CN109613329A - 一种精细线损分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种精细线损分析系统，包括智能线损分析主机模块以及多个与智能线损分析主机模块连接的监测模块，各监测模块分别设置在台区配电变压器侧、各低压分支线路的分支节点处以及各用户计量表箱侧，以分别监测配电变压器侧、各低压分支线路的分支节点、各用户计量表箱侧的计量数据以及各用户计量表箱中各分支户表的计量数据，智能线损分析主机模块分别实时采集台区总表数据以及各监测模块监测到的计量数据，根据台区的配电网拓扑结构将接收的计量数据按层级进行比较，得到线损分析结果输出。本发明能够实现台区精细化线损分析，且具有实现简单、成本低、精度高且稳定可靠等优点。

Description

一种精细线损分析系统

技术领域

本发明涉及低压配电网技术领域，尤其涉及一种精细线损分析系统。

背景技术

低压配变台区线损是在电能供应过程中自配电变压器输出起至用户电能表止所产生的电能损耗和损失，由线损可反映配电网的供、销平衡关系，产生台区线损主要有以下原因：

1、统计管理方面：如台区的基础数据不完善，使得线损评估缺乏真实性，包括CCS系统与现场不符，公变档案没有录入CCS系统、有户无表、表计随意迁移等问题，以及GIS系统与现场不符，GIS系统数据没能及时按现场变更情况及时更新，致使CCS与GIS系统不符等各类情况。

2、变户关系错误：如旧台区的历史遗留的私拉乱接现象导致供电环境复杂和新增公变电子化移交不及时，目前新增配电变压器时，往往会出现现场实际已在用电，但是系统还没录入用户信息进行抄表，导致总分表计费电量不同期，产生台区线损率异常。

3、计量装置故障和用户窃电：该类也为影响低压台区线损的主要因素，窃电的主要方法有绕越计量装置窃电和破坏计量装置的计量准确度两种。

目前针对台区线损的确定，通常是采用计量数据统计的方式，即通过用电采集系统实现台区总表和各户表的定时抄表，再由各抄表数据与台区总表数据进行对比，确定存在的线损。但是该类方式仅能够粗略的确定整个台区的线损，无法确定线损的产生原因、具体位置，而而台区用户数量众多、台区内通常拓扑结构、线路复杂，上述统计管理方面、变户关系错误以及计量装置故障和用户窃电等问题的存在，会使得故障排查更为困难，一旦发现线损异常台区，难以在众多分支线路中实现故障点的精准定位和线损的精益化分析。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种具有实现简单、成本低、精度高且稳定可靠的精细线损分析系统，能够实现台区精细化线损分析，

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种精细线损分析系统，包括智能线损分析主机模块以及多个与所述智能线损分析主机模块连接的监测模块，各所述监测模块分别设置在台区配电变压器侧、各低压分支线路的分支节点处以及各用户计量表箱侧，以分别监测配电变压器侧、各低压分支线路的分支节点、各用户计量表箱侧的计量数据以及各用户计量表箱中各分支户表的计量数据，所述智能线损分析主机模块分别实时采集台区总表数据以及各所述监测模块监测到的计量数据，根据台区的配电网拓扑结构将接收的所述计量数据按层级进行比较，得到线损分析结果输出。

作为本发明的进一步改进：在配电变压器的输入节点以及各个输出节点处分别设置所述监测模块，在每条低压分支线路的输入节点以及各个输出节点处分别设置所述监测模块，以及在每个所述用户计量表箱的输入节点处分别设置所述监测模块。

作为本发明的进一步改进：所述监测模块包括用于实时监测计量数据的计量单元、用于抄读用户计量表箱中户表的计量数据的自动抄表单元、用于获取识别所处台区、分支线路的拓扑识别信号的拓扑识别单元以及用于数据传输的数据传输单元，所述计量单元、自动抄表单元以及拓扑识别单元分别与所述数据传输单元连接。

作为本发明的进一步改进：所述拓扑识别单元包括台区识别子单元以及分支识别子单元，所述台区识别子单元接收用于识别所处台区、相位的台区识别信号，根据接收到的所述台区识别信号确定得到所处的台区、相位，所述分支识别子单元接收用于识别所处分支线路的分支识别信号，根据接收到的所述分支识别信号确定得到所处分支线路。

作为本发明的进一步改进：所述监测模块还包括用于执行开关保护的开关保护单元（26）。

作为本发明的进一步改进：所述智能线损分析主机模块包括数据采集单元、拓扑识别单元以及台区线损分析单元，所述数据采集单元、拓扑识别单元分别与所述台区线损分析单元连接，所述数据采集单元分别采集台区的总表数据、各所述监测模块监测到的计量数据，所述拓扑识别单元根据各所述监测模块获取的所述拓扑识别信号确定得到配电网拓扑结构，所述台区线损分析单元根据所述配电网拓扑结构对所述数据采集单元采集的数据进行比较，得到台区中各层级的线损分析结果输出。

作为本发明的进一步改进：所述台区线损分析单元包括用于计算配电变压器侧线损的台变层级线损分析子单元、用于计算分支节点层级线损的节点层级线损分析子单元以及用于计算表箱层级线损的表箱层级线损分析子单元，所述台变层级线损分析子单元分别获取配电变压器输入节点、各输出节点处的所述监测模块的监测数据进行比较，得到配电变压器进线与出线的线损输出，所述节点层级线损分析子单元获取每条分支线路的输入节点、每条分支线路的各输出节点处的所述监测模块的监测数据，并根据所述配电网拓扑结构对获取到的监测数据进行比较，得到每条分支线路入节点与出节点的线损输出，所述表箱层级线损分析子单元获取用户计量表箱侧的所述监测模块的监测数据以及用户计量表箱中各户表的数据进行比较，得到用户计量表箱的线损输出。

作为本发明的进一步改进：所述智能线损分析主机配置在台区的配电变压器侧。

作为本发明的进一步改进：所述智能线损分析主机模块还包括与所述台区线损分析单元连接的故障定位单元或状态监控单元，所述故障定位单元接收所述台区线损分析单元输出的线损分析结果，根据所述台区线损分析结果判断是否存在故障以及当判断到存在故障时定位故障点，所述状态监控单元用于获取指定时间段内所述台区线损分析单元输出的线损分析结果的变化趋势，根据所述变化趋势判断各台区各分支线路的线路状态。

作为本发明的进一步改进：所述智能线损分析主机模块还包括用于实时监测配电变压器的运行参数的配变监测单元、以及用于对台区中设备进行监控的设备监控单元，以及用于实时采集台区无功补偿装置信息以及控制所述无功补偿装置动作的无功补偿控制单元中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明通过在台区配电变压器侧、各分支线路上不同节点位置以及用户计量表箱处分别设置监测模块，由监测模块分别监测配电变压器侧、各分支线路上不同节点、用户计量表箱侧以及各分支户表的计量数据，可以覆盖台区主干、分支各个节点位置进行电能计量，同时由智能线损分析主机模块将各监测模块监测到的计量数据依据配电网拓扑结构进行比较，可以结合配电网拓扑结构实现精确到台区分支节点的台区精细线损分析，当台区发生异常线损时，通过精细化线损分析可快速、准确的定位具体的故障区域。

2、本发明通过在配电变压器的输入节点以及各个输出节点处分别设置监测模块，以及在每条低压分支线路的输入节点以及各个输出节点处分别设置监测模块，以及在每个用户计量表箱的输入节点处分别设置监测模块，可以精细至台区的各个分支节点，从而结合配电网拓扑结构实现台区精细线损分析。

3、本发明进一步监测模块还包括开关保护单元，以使得进一步具备开关保护功能，可以代替原线路中的开关，同时实现计量、自动抄表、拓扑自动识别以及线损分析的功能，无需额外安装开关、计量设备等其他辅助设备，可以极大的减小整个系统的结构复杂度以及实现成本，同时保证系统的可靠稳定运行。

4、本发明进一步通过接收来自各个线路节点处监测模块监测到的计量数据后，按照各线路节点之间的层级关系进行总、分电流比较，可实现台变层级、分支节点层级、用户计量表箱各层级的精确线损分析。

5、本发明进一步通过统计一段时间内各分支线路线损的变化趋势，由线损的变化趋势可以确定各分支线路的线损状态，依据线路的持续线损状态可更为准确的判别线路异常线损的产生，避免误判的可能，同时可以预测异常线损线路的线损状态，从而指导线损监测分析的执行。

附图说明

图1是本实施例精细线损分析系统的结构示意图。

图2是本实施例中监测模块的结构示意图。

图3是本实施例中智能线损分析主机模块的结构示意图。

图例说明：1、智能线损分析主机模块；11、数据采集单元；12、拓扑获取单元；13、台区线损分析单元；131、台变层级线损分析子单元；132、节点层级线损分析子单元；133、表箱层级线损分析子单元；14、故障定位单元；15、状态监控单元；2、监测模块；21、计量单元；22、自动抄表单元；23、拓扑识别单元；24、数据传输单元；25、线损分析单元；26、开关保护单元。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例精细线损分析系统包括智能线损分析主机模块1以及多个与智能线损分析主机模块1连接的监测模块2，各监测模块2分别设置在台区配电变压器侧、各低压分支线路的分支节点处以及各用户计量表箱侧，以分别监测配电变压器侧、各低压分支线路的分支节点、各用户计量表箱侧的计量数据以及各用户计量表箱中各分支户表的计量数据，智能线损分析主机模块1分别实时采集台区总表数据以及各监测模块2监测到的计量数据，根据台区的配电网拓扑结构将接收的计量数据按层级进行比较，得到线损分析结果输出。

本实施例通过在台区配电变压器侧、各分支线路上不同节点位置以及用户计量表箱处分别设置监测模块2，由监测模块2可以分别监测配电变压器侧、各分支线路上不同节点、用户计量表箱侧以及各分支户表的计量数据，可以覆盖台区主干、分支各个节点位置进行电能计量，同时由智能线损分析主机模块1将各监测模块2监测到的计量数据依据配电网拓扑结构进行比较，可以实现精确到台区分支节点的台区精细线损分析，当台区发生异常线损时，通过精细化线损分析可快速、准确的定位具体的故障区域。

本实施例中，在配电变压器的输入节点以及各个输出节点处分别设置监测模块2，以监测配电变压器的输入节点以及各个输出节点处的计量数据，在每条低压分支线路的输入节点以及各个输出节点处分别设置监测模块2，以监测各低压分支线路的输入节点以及各个输出节点处的计量数据，以及在每个用户计量表箱的输入节点处分别设置监测模块2，以监测各用户计量表箱侧的总输入计量数据以及各用户计量表箱中各分支户表的计量数据，从而可以精细至台区的各个分支节点，实现台区精细线损分析。

如图2所示，本实施例中监测模块2包括用于实时监测计量数据的计量单元21、用于抄读用户计量表箱中户表的计量数据的自动抄表单元22、用于获取识别所处台区、分支线路的拓扑识别信号的拓扑识别单元23以及用于数据传输的数据传输单元24，计量单元21、自动抄表单元22以及拓扑识别单元23分别与数据传输单元24连接。在配电网中各线路节点布置上述监测模块2后，由监测模块2可以分别在各节点位置实现计量功能、自动抄表功能以及拓扑自动识别功能，各个监测模块2的计量数据、自动抄表数据以及拓扑识别数据再统一发送给智能线损分析主机模块1以进行线损分析。

本实施例中，拓扑识别单元23包括台区识别子单元以及分支识别子单元，台区识别子单元接收用于识别所处台区、相位的台区识别信号，根据接收到的台区识别信号确定得到所处的台区、相位，分支识别子单元接收用于识别所处分支线路的分支识别信号，根据接收到的分支识别信号确定得到所处分支线路，从而可自动识别装置所处的台区、相位以及分支线路，实现台区拓扑结构的智能分析，由台区拓扑结构可明确装置的归属关系，从而结合得到的台区拓扑结构将计量数据按照总、分关系即可精确计算出对应节点位置处的线损。

本实施例台区识别子单元以及分支识别子单元具体基于（电压和电流）特征信号注入技术，采用低频过零载波通讯技术实现台区拓扑自动识别，由手持端同时调制电压和电流信号，主机端并行解码电压和电流，主机端正确解码电流信息，则台区和分支就可正确判断。

本实施例中，监测模块2还包括与计量单元21、自动抄表单元22、拓扑识别单元23以及数据传输单元24连接的线损分析单元25，用于接收监测到的计量数据、用户计量表箱中各户表的计量数据以及拓扑识别信号，根据拓扑识别信号将接收到的计量数据进行比较，得到台区分支线路或线损用户计量表箱的线损输出，使得在各个线路节点处由布置的监测模块2可以实现初步的实现分支线路或用户计量表箱的线损分析，其中对于布置在分支线路分支节点处的监测模块2，由线损分析单元25获取所处分支节点处的总计量数据以及各分支输出计量数据进行比较，可以初步得到该分支节点位置的线损，对于布置在用户表箱侧的智能线损监测模块2，由线损分析单元25获取用户计量表箱的总输入计量数据以及用户计量表箱内各户表的计量数据进行比较，可以初步得到该用户计量表箱的线损。

本实施例中，监测模块2还包括用于执行开关保护的开关保护单元26，以使得进一步具备开关保护功能，可以代替原线路中的开关，由监测模块2作为线路中开关的同时，实现计量、自动抄表、拓扑自动识别以及线损分析的功能，无需额外安装开关、计量设备等其他辅助设备，可以极大的减小整个系统的结构复杂度以及实现成本，同时保证系统的可靠稳定运行。

如图3所示，本实施例中智能线损分析主机模块1具体包括数据采集单元11、拓扑获取单元12以及台区线损分析单元13，数据采集单元11、拓扑获取单元12分别与台区线损分析单元13连接，数据采集单元11分别采集台区的总表数据、各监测模块2监测到的计量数据，拓扑获取单元12根据各监测模块2获取的拓扑识别信号确定得到配电网拓扑结构，台区线损分析单元13根据配电网拓扑结构对数据采集单元11采集的数据进行比较，得到台区中各层级的线损分析结果输出。

本实施例中，台区线损分析单元13包括用于计算配电变压器侧线损的台变层级线损分析子单元131、用于计算分支节点层级线损的节点层级线损分析子单元132以及用于计算表箱层级线损的表箱层级线损分析子单元133，台变层级线损分析子单元131分别获取配电变压器输入节点、各输出节点处的监测模块2的监测数据进行比较，得到配电变压器进线与出线的线损输出，节点层级线损分析子单元132获取每条分支线路的输入节点、每条分支线路的各输出节点处的监测模块2的监测数据，并根据配电网拓扑结构对获取到的监测数据进行比较，得到每条分支线路入节点与出节点的线损输出，表箱层级线损分析子单元133获取用户计量表箱侧的监测模块2的监测数据以及用户计量表箱中各户表的数据进行比较，得到用户计量表箱的线损输出。智能线损分析主机模块1具体实时接收来自各个线路节点处监测模块2监测到的计量数据后，按照各线路节点之间的层级关系，将监测模块2的计量数据按照总、分电流关系进行综合比较，可以得到各层级精确的线损。由台变层级线损分析子单元131、节点层级线损分析子单元132以及表箱层级线损分析子单元133，可分别实现台变层级、分支节点层级、用户计量表箱各层级的精确线损分析。

本实施例中，智能线损分析主机模块1配置在台区的配电变压器侧，如可具体配置在配电室，智能线损分析主机模块1同时读取台区配电变压器侧的总计量数据，可扩展宽带载波抄读用户电表数据，与各监测模块2的监测数据进行比较即可实现各分支层级的线损分析。

本实施例中，智能线损分析主机模块1还包括与台区线损分析单元13连接的故障定位单元14，故障定位单元14接收台区线损分析单元13输出的线损分析结果，根据线损分析结果判断是否存在故障以及当判断到存在故障时定位故障点，具体可通过比对分析电压、电流数据综合判断停电相别、故障位置及停电用户，并在监测到故障时自动上报，确保供电的稳定可靠性。

本实施例中，智能线损分析主机模块1还包括与台区线损分析单元13连接的状态监控单元15，用于获取指定时间段内台区线损分析单元13输出的线损分析结果的变化趋势，根据变化趋势判断各台区各分支线路的线路状态。瞬时的线损值通常难以准确的反映台区的线损状态，各分支线路的线损在持续一段时长内可能会呈现不同的变化状态，本实施例通过统计一段时间内各分支线路线损的变化趋势，由线损的变化趋势可以确定各分支线路的线损状态，依据线路的持续线损状态可更为准确的判别线路异常线损的产生，避免误判的可能，以及预测异常线损线路的线损状态，如某线路持续为线损异常，则由线损的变化趋势可确定该线路可能存在窃电以及窃电发生的持续状态等。

在具体应用实施例中，状态监控单元15具体获取指定时间段内台区线损分析单元13输出的线损分析结果进行统计，得到各分支线路的线损变化曲线，将各线路的线损变化曲线与预先构建的线损变化曲线模版库进行匹配，线损变化曲线模版库中存储有对应不同故障原因时的线损变化曲线，由匹配结果确定得到各分支线路是否存在故障以及具体的故障原因。

本实施例中智能线损分析主机进一步配置用于实时监测配电变压器的运行参数的配变监测单元、用于对台区中设备进行监控的设备监控单元、以及用于实时采集台区无功补偿装置信息以及控制无功补偿装置动作的无功补偿控制单元，可同时实现台区的线损分析、配电变压器运行参数监测以及台区设备监测的功能，通过无功补偿控制单元可根据台区实时无功补偿装置信息控制进行无功补偿装置的自动投切，保证供电性能。配变监测单元具体实时采集台区电压、电流、温度等数据并进行上传，设备监控单元具体对台区馈线开关、漏电开关等设备进行自动监控。

如图1所示，本实施例具体分别在台区配电变压器输入节点处和各输出节点处、每个分支线路的输入节点处和各个分支输出节点处，每条分支线、各用户表箱位置处设置监测模块2，监测模块2按照配电路径、层级进行标记，智能线损分析主机模块1接收各监测模块2监测的计量数据，按照拓扑结构将各数据按照总、分电流关系进行逐级分析比较，实现各个层级的精细线损分析，如其中台区配电变压器侧线损可以由台入-台出1-台出2-台区3统计得到，台出与分入之间的线损可以由台出2-1分支入-...N分支入统计得到，分支1的线损可以由分支入-分支出1-分支出2-分支出3统计得到，表箱1的线损可以由表箱1-1#户表-2#户表-……，#N户表统计得到，台区线损可以精细分布到各个分支节点。

本实施例中，还包括与智能线损分析主机模块1连接的监控终端，监控终端接收智能线损分析主机模块1输出的线损分析结果，以及发送控制指令给智能线损分析主机模块1，用户可通过监控终端实现线损分析系统的远程监控，无需现场操作，监控终端可进一步提供交互式界面，用户可通过交互式界面对线损分析系统进行操控，同时将分析结果通过界面进行显示，操作简便，且可以方便直观的获取分析结果，可适用于农网等复杂环境下实现无人值守的配电网台区线损分析。进一步还可以将智能线损分析主机模块1的数据以及通过采集器采集各户表数据上传至集中器，用户采集系统通过集中器即可获取所需台区的用户计量数据以及线损分析结果。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种精细线损分析系统，其特征在于：包括智能线损分析主机模块（1）以及多个与所述智能线损分析主机模块（1）连接的监测模块（2），各所述监测模块（2）分别设置在台区配电变压器侧、各低压分支线路的分支节点处以及各用户计量表箱侧，以分别监测配电变压器侧、各低压分支线路的分支节点、各用户计量表箱侧的计量数据以及各用户计量表箱中各分支户表的计量数据，所述智能线损分析主机模块（1）分别实时采集台区总表数据以及各所述监测模块（2）监测到的计量数据，根据台区的配电网拓扑结构将接收的所述计量数据按层级进行比较，得到线损分析结果输出。

2.根据权利要求1所述的精细线损分析系统，其特征在于：在配电变压器的输入节点以及各个输出节点处分别设置所述监测模块（2），在每条低压分支线路的输入节点以及各个输出节点处分别设置所述监测模块（2），以及在每个所述用户计量表箱的输入节点处分别设置所述监测模块（2）。

3.根据权利要求2所述的精细线损分析系统，其特征在于：所述监测模块（2）包括用于实时监测计量数据的计量单元（21）、用于抄读用户计量表箱中户表的计量数据的自动抄表单元（22）、用于获取识别所处台区、分支线路的拓扑识别信号的拓扑识别单元（23）以及用于数据传输的数据传输单元（24），所述计量单元（21）、自动抄表单元（22）以及拓扑识别单元（23）分别与所述数据传输单元（24）连接。

4.根据权利要求3所述的精细线损分析系统，其特征在于：所述拓扑识别单元（23）包括台区识别子单元以及分支识别子单元，所述台区识别子单元接收用于识别所处台区、相位的台区识别信号，根据接收到的所述台区识别信号确定得到所处的台区、相位，所述分支识别子单元接收用于识别所处分支线路的分支识别信号，根据接收到的所述分支识别信号确定得到所处分支线路。

5.根据权利要求3或4所述的精细线损分析系统，其特征在于：所述监测模块（2）还包括用于执行开关保护的开关保护单元（26）。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的精细线损分析系统，其特征在于：所述智能线损分析主机模块（1）包括数据采集单元（11）、拓扑获取单元（12）以及台区线损分析单元（13），所述数据采集单元（11）、拓扑获取单元（12）分别与所述台区线损分析单元（13）连接，所述数据采集单元（11）分别采集台区的总表数据、各所述监测模块（2）监测到的计量数据，所述拓扑获取单元（12）根据各所述监测模块（2）获取的所述拓扑识别信号确定得到配电网拓扑结构，所述台区线损分析单元（13）根据所述配电网拓扑结构对所述数据采集单元（11）采集的数据进行比较，得到台区中各层级的线损分析结果输出。

7.根据权利要求6所述的精细线损分析系统，其特征在于：所述台区线损分析单元（13）包括用于计算配电变压器侧线损的台变层级线损分析子单元（131）、用于计算分支节点层级线损的节点层级线损分析子单元（132）以及用于计算表箱层级线损的表箱层级线损分析子单元（133），所述台变层级线损分析子单元（131）分别获取配电变压器输入节点、各输出节点处的所述监测模块（2）的监测数据进行比较，得到配电变压器进线与出线的线损输出，所述节点层级线损分析子单元（132）获取每条分支线路的输入节点、每条分支线路的各输出节点处的所述监测模块（2）的监测数据，并根据所述配电网拓扑结构对获取到的监测数据进行比较，得到每条分支线路入节点与出节点的线损输出，所述表箱层级线损分析子单元（133）获取用户计量表箱侧的所述监测模块（2）的监测数据以及用户计量表箱中各户表的数据进行比较，得到用户计量表箱的线损输出。

8.根据权利要求6所述的精细线损分析系统，其特征在于：所述智能线损分析主机配置在台区的配电变压器侧。

9.根据权利要求6所述的精细线损分析系统，其特征在于：所述智能线损分析主机模块（1）还包括与所述台区线损分析单元（13）连接的故障定位单元（14）或状态监控单元（15），所述故障定位单元（14）接收所述台区线损分析单元（13）输出的线损分析结果，根据所述线损分析结果判断是否存在故障以及当判断到存在故障时定位故障点，所述状态监控单元（15）用于获取指定时间段内所述台区线损分析单元（13）输出的线损分析结果的变化趋势，根据所述变化趋势判断各台区各分支线路的线路状态。

10.根据权利要求7或8或9所述的精细线损分析系统，其特征在于：所述智能线损分析主机模块（1）还包括用于实时监测配电变压器的运行参数的配变监测单元、以及用于对台区中设备进行监控的设备监控单元，以及用于实时采集台区无功补偿装置信息以及控制所述无功补偿装置动作的无功补偿控制单元中的一种或多种。