四中基于电网实时拓扑，利用SVG技术自动生成单线图，直观的展示电网损耗展示画面，系统在生成SVG图形时，将所有设备包括变压器、线路、母线作为节点元素处理，以网格形式将所有节点元素在画布上按照潮流方向进行布局。能够清晰地展示地区电网的供电路径。方便查找与分析损耗统计中存在的问题。

SVG成图的关键是生成坐标。生成坐标关键是合理的分配各个节点的位置。每个节点在进行存储时，为合理布局所有节点，需要定义其结构，每个节点包含的信息有：

1）              节点对应的父节点，即其上层所连接的设备节点或叫做电源侧；

2）              节点对应的子节点，即其下层所连接的设备节点；

3）              节点所在层；

4）              节点所在列；

在画图时确定节点所在的行和列，即可在画布绘制单线图。

SVG图形由两个基本部分组成，一部分是基本拓扑图形，体现设备之间的供电关系；

另一部分是从历史库中取得的电量采集数据的图形显示。查询不同日期的供电路径图形时，如果拓扑结构未发生变化，则仍使用旧的拓扑图形，而图形上的数据是动态更新的，根据查询的不同日期，利用图形中存储的量测信息，调用JSP代码查询数据库得到选定日的数据，显示到图形上。

该方法的有益效果是：对地区电网的理论统计值和电能量采集值分别进行实时在线的计算分析，实现多值对比，自动生成各种损耗统计指标；实时检测电网运行状态，从短期和中长期角度分析各因素对全网损耗的影响量化指标。自动对停运或检修的设备进行线损扫描计算，得到因设备检修或停运对网损造成的影响。通过电网损耗计算分析，从短、中、长期辅助电网经济运行。

具体实施方式

本法明包括以下步骤：

1.EMS与TMR系统数据的综合分析:系统建立与EMS和TMR系统接口，设定EMS系统电网设备与TMR系统电亮采集点的映射关系，整合两个系统的基础数据建立地区电网损耗分析数据平台。基于最小二乘估计方法对基础数据进行辨识与粗检测，保证理论损耗计算的准确性。将EMS系统与TMR采集的电量数据进行比较，帮助快速查找电能量表计中的坏数据或电网模型存在的问题。

2.地区电网各因素线损权重分析:计算分析的内容与步骤如下：

发电机扰动分析，通过计算发电厂出力调整计算得到发电厂对输电网络损耗影响的程度。通过变电站负荷调整计算得到变电站用电对输电网络损耗影响的程度。从而确定发电负荷调整的短期降损能力。

    设定预想方式，预想方式包括设备检修停运、新设备投产，在预想方式下，计算电网损耗，与初始损耗进行比较与累计分析。确定运行方式变化或者设备检修与投产对电网损耗影响的方向与严重程度。

3.数据展示：首先进行电网实时拓扑分析，确定各设备之间的连接关系，根据潮流方向确定各设备之间的供电关系，定义某设备的父节点为向其供电的设备。基于地区电网的辐射状运行结构，根据设备供电关系，可以形成一个树形的供电结构。

充分利用SVG的绘图特性，首先定义设备基本图元，包括变压器（两圈变、三圈变）、线路、母线等形式，根据拓扑分析结果生成的数据链表结构，按照设定的坐标将相应的设备以网格形式放置在画布上对应的位置。

SVG支持链接跳转以及JSP脚本的嵌入，能够方便的实现画面交互功能，可以实现线损数据的图上展示与查询交互等功能。

充分利用SVG的绘图特性，首先定义设备基本图元，包括变压器（两圈变、三圈变）、线路、母线等形式，根据拓扑分析结果生成的数据链表结构，按照设定的坐标将相应的设备放置在画布上对应的位置。

SVG图形由两个基本部分组成，一部分是基本拓扑图形，体现设备之间的供电关系；

另一部分是从历史库中取得的电量采集数据的图形显示。查询不同日期的供电路径图形时，如果拓扑结构未发生变化，则仍使用旧的拓扑图形，而图形上的数据是动态更新的，根据查询的不同日期，利用图形中存储的量测信息，调用JSP代码查询数据库得到选定日的数据，显示到图形上。

总之，本方法通过研究影响地区电网络损耗的因素，自动计算给出影响网损的各因素的量化指标，同时辅助制定降损措施，从很大程度上提高了网损管理的水平。开创了一种电网损耗管理与分析的新模式，对电网损耗进行准确、全面和多角度的统计与分析。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种电力网络损耗在线监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：电力网络损耗基础数据平台搭建, 包括获取电网基本模型、实时采集数据、电能量采集点描述、电能量采集数据，建立异构系统的映射关系，构建电网线损一体化在线分析数据平台；

步骤二：基于最小二乘估计法在线计算电网理论损耗，利用状态估计的粗检测和数据辨识功能对电能量采集数据进行数据辨识分析，对不合理数据进行剔除与报警，

将损耗理论数据与统计数据进行实时在线对比；

步骤三：基于潮流扰动法对影响电网损耗的各因素进行权重分析，通过对发电、负荷、变压器分接头、并联补偿设备、设备检修与投产、运行方式改变等因素进行分析，找到各因素影响电网损耗的方向与严重程度；

步骤四：基于SVG技术结合在线拓扑结果自动生成电网拓扑单线图，进行电网损耗统计与分析数据的动态展示。

2.根据权利要求1所述的一种电力网络损耗在线监测方法，其特征在于：在所述步骤二中，获取到电网实时采集数据后，利用最小二乘估记法进行电网运行状态的估计分析，得到节点电压与支路两端的潮流估计值，进行电网理论损耗的在线计算，从两方面对电量采集数据进行辨识分析：

（1）利用最小二乘估计法对电量采集数据进行估计分析，设定可接受的门槛值，对估计数据与电量采集数据差值超过门槛值的数据进行报警；

（2）比较电量采集数据与能量管理系统实时采集数据，寻找差异较大的采集点，设定门槛值，对差别较大的数据进行报警。

3.根据权利要求1所述的一种电力网络损耗在线监测方法，其特征在于：在所述步骤三中，构建影响电网损耗的各因素的权重指标，表征设备的降损能力，分为短期指标与中长期指标，

1）短期指标定义为基于电网实时断面的分析结果，主要进行发电、负荷调整、并联补偿设备、变压器分接头调整的潮流扰动分析；

当                                                

>0时，

当<0时，

其中为调整手段i的调整量，

为调整手段i载在扰动下引起的电网损耗变化量，

为调节手段i的下调范围，

为调节手段i的上调范围，

定义为设备当前的降损能力，

中长期指标定义为一段时间内电网某运行方式下的降损效果的累积效应，

主要针对设备检修与投产，运行方式调整进行降损能力分析，

         

    其中

为预想方式i下与当前电网损耗的差值，

表征为某种运行方式下的降损累计效应。

4.根据权利要求1所述的一种电力网络损耗在线监测方法，其特征在于：在所述步骤四中基于电网实时拓扑，利用SVG技术自动生成单线图，直观的展示电网损耗展示画面，

系统在生成SVG图形时，将所有设备包括变压器、线路、母线作为节点元素处理，以网格形式将所有节点元素在画布上按照潮流方向进行布局。