CN109324259B - 一种电力线路工作状态分析方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电力线路工作状态分析方法，获取电网资源信息，根据电网组网特征，对所述获取的电网资源信息建立电网资源模型，所述电网资源模型中包含各资源属性信息及各资源间连接关系；获取所述电压传感器采集的用电数据；以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型和所述电压传感器采集的用电数据，获取所述电源节点所述的线路段或开关，根据所述线路段或开关获得新用电起点，直至找到变压器的用电节点作为完整的用电线路；根据所述获得的开关，和所述电压传感器采集的用电数据，结合预设的线损调整策略对所述线路进行调整。本发明还公开一种电力线路工作状态分析装置。
Description
技术领域
本发明涉及物联网领域，具体涉及一种电力线路工作状态的分析技术。
背景技术
线损是电网系统及路灯系统管理不得不面对的额外损耗。如何获取电力网络工作状态数据，进而为降低线损提高依据成为电力网了科学管理的重要方面。目前已有的方案均是从电力网络中采集用电量、电压、电流数据分析网络线损。但是这些方案未提及如何根据电力网络组网将用电负荷、电压、电流等数据分解到每一段线路/设备得到电力网络整网工作状态。因此这些方案只能是理论分析线损，不能为制定线损最低的用电区域负荷承载方案提供依据。
因此对电网进行建模，分析电网中各线路的工作状态，以此作为线损调整依据的技术亟待出现。
发明内容
本发明提供了如下技术方案一种电力线路工作状态分析方法在各电路节点上部署电压传感器，所述方法包括：
获取电网资源信息，根据电网组网特征，对所述获取的电网资源信息建立电网资源模型，所述电网资源模型中包含各资源属性信息及各资源间连接关系；
获取所述电压传感器采集的用电数据；
以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型和所述电压传感器采集的用电数据，获取所述电源节点所述的线路段或开关，根据所述线路段或开关获得新用电起点，直至找到变压器的用电节点作为完整的用电线路；
根据所述获得的开关、所述用电线路，和所述电压传感器采集的用电数据，结合预设的线损调整策略对所述线路进行调整。
优选的，所述方法还包括：
以所述变压器的电源节点作为新的用电客户用电源节点，执行新一轮的路径寻找。
具体的，所述用电数据包含采集时间、电压数据、电流数据、用电负荷数据。
进一步的，所述以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型和所述电压传感器采集的用电数据，获取所述电源节点所述的线路段或开关，根据所述线路段或开关获得新用电起点具体为：
以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型中各资源连接关系，获得该电源节点所属的线路段或开关；
若所属是线路段，确定所述采集的高于该节点电压的所述线路段另一节点为新的起点；
若所述是开关，则根据电网资源模型中各资源连接关系，获得该开关的用电源节点，将所述用电源节点作为新的起点。
具体的，根据所述获取的用电数据和各资源连接关系，从低电压节点逐步找到高电压节点，直至找到所述变压器的用电负荷节点，所述变压器作为该路径上的用电客户电源节点。
本发明还公开一种电力线路工作状态分析方法装置，在用电节点上部署传感器，其特征在于，所述装置包括：
资源建模单元，用于获取电网资源信息，根据电网组网特征，对所述获取的电网资源信息建立电网资源模型，所述电网资源模型中包含各资源属性信息及各资源间连接关系；
数据采集单元，用于获取所述电压传感器采集的用电数据；
线路数据分析单元，用于以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型和所述电压传感器采集的用电数据，获取所述电源节点所述的线路段或开关，根据所述线路段或开关获得新用电起点，直至找到变压器的用电节点作为完整用电线路；
调整单元，根据所述获得的开关、所述用电线路，和所述电压传感器采集的用电数据，结合预设的线损调整策略对所述线路进行调整。
优选的：
所述线路数据分析单元以所述变压器的电源节点作为新的用电客户用电源节点，执行新一轮的路径寻找。
具体的：
所述用电数据包含采集时间、电压数据、电流数据、用电负荷数据。
优选的，所述线路数据分析单元进一步包括：
线路分析模块，用于以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型中各资源连接关系，获得该电源节点所属的线路段或开关；
若所属是线路段，确定所述采集的高于该节点电压的所述线路段另一节点为新的起点；
若所述是开关，则根据电网资源模型中各资源连接关系，获得该开关的用电源节点，将所述用电源节点作为新的起点；
变压器获取模块，用于根据所述获取的用电数据和各资源连接关系，从低电压节点逐步找到高电压节点，直至找到所述变压器的用电负荷节点，所述变压器作为该路径上的用电客户电源节点。
本发明提出了一种电力线路工作状态分析系统与方法。本发明从用电客户的接入开关节点出发，按照低电压点至高电压点的规则逐一搜索发电厂至这些用电客户经过的全部路径，并由此确认各发电厂、各电网线路段的覆盖用户及电网中各点电压/电流、输电量等数据。基于本发明获取的电力线路工况数据，输配电企业可以通过调整用电客户的接入开关实现调整各发电厂/电网线路的电压/电流、输电量，既满足客户用电需求，又满足最小化线损的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电力线路工作状态分析方法流程图；
图2为本申请实施例二提供的方法流程图；
图3为本申请实施例三的电力网络局部组网图；
图4为本申请实施例四提供的一种电力线路工作状态分析装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种电力线路工作状态分析方法实现流程图，可以包括：
步骤S11：获取电网资源信息，根据电网组网特征，对所述获取的电网资源信息建立电网资源模型，所述电网资源模型中包含各资源属性信息及各资源间连接关系。
获取电网的资源信息，根据组网特征，对这些资源信息进行建模。
电网资源信息包括电网的节点信息、线路信息、开关信息、变压器信息等。
其中节点信息包括：节点标识、节点经度、节点维度、节点高度等。
线路信息包括：线路段标识、线路段长度、线路段导线半径、A端节点标识、Z端节点标识等。
开关信息包括：开关标识、开关类型、用电负荷节点标识、用电源节点标识、是否接通等。
变压器信息包括：变压器标识、变压器类型、用电负荷节点标识、用电源节点标识、变电比等。
步骤S12：获取所述电压传感器采集的用电数据。
所述用电数据包含采集时间、电压数据、电流数据、用电负荷数据。
通过采集电压传感器，获得各节点的用点数据，需要说明的是，可以设定采集周期，如10分钟、15分钟等。
具体的，采集部署在每个线路段两端的电表的耗电量数据、电流传感器的电流数据；采集部署在用电客户的用电源节点的电表的耗电量数据、电流传感器的电流数据。采集部署在变压器的用电负荷节点、用电源节点的电表的耗电量数据、电流传感器的电流数据。
优选的，为了更准确的获知各节点用点数据，可以采用取平均值的方式对采集到的数据进行平均，已获得更加准确的数据。
步骤S13：以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型和所述电压传感器采集的用电数据，获取所述电源节点所述的线路段或开关，根据所述线路段或开关获得新用电起点，直至找到变压器的用电节点作为完整的用电线路。
具体的，以用电客户连接的用电源节点作为起点。寻找该用电源节点所属的线路段或者开关。如果所属是线路段，且该线路段的另一节点电压比该节点高，则该节点与该线路段相连。以该线路段的另一节点为新的起点。如果是开关，则该节点为寻找该开关的用电负荷节点，找到该开关的用电源节点，则这个用电源节点与该用电客户的关系视该开关的闭合而定，并以此为新的这个用电源节点为新的起点。
从低电压节点，逐步找到高电压节点，线路与用电客户的关系如果路径中不存在开关，则为直接相连，如果存在开关，则视开关状态而定。直至找到变压器的用电负荷节点，变压器作为相关路径上的用电客户的供电源。
步骤S14：根据所述获得的开关、所述用电线路，和所述电压传感器采集的用电数据，结合预设的线损调整策略对所述线路进行调整。
电力网络维护人员可以通过开关的闭合，实现对线路、供电源供电负荷的调整，实现线损的最小化。
优选的，为了可以持续获得全网的线路状态，本发明还包括：
步骤S15：以所述变压器的电源节点作为新的用电客户用电源节点，执行新一轮的路径寻找。
从用电客户的接入开关节点出发，按照低电压点至高电压点的规则逐一搜索发电厂至这些用电客户经过的全部路径，并由此确认各发电厂、各电网线路段的覆盖用户及电网中各点电压/电流、输电量等数据的电力线路工作状态分析系统与方法。基于本发明获取的电力线路数据，输配电企业可以通过调整用电客户的接入开关实现调整各发电厂/电网线路的电压/电流、输电量，既满足客户用电需求，又满足最小化线损的要求。
为了进一步的描述如何进行线路电网分析，给出本发明的实施例二，如图2所示。
步骤S21：以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型中各资源连接关系，获得该电源节点所属的线路段或开关。
步骤S22：若所属是线路段，确定所述采集的高于该节点电压的所述线路段另一节点为新的起点。
步骤S23：若所述是开关，则根据电网资源模型中各资源连接关系，获得该开关的用电源节点，将所述用电源节点作为新的起点。
为了更好的说明本发明的方法步骤，下面结合实例给出本发明的实施例三，某电力网络局部组网如图3所示。
获取电力网络资源模型数据，包括节点信息、线路信息、设备信息、开关信息、变压器信息等：
表1
| 节点标识 | 节点经度 | 节点纬度 | 节点高度 |
| 节点11 | …… | …… | …… |
| 节点12 | …… | …… | …… |
| 节点13 | …… | …… | …… |
| …… | …… | …… | …… |
表2
表3
| 设备标识 | 设备类型 | 用电负荷节点标识 | 用电源节点标识 |
| 变压器1 | 变压器 | 节点11 | …… |
| 变压器2 | 变压器 | 节点21 | …… |
| 开关1 | 开关 | 节点开13 | 节点开12 |
| 开关1 | 开关 | 节点开13 | 节点开11 |
| 开关2 | 开关 | 节点开23 | 节点开22 |
| 开关2 | 开关 | 节点开23 | 节点开21 |
| 开关3 | 开关 | 节点开33 | 节点开32 |
| 开关3 | 开关 | 节点开33 | 节点开31 |
表4
表5
| 变压器标识 | 变压器类型 | 用电负荷节点标识 | 用电源节点标识 | 变电比 |
| 变压器1 | …… | 节点11 | …… | …… |
| 变压器2 | …… | 节点21 | …… | …… |
表6
| 用电客户标识 | 客户类型 | 用电源节点标识 |
| 用电客户1 | …… | 节点开13 |
| 用电客户2 | …… | 节点开23 |
| 用电客户3 | …… | 节点开33 |
根据表1、2、3、4、5、6数据进行电力线路工作状态分析。
每隔采集周期(一般设定为10分钟，本发明不限定特定的采集周期)采集部署在各个节点上的电压传感器的电压数据，部署在每个线路段两端的电表的耗电量数据、电流传感器的电流数据；部署在用电客户的用电源节点的电表的耗电量数据、电流传感器的电流数据。部署在变压器的用电负荷节点、用电源节点的电表的耗电量数据、电流传感器的电流数据。
表7
| 节点标识 | 采集时间 | 电压(伏) |
| 节点11 | 20170512 1640 | 220 |
| 节点12 | 20170512 1640 | 219.8 |
| 节点13 | 20170512 1640 | 219.5 |
| 节点14 | 20170512 1640 | 219.2 |
| 节点21 | 20170512 1640 | 220 |
| 节点22 | 20170512 1640 | 219.7 |
| 节点23 | 20170512 1640 | 219.6 |
| 节点24 | 20170512 1640 | 219.1 |
| 节点开11 | 20170512 1640 | 219.7 |
| 节点开12 | 20170512 1640 | 219.6 |
| 节点开13 | 20170512 1640 | 219.6 |
| 节点开21 | 20170512 1640 | 219.4 |
| 节点开22 | 20170512 1640 | 219.4 |
| 节点开23 | 20170512 1640 | 219.4 |
| 节点开31 | 20170512 1640 | 219.1 |
| 节点开32 | 20170512 1640 | 219.0 |
| 节点开33 | 20170512 1640 | 219.0 |
表8
表9
| 变压器标识 | 节点标识 | 采集时间 | 耗电量(瓦) | 电流(安) |
| 变压器1 | 节点11 | 20170512 1640 | 0.8k | …… |
| 变压器2 | 节点21 | 20170512 1640 | 450.6k | …… |
表10
| 线路段标识 | 节点标识 | 采集时间 | 耗电量(瓦) | 电流(安) |
| 线路段1-12 | 节点11 | 20170512 1640 | 450.6k | …… |
| 线路段1-12 | 节点12 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段1-23 | 节点12 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段1-23 | 节点13 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段1-34 | 节点13 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段1-34 | 节点14 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段2-12 | 节点21 | 20170512 1640 | 0.8k | …… |
| 线路段2-12 | 节点22 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段2-23 | 节点22 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段2-23 | 节点23 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段2-34 | 节点23 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段2-34 | 节点24 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段开1-12 | 节点开11 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段开1-22 | 节点开12 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段开2-13 | 节点开21 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段开2-23 | 节点开22 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段开3-14 | 节点开31 | 20170512 1640 | …… | …… |
| 线路段开3-24 | 节点开32 | 20170512 1640 | …… | …… |
统计周期内(一般为每天，本发明不限定特定的统计周期)，对节点电压数据取平均，针对每个用电客户按照耗电量累加的方法计算每个用电客户、每个变压器的相关节点、每个线路段的相关节点每个小时的耗电量。
表11
| 节点标识 | 统计周期开始时间 | 统计周期结束时间 | 平均电压(伏) |
| 节点11 | 20170512 00 | 20170512 24 | 220 |
| …… | …… | …… | …… |
表12
| 用电客户标识 | 用电源节点标识 | 时间戳 | 累计小时耗电量(瓦) |
| 用电客户1 | 节点开13 | 20170512 00 | 5400K |
| …… | …… | …… | …… |
表13
| 变压器标识 | 节点标识 | 时间戳 | 累计小时耗电量(瓦) |
| 变压器2 | 节点21 | 20170512 00 | 26536k |
表14
| 线路段标识 | 节点标识 | 时间戳 | 累计小时耗电量(瓦) |
| 线路段2-12 | 节点21 | 20170512 00 | 26536k |
| …… | …… | …… | …… |
对电力线路工作状态作如下分析：
1、以用电客户连接的用电源节点作为起点。
用电客户1连接用电源节点为：节点开13；
用电客户2连接用电源节点为：节点开23；
用电客户3连接用电源节点为：节点开33；
以节点开13、节点开23、节点开33为起点。
节点开13、节点开23、节点开33属于开关1、开关2、开关3，为开关1、开关2、开关3的用电负荷节点。
开关1的用电源节点为：节点开11、节点开12，节点开11与节点开13的关系为断开、节点开12与节点开13关系为断开连接。
开关2的用电源节点为：节点开21、节点开22，节点开21与节点开23的关系为断开、节点开22与节点开23关系为断开连接。
开关2的用电源节点为：节点开21、节点开22，节点开21与节点开23的关系为断开、节点开22与节点开23关系为断开连接。
使用节点开11，节点开12，节点开21，节点开22，节点开21、节点开22为新的起点。
2、从低电压节点，逐步找到高电压节点，线路与用电客户的关系如果路径中不存在开关，则为直接相连，如果存在开关，则视开关状态而定。直至找到变压器的用电负荷节点，变压器作为相关路径上的用电客户的供电源。
●线路段开1-12，一端节点为：节点开11，另一端为节点12。且节点开11电压为219.7伏，节点12电压为219.8伏。节点12电压比节点开11电压高。因此线路段开1-12承载用电客户1，且开关为开关1，连接关系为断开。
●线路段开1-22，一端节点为：节点开12，另一端为节点22。且节点开12电压为219.6伏，节点22电压为219.7伏。节点22电压比节点开12电压高。
因此线路段开1-12承载用电客户1，且开关为开关1，连接关系为链接。
……
●线路段1-12，一端节点为：节点12，另一端为节点11。且节点12电压为219.8伏，节点11电压为220伏。节点11电压比节点12电压高。因此线路段1-12承载用电客户1，且开关为开关1，连接关系为断开。
……
所有节点均找到节点11、节点21——变压器1、变压器2的用电负荷节点。
3、最后形成表15、表16数据
表15
| 线路段标识 | 用电客户标识 | 开关标识 | 是否相连 |
| 线路段开1-12 | 用电客户1 | 开关1 | 断开 |
| 线路段开1-22 | 用电客户1 | 开关1 | 链接 |
| 线路段1-12 | 用电客户1 | 开关1 | 断开 |
| …… | …… | …… | …… |
表16
| 供电源标识 | 供电源类型 | 用电客户标识 | 开关标识 | 是否相连 |
| 变压器1 | 变压器 | 用电客户1 | 开关1 | 断开 |
| …… | …… | …… | …… | …… |
外输出表11-表16数据作为分析数据。
电力网络维护人员可以通过开关的闭合，实现对线路、供电源供电负荷的调整，实现线损的最小化。
与方法实施例相对应，本发明实施例四还提供一种电力线路工作状态分析装置，如图4所示，可以包括：
资源建模单元1，用于获取电网资源信息，根据电网组网特征，对所述获取的电网资源信息建立电网资源模型，所述电网资源模型中包含各资源属性信息及各资源间连接关系；
数据采集单元2，用于获取所述电压传感器采集的用电数据。
所述用电数据包含采集时间、电压数据、电流数据、用电负荷数据。
线路数据分析单元3，用于以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型和所述电压传感器采集的用电数据，获取所述电源节点所述的线路段或开关，根据所述线路段或开关获得新用电起点，直至找到变压器的用电节点作为完整用电线路。
线路分析模块31，用于以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型中各资源连接关系，获得该电源节点所属的线路段或开关；
若所属是线路段，确定所述采集的高于该节点电压的所述线路段另一节点为新的起点；
若所述是开关，则根据电网资源模型中各资源连接关系，获得该开关的用电源节点，将所述用电源节点作为新的起点；
变压器获取模块32，用于根据所述获取的用电数据和各资源连接关系，从低电压节点逐步找到高电压节点，直至找到所述变压器的用电负荷节点，所述变压器作为该路径上的用电客户电源节点
所述线路数据分析单元以所述变压器的电源节点作为新的用电客户用电源节点，执行新一轮的路径寻找。
调整单元4，根据所述获得的开关、所述用电线路，和所述电压传感器采集的用电数据，结合预设的线损调整策略对所述线路进行调整。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、单元和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种电力线路工作状态分析方法，在各电路节点上部署电压传感器，其特征在于，所述方法包括：
获取电网资源信息，根据电网组网特征，对所述获取的电网资源信息建立电网资源模型，所述电网资源模型中包含各资源属性信息及各资源间连接关系；
获取所述电压传感器采集的用电数据；
以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型和所述电压传感器采集的用电数据，获取所述电源节点所属的线路段或开关，根据所述线路段或开关获得新用电起点，直至找到变压器的用电节点作为完整的用电线路；
具体为：
以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型中各资源连接关系，获得该电源节点所属的线路段或开关；
若所属是线路段，确定所述采集的高于该节点电压的所述线路段另一节点为新的起点；
若所属是开关，则根据电网资源模型中各资源连接关系，获得该开关的用电源节点，将所述用电源节点作为新的起点；
根据所述获得的开关、所述用电线路，和所述电压传感器采集的用电数据，结合预设的线损调整策略对所述线路进行调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
以所述变压器的电源节点作为新的用电客户用电源节点，执行新一轮的路径寻找。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
根据所述获取的用电数据和各资源连接关系，从低电压节点逐步找到高电压节点，直至找到所述变压器的用电负荷节点，所述变压器作为该路径上的用电客户电源节点。
4.一种电力线路工作状态分析方法装置，在用电节点上部署电压传感器，其特征在于，所述装置包括：
资源建模单元，用于获取电网资源信息，根据电网组网特征，对所述获取的电网资源信息建立电网资源模型，所述电网资源模型中包含各资源属性信息及各资源间连接关系；
数据采集单元，用于获取所述电压传感器采集的用电数据；
线路数据分析单元，用于以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型和所述电压传感器采集的用电数据，获取所述电源节点所属 的线路段或开关，根据所述线路段或开关获得新用电起点，直至找到变压器的用电节点作为完整用电线路；
所述线路数据分析单元进一步包括：
线路分析模块，用于以用电客户连接的电源节点作为起点，根据所述电网资源模型中各资源连接关系，获得该电源节点所属的线路段或开关；
若所属是线路段，确定所述采集的高于该节点电压的所述线路段另一节点为新的起点；
若所属是开关，则根据电网资源模型中各资源连接关系，获得该开关的用电源节点，将所述用电源节点作为新的起点；
变压器获取模块，用于根据所述获取的用电数据和各资源连接关系，从低电压节点逐步找到高电压节点，直至找到所述变压器的用电负荷节点，所述变压器作为路径上的用电客户电源节点；
调整单元，根据所述获得的开关、所述用电线路，和所述电压传感器采集的用电数据，结合预设的线损调整策略对所述线路进行调整。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：
所述线路数据分析单元以所述变压器的电源节点作为新的用电客户用电源节点，执行新一轮的路径寻找。
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