CN109950902B

CN109950902B - 一种配电网实时负荷的计算方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: CN109950902B
Application number: CN201910290022.9A
Authority: CN
Inventors: 张斌; 姜臻; 袁智勇; 于力; 白浩; 史训涛; 田兵; 徐全; 黄彦璐; 郭志诚
Original assignee: CSG Electric Power Research Institute; China Southern Power Grid Co Ltd
Current assignee: CSG Electric Power Research Institute; China Southern Power Grid Co Ltd
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2039-04-11
Also published as: CN109950902A

Abstract

本发明公开了一种配电网实时负荷的计算方法、装置、设备及存储介质，先获取配电网的负荷分区信息，并判断各负荷分区是否为停电区域，如果是，则根据停电区域的历史运行数据进行负荷预测，得到该停电区域的实时负荷预测值，如果否，则记该负荷分区为带电区域，并根据该带电区域的实时采集数据进行负荷计算，得到该带电区域的实时负荷计算值，输出上述计算得到的停电区域的实时负荷预测值和带电区域的实时负荷计算值，综合了带电区域的采集开关采集到的实时负荷数据和停电区域未能采集到的负荷数据，获得了相比现有技术更贴近配电网全局状况的负荷断面，进而有利于提高基于配电网全局负荷断面的决策生成和下发的合理性。

Description

一种配电网实时负荷的计算方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电力工程技术领域，特别是涉及一种配电网实时负荷的计算方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着配电自动化技术的发展，对配电调度的要求不断提高，而配电调度的发展建立在配电网充分可观测的基础上，电网的负荷数据是其中重要的观测因素。尤其是配电调度中的运行方式切换，需要快速获取配电网当前负荷分布状况。常规配电自动化系统中负荷电流数据的采集点通常位于局部的开关上，只关注通过采集开关采集到的电流电压数据，而这些电流电压数据往往只是配电网的局部负荷数据，无法代表配电网的全局负荷状况，致使在配电网运行方式切换过程中由于没有全局负荷断面，非常不利于执行准确、切合实际的控制操作。

如何确定配电网全局的实时负荷信息，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种配电网实时负荷的计算方法、装置、设备及存储介质，从全局角度确定了配电网的实时负荷信息，有利于提高基于配电网全局负荷断面的决策生成和下发的合理性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种配电网实时负荷的计算方法，包括：

获取配电网的负荷分区信息；

判断各负荷分区是否为停电区域；

如果是，则根据所述停电区域的历史运行数据对所述停电区域进行负荷预测，得到所述停电区域的实时负荷预测值；

如果否，则记所述负荷分区为带电区域，根据所述带电区域的实时采集数据对所述带电区域进行实时负荷计算，得到所述带电区域的实时负荷计算值；

输出所述停电区域的实时负荷预测值和所述带电区域的实时负荷计算值。

可选的，所述获取配电网的负荷分区信息，具体包括：

获取所述配电网的实时开关状态数据和电网拓扑数据；

根据所述实时开关状态数据和所述电网拓扑数据建立负荷分区。

可选的，判断各负荷分区是否为停电区域，具体包括：

判断各所述负荷分区的设备是否包含馈线的变电站出线开关；

如果是，则确定所述负荷分区不是停电区域；

如果否，则确定所述负荷分区是停电区域。

可选的，所述根据所述带电区域的实时采集数据对所述带电区域进行实时负荷计算，得到所述带电区域的实时负荷计算值，具体包括：

在所述带电区域内，根据所述配电网的各采集开关的位置划分计算区段，将两个所述采集开关之间的用电设备合并入一个所述计算区段；

以所述变电站出线开关为起点，确定各所述采集开关与各所述计算区段的供电关系，以根据所述供电关系确定各所述计算区段的负荷流入开关和负荷流出开关；

将所述负荷流入开关的负荷值减去所述负荷流出开关的负荷值，得到对应的所述计算区段的负荷估算值；

按预设方式将所述负荷估算值分配至对应的所述计算区段的各负荷点上，得到各所述负荷点的实时负荷计算值。

可选的，所述根据所述停电区域的历史运行数据对所述停电区域进行负荷预测，得到所述停电区域的实时负荷预测值，具体为：

基于相似日原理，根据所述停电区域的历史运行数据对所述停电区域进行负荷预测，得到所述停电区域的实时负荷预测值。

可选的，在所述输出所述停电区域的实时负荷预测值和所述带电区域的实时负荷计算值之后，还包括：

间隔第一预设时间后，返回执行所述获取配电网的负荷分区信息的步骤。

可选的，还包括：

每间隔第二预设时间，将距离当前时间点最近的实时负荷值计算结果存储至指定地址；

其中，所述第二预设时间大于或等于所述第一预设时间。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种配电网实时负荷的确定装置，包括：

获取单元，用于获取配电网的负荷分区信息；

判断单元，用于判断各负荷分区是否为停电区域；如果是，则进入第一计算单元；如果否，记所述负荷分区为带电区域，并进入第二计算单元；

所述第一计算单元，用于根据所述停电区域的历史运行数据对所述停电区域进行负荷预测，得到所述停电区域的实时负荷预测值；

所述第二计算单元，用于根据所述带电区域的实时采集数据对所述带电区域进行实时负荷计算，得到所述带电区域的实时负荷计算值；

输出单元，用于输出所述停电区域的实时负荷预测值和所述带电区域的实时负荷计算值。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种配电网实时负荷的确定设备，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括上述任意一项所述配电网实时负荷的计算方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述配电网实时负荷的计算方法的步骤。

本发明所提供的配电网实时负荷的计算方法，先获取配电网的负荷分区信息，并判断各负荷分区是否为停电区域，如果是，则根据停电区域的历史运行数据进行负荷预测，得到该停电区域的实时负荷预测值，如果否，则记该负荷分区为带电区域，并根据该带电区域的实时采集数据进行负荷计算，得到该带电区域的实时负荷计算值，输出上述计算得到的停电区域的实时负荷预测值和带电区域的实时负荷计算值，综合了带电区域的采集开关采集到的实时负荷数据和停电区域未能采集到的负荷数据。相比于现有技术中只根据采集开关采集到的电流电压数据来确定配电网的实时负荷、忽略了停电区域的采集开关无法采集到负荷数据，获得了更贴近配电网全局状况的负荷断面，进而有利于提高基于配电网全局负荷断面的决策生成和下发的合理性。本发明还提供一种配电网实时负荷的确定装置、设备及存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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为本发明实施例提供的一种配电网实时负荷的计算方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种图1中步骤S104的具体实施方式的流程图；

图3为本发明实施例提供的另一种配电网实时负荷的计算方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种配电网实时负荷的确定装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种配电网实时负荷的确定设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种配电网实时负荷的计算方法、装置、设备及存储介质，从全局角度确定了配电网的实时负荷信息，有利于提高基于配电网全局负荷断面的决策生成和下发的合理性。

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做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。

图1为本发明实施例提供的一种配电网实时负荷的计算方法的流程图。如图1所示，配电网实时负荷的计算方法包括：

S101：获取配电网的负荷分区信息。

在具体实施中，获取配电网的负荷分区信息可以为接收输入的负荷分区信息，或者根据下述方式建立负荷分区：

获取配电网的实时开关状态数据和电网拓扑数据；

根据实时开关状态数据和电网拓扑数据建立负荷分区。

由于在配电网运行过程中，可以将负荷分区分为带电区域和停电区域两大类。带电区域和停电区域因为采集开关的实时分合变动而发生变化，进而导致负荷分区发生变化，如上一时间点的带电区域，可能在下一时间点会变为停电区域和另一个带电区域，因此需要对负荷分区信息进行实时分析。

根据配电网的实时开关状态数据，可以确定各采集开关的分合情况，再结合电网拓扑数据，将连接在一起的配电网线路和设备构成一个负荷分区，以便对配电网实时负荷进行分区段计算，相比于只关注采集开关所采集到的局部电流电压信息，可以覆盖到配电网全局。

S102：判断各负荷分区是否为停电区域；如果是，则进入步骤S103；如果否，则进入步骤S104。

在实际应用中，一种判断各负荷分区是否为停电区域的方法为判断各负荷分区的设备是否包含馈线的变电站出线开关；如果是，则确定该负荷分区不是停电区域；如果否，则确定该负荷分区是停电区域。

可以理解的是，本领域还有其他判断区域是否停电的方式，在此不再赘述。

S103：根据停电区域的历史运行数据对停电区域进行负荷预测，得到停电区域的实时负荷预测值。

停电区域的负荷与电源之间的连接是断开的，区域内的采集开关不带电，因此采集不到停电区域的实时负荷，相当于没有实时负荷，而对于配电网要进行的运行方式切换、供电策略设计来说，却不能不考虑停电区域的负荷，因此当前时刻的停电区域，可能会是下一时刻的带电区域，如果在估计配电网的实时负荷时没有对停电区域的实时负荷的估计，则无法准确的进行运行方式切换、供电策略设计等。

在具体实施中，可以基于相似日原理，根据停电区域的历史运行数据对停电区域进行负荷预测，得到停电区域的实时负荷预测值。相似日原理的思想是利用负荷计算历史结果来估算当前负荷，根据计算的当前日期，在负荷计算历史结果表中寻找具有同样特征的日期(如工作日，周末，节假日等)的历史负荷数据。进一步地，还可以记录最近的多个相似日的历史负荷数据，计算这几个相似日的负荷值的加权平均值，作为当前负荷的负荷预测值。

基于相似日原理，还可以采用BP算法、ARIMA算法、LSTM算法等设计停电区域的负荷预测模型。可以理解的是，负荷预测的方式所得到的负荷值不如根据采集开关采集到的实时负荷数据进行实时负荷计算得到的负荷值准确，但在停电的情况下，退而求其次，采用相似日原理预测得到的负荷预测数据也是可以接受的。本发明实施例针对停电区域进行负荷预测，采用采集开关采集实时运行数据与负荷预测结合的方式来获取配电网全局负荷断面，既兼顾了全局，又提高了实时负荷估计的准确性。

S104：记负荷分区为带电区域，根据带电区域的实时采集数据对带电区域进行实时负荷计算，得到带电区域的实时负荷计算值。

不同于现有技术中只针对采集开关采集到的电流电压数据确定采集开关所连接的设备的负荷值，而是以带电区域为单位，根据采集开关的实时采集数据进行实时负荷计算，得到了带电区域的全局负荷状况，对于配电网全局而言，也是去除了没有安装采集开关的死角。

S105：输出停电区域的实时负荷预测值和带电区域的实时负荷计算值。

将停电区域的实时负荷预测值和带电区域的实时负荷计算值输出至指定位置，如在监控显示屏上进行显示，停电区域的实时负荷预测值和带电区域的实时负荷计算值即可反应配电网的全局负荷值。输出项目可以包括负荷分区标号、各带电区域的整体实时负荷计算值、一个带电区域内各负荷点的实时负荷计算值、各停电区域的整体实时负荷预测值以及一个停电区域内各负荷点的实时负荷预测值等。

本发明所提供的配电网实时负荷的计算方法，先获取配电网的负荷分区信息，并判断各负荷分区是否为停电区域，如果是，则根据停电区域的历史运行数据进行负荷预测，得到该停电区域的实时负荷预测值，如果否，则记该负荷分区为带电区域，并根据该带电区域的实时采集数据进行负荷计算，得到该带电区域的实时负荷计算值，输出上述计算得到的停电区域的实时负荷预测值和带电区域的实时负荷计算值，综合了带电区域的采集开关采集到的实时负荷数据和停电区域未能采集到的负荷数据。相比于现有技术中只根据采集开关采集到的电流电压数据来确定配电网的实时负荷、忽略了停电区域的采集开关无法采集到负荷数据，获得了更贴近配电网全局状况的负荷断面，进而有利于提高基于配电网全局负荷断面的决策生成和下发的合理性。

图2为本发明实施例提供的一种图1中步骤S104的具体实施方式的流程图。如图2所示，在上述实施例的基础上，步骤S104的一种具体实施方式包括：

S201：在带电区域内，根据配电网的各采集开关的位置划分计算区段，将两个采集开关之间的用电设备合并入一个计算区段。

在实际应用中，即使是带电区域，也存在未设置采集开关的区段，针对带电区域如果直接将采集开关采集到的实时负荷数据作为确定带电区域的实时负荷计算值的依据的话，也会漏下部分没有采集功能的区段，导致计算结果不能全面反映全局负荷情况。

因此，以各采集开关的位置为分割点，将带电区域进一步划分为计算区段，将两个采集开关之间的所有用电设备都并入一个计算区段内，保证各计算区段的实时负荷值的准确计算，进而就能保证整个带电区域的实时负荷计算值的准确性。

S202：以变电站出线开关为起点，确定各采集开关与各计算区段的供电关系，以根据供电关系确定各计算区段的负荷流入开关和负荷流出开关。

负荷流入开关和负荷流出开关会随着系统运行的方式发生变化。确定各采集开关与各计算区段的供电关系以进一步确定各计算区段的负荷流入开关和负荷流出开关，具体为根据该计算区段首尾两个采集开关的电流、电压、功率角度等因数进行判定。确定了负荷流入开关和负荷流出开关，就确定了计算区段的供电负荷流向。

S203：将负荷流入开关的负荷值减去负荷流出开关的负荷值，得到对应的计算区段的负荷估算值。

以负荷流入开关的负荷值减去负荷流出开关的负荷值的方式进行各计算区段的负荷估算。

S204：按预设方式将负荷估算值分配至对应的计算区段的各负荷点上，得到各负荷点的实时负荷计算值。

为方便对各负荷点的观测，在得到一个计算区段的负荷估算值后，可以进一步估算各负荷点的负荷值。具体地，可以按照均分原则或比例分配原则将一个计算区段的负荷估算值分配到该计算区段的各负荷点上。

同理，对于停电区域也可以采用上述方式进行负荷分配。

图3为本发明实施例提供的另一种配电网实时负荷的计算方法。如图3所示，在上述实施例的基础上，在另一实施例中，在步骤S105之后，还包括：

S301：间隔第一预设时间，返回步骤S101。

由于配电网实时负荷计算属于持续的、长时间的工作，因此在执行完步骤S101至步骤S105、计算得到配电网的一个全局负荷断面后，间隔第一预设时间，还需重复执行步骤S101至步骤S105以计算下一个时间点的全局负荷断面。

进一步的，为了便于工作人员查看以配电网运行决策的生成和下发，配电网实时负荷的计算方法还包括：

其中，第二预设时间大于或等于第一预设时间。

为了便于工作人员查看，可以在每一次计算得到配电网的全局负荷断面后直接将计算的时间点和得到的全局负荷断面存储入数据库的负荷计算历史结果表中，按照配电网运行96点原则，可以每隔15分钟计算并存储一次计算结果。但由于开机时间可能是这15分钟内的任意一个时间点，计算的结束时间往往不是固定的，因此在每次计算结整后，提取距离存储时间点最近时间的计算结果进行存储。同时，为了保证每次存储时都能得到新的计算数据，第二预设时间要大于或等于第一预设时间。

上文详述了配电网实时负荷的计算方法对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述方法对应的配电网实时负荷的确定装置。

图4为本发明实施例提供的一种配电网实时负荷的确定装置的结构示意图。如图4所示，配电网实时负荷的确定装置包括：

获取单元401，用于获取配电网的负荷分区信息；

判断单元402，用于判断各负荷分区是否为停电区域；如果是，则进入第一计算单元403；如果否，记负荷分区为带电区域，并进入第二计算单元404；

第一计算单元403，用于根据停电区域的历史运行数据对停电区域进行负荷预测，得到停电区域的实时负荷预测值；

第二计算单元404，用于根据带电区域的实时采集数据对带电区域进行实时负荷计算，得到带电区域的实时负荷计算值；

输出单元405，用于输出停电区域的实时负荷预测值和带电区域的实时负荷计算值。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图5为本发明实施例提供的一种配电网实时负荷的确定设备的结构示意图。如图5所示，该配电网实时负荷的确定设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)510(例如，一个或一个以上处理器)和存储器520，一个或一个以上存储应用程序533或数据532的存储介质530(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器520和存储介质530可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质530的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对计算装置中的一系列指令操作。更进一步地，处理器510可以设置为与存储介质530通信，在配电网实时负荷的确定设备500上执行存储介质530中的一系列指令操作。

配电网实时负荷的确定设备500还可以包括一个或一个以上电源540，一个或一个以上有线或无线网络接口550，一个或一个以上输入输出接口560，和/或，一个或一个以上操作系统531，例如Windows Server^TM，Mac OS X^TM，Unix^TM,Linux^TM，FreeBSD^TM等等。

上述图1至图3所描述的配电网实时负荷的计算方法中的步骤由配电网实时负荷的确定设备基于该图5所示的结构实现。

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，上述描述的配电网实时负荷的确定设备及计算机可读存储介质的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置、设备及存储介质，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明所提供的一种配电网实时负荷的计算方法、装置、设备及存储介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims

1.一种配电网实时负荷的计算方法，其特征在于，包括：

获取配电网的负荷分区信息；

判断各负荷分区是否为停电区域；

输出所述停电区域的实时负荷预测值和所述带电区域的实时负荷计算值；

所述根据所述带电区域的实时采集数据对所述带电区域进行实时负荷计算，得到所述带电区域的实时负荷计算值，具体包括：

以变电站出线开关为起点，确定各所述采集开关与各所述计算区段的供电关系，以根据所述供电关系确定各所述计算区段的负荷流入开关和负荷流出开关；

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述获取配电网的负荷分区信息，具体包括：

获取所述配电网的实时开关状态数据和电网拓扑数据；

3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，判断各负荷分区是否为停电区域，具体包括：

如果是，则确定所述负荷分区不是停电区域；

如果否，则确定所述负荷分区是停电区域。

4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述根据所述停电区域的历史运行数据对所述停电区域进行负荷预测，得到所述停电区域的实时负荷预测值，具体为：

5.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，在所述输出所述停电区域的实时负荷预测值和所述带电区域的实时负荷计算值之后，还包括：

6.根据权利要求5所述的计算方法，其特征在于，还包括：

其中，所述第二预设时间大于或等于所述第一预设时间。

7.一种配电网实时负荷的确定装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取配电网的负荷分区信息；

输出单元，用于输出所述停电区域的实时负荷预测值和所述带电区域的实时负荷计算值；

所述第二计算单元，具体用于在所述带电区域内，根据所述配电网的各采集开关的位置划分计算区段，将两个所述采集开关之间的用电设备合并入一个所述计算区段；

8.一种配电网实时负荷的确定设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括权利要求1至6任意一项所述配电网实时负荷的计算方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任意一项所述配电网实时负荷的计算方法的步骤。