CN110187239A - 一种基于直算法的低压配电网线损和偷漏电点的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于直算法的低压配电网线损和偷漏电点的计算方法，属于电力监测技术领域。其中，基于直算法的低压配电网线损计算方法包括直链的线损计算和支链的线损计算；将计算获得的所述直链的线损与所述支链的线损相加，获得所述配电网络的总线损；基于直算法的低压配电网偷漏电点的计算方法通过计算电压与测量电压的层层比对，逐渐接近，最终找到偷漏电点。该基于直算法的低压配电网线损和偷漏电点的计算方法能够准确地获知每一个低压配电网的线损以及偷漏电情况，为供电企业进行配电网优化及整改提供有力的数据支撑，能够实现经济利益的增收，具有非常高的实用价值。

Description

一种基于直算法的低压配电网线损和偷漏电点的计算方法

技术领域

本发明属于电力监测技术领域，具体涉及一种基于直算法的低压配电网线损和偷漏电点的计算方法。

背景技术

配电网(配网)是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。按电压等级分类，配电网可分为：高压配电网(6～110kV)；低压配电网(0.4kV)。

低压配电网一般是三相四线制，网络结构为一字链及支链式。由于一个配电网中电能从配电变压器传输到节点(含有首端和末端的元件)的过程中会存在线损(线损指的是以热能形式散发的能量损失，即为电阻、电导消耗的有功功率)，部分节点还可能存在偷漏电情况。对于供电企业而言，优化电网结构，控制线损和漏电能够直接获得经济利益，而优化电网结构就需要获知电网的具体线损和偷漏电情况，从而进行针对性地调整和改善。但是，现有技术中没有能够准确计算低压配电网线损和偷漏电的方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述一个或多个技术问题，本发明提供了一种基于直算法的低压配电网线损和偷漏电点的计算方法。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种基于直算法的低压配电网线损计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)直链的线损计算，其中所述直链为除第一个节点外，其余节点的R端均依次连接到上一个节点的A端所构成的电网链，所述直链的线损计算包括：

步骤(1-1)：初始化，计算各线路段的矩阵，设置线路段总损耗为零；

步骤(1-2)：将所述直链上所有负载节点的电压、分布式电源节点的电压设置为配电变压器出线电压；

步骤(1-3)：根据负载节点的电压和负载功率，计算负载的矩阵；

步骤(1-4)：根据分布式电源节点的电压和输出功率，计算分布式电源的矩阵；

步骤(1-5)：将所述直链上各节点的矩阵依次相乘，获得所述直链的总矩阵[A]＝[Y₁]·[Y₂]···[Y_i]···[Y_n]，其中[Y_i]为第i个节点的矩阵；

步骤(1-6)：基于所述直链的总矩阵计算所述直链的起端计算电流，其计算过程如下：

由直链的关系可得，直链的起端电压、起端电流与直链的末端电压和末端电流的关系如下：

其中，U_a1、U_b1、U_c1表示起端电压，I_a1、I_b1、I_c1表示起端电流，U_a2、U_b2、U_c2表示末端电压，I_a2、I_b2、I_c2表示末端电流；

转为直链方程：

根据条件，U_a1、U_b1、U_c1已知，I_a2＝0、I_b2＝0、I_c2＝0；

则

则起端电流

步骤(1-7)：基于所述直链的起端电压和起端计算电流，按照节点的连接顺序，前一个节点的末端计算电压、末端计算电流等于后一个节点的起端计算电压、起端计算电流，逐个计算每个所述节点的末端计算电压、末端计算电流；其计算公式如下：

其中：[Y_i]表示第i个节点的矩阵，[Y_i]^-1表示第i个节点的逆矩阵，U_i,a1、U_i,b1、U_i,c1、I_i,a1、I_i,b1、I_i,c1表示第i个节点的起端计算电压、起端计算电流，U_i,a2、U_i,b2、U_i,c2、I_i,a2、I_i,b2、I_i,c2表示第i个节点的末端计算电压、末端计算电流；

基于每个所述节点的起端计算电压、起端计算电流、末端计算电压和末端计算电流计算获得每个所述节点的计算电压、计算功率损耗，即所述节点的潮流；

步骤(1-8)：将所有所述线路段节点的计算功率损耗相加，获得所述直链的总线损；

步骤(1-9)：将直链的总线损与上次直链的总线损做比较，若无变化，则转结束；

步骤(1-10)：基于步骤(1-7)中获得的每个所述节点的计算电压，重复步骤(1-3)～步骤(1-9)。

(2)支链的线损计算，其中所述支链为连接到某节点B端的直链，叫所述节点的支链，所述支链的线损计算包括：

步骤(2-1)：设支链总矩阵

则得方程组

由于支链末端电流为零，即

所以

由

令

Y₁₅＝0、Y₁₆＝0、

Y₂₂＝1、

Y₂₆＝0、

Y₃₂＝0、Y₃₃＝1、

变型可得

令

K₁₁＝Y₁₄-Y₁₃·Y₃₄-Y₁₂·(Y₂₄-Y₂₃·Y₃₄)、K₁₂＝-Y₁₃·Y₃₅-Y₁₂·(Y₂₅-Y₂₃·Y₃₅)、

K₁₃＝-Y₁₃·Y₃₆-Y₁₂·(-Y₂₃·Y₃₆)、K₁₄＝Y₁₇-Y₁₃·Y₃₇-Y₁₂·(Y₂₇-Y₂₃·Y₃₇)

K₂₁＝Y₂₄-Y₂₃·Y₃₄、K₂₂＝Y₂₅-Y₂₃·Y₃₅、K₂₃＝-Y₂₃·Y₃₆、K₂₄＝Y₂₇-Y₂₃·Y₃₇

K₃₁＝Y₃₄、K₃₂＝Y₃₅、K₃₃＝Y₃₆、K₃₄＝Y₃₇

可得

则：

那么

令

M₁₁＝b₄₁·K₁₁+b₄₂·K₂₁+b₄₃·K₃₁、M₁₂＝b₄₁·K₁₂+b₄₂·K₂₂+b₄₃·K₃₂、

M₁₃＝b₄₁·K₁₃+b₄₂·K₂₃+b₄₃·K₃₃、M₁₄＝b₄₁·K₁₄+b₄₂·K₂₄+b₄₃·K₃₄+b₄₇

M₂₁＝b₅₁·K₁₁+b₅₂·K₂₁+b₅₃·K₃₁、M₂₂＝b₅₁·K₁₂+b₅₂·K₂₂+b₅₃·K₃₂、

M₂₃＝b₅₁·K₁₃+b₅₂·K₂₃+b₅₃·K₃₃、M₂₄＝b₅₁·K₁₄+b₅₂·K₂₄+b₅₃·K₃₄+b₅₇

M₃₁＝b₆₁·K₁₁+b₆₂·K₂₁+b₆₃·K₃₁、M₃₂＝b₆₁·K₁₂+b₆₂·K₂₂+b₆₃·K₃₂、

M₃₃＝b₆₁·K₁₃+b₆₂·K₂₃+b₆₃·K₃₃、M₃₄＝b₆₁·K₁₄+b₆₂·K₂₄+b₆₃·K₃₄+b₆₇

则

那么支链的转换矩阵

步骤(2-2)：基于步骤(1)中直链的计算方法获得所述支链所接当前节点的末端电压和末端电流；

步骤(2-3)：将所述支链的转换矩阵的逆矩阵乘以所述当前节点的末端电压和末端电流，获得所述当前节点所在主链上后一节点的起端电压和起端电流；

步骤(2-4)：以所述当前节点的末端电压作为所述支链的起端电压，以所述当前节点的末端电流与所述后一节点的起端电流的差值作为所述支链的起端电流，利用步骤(1)中直链的计算方法计算获得所述支链的线损；

步骤(3)：将所述直链的线损与所述支链的线损相加，获得所述配电网的总线损。

另一方面，本发明还提供了一种基于直算法的低压配电网漏电点的计算方法，包括以下步骤：

偷漏电判断：

将低压配电网中配电总表的功率和分布式电源的输出功率之和与利用上述基于直算法的低压配电网线损计算方法计算获得的所述低压配电网的总线损和所有负载功率之和进行比较，若所述配电总表的功率和分布式电源的输出功率之和大于所述低压配电网的总线损和所有负载功率之和，则存在偷漏电；

偷漏电点计算：

(a)设一个假想负载元件，令其功率P＝配电总表的功率+分布式电源的输出功率-计算线损总功率-所有负载功率，将所述假想负载元件逐次接入所述低压配电网的每条线路段的中点，利用上述基于直算法的低压配电网线损计算方法分别计算每次潮流；

(b)将每次潮流计算中每个负载、分布电源的计算电压与其测量电压的差的平方求和，获得每次潮流计算中的电压方差和；

(c)比较所有的所述电压方差和，找出所述电压方差和最小的值对应的线路段即为偷漏电点所在的线路段。

进一步的，步骤(c)中在获知了所述偷漏电点所在线段之后，所述方法还包括：

(d)将所述偷漏电点所在线段进行前后分段，获得两条次线段；

(e)将所述假想负载元件分别接入两条所述次线段中间，重复步骤(a)～(c)，获得两条所述次分线段的电压方差和；

(f)比较两条所述次分线段的电压方差和，找出电压方差和最小的所述次分线段，即为偷漏电点所在次分线段；

(g)重复步骤(d)～(f)，直至获得准确的偷漏电点。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果或优点：

本发明提供的基于直算法的低压配电网线损和偷漏电点的计算方法能够准确地获知每一个低压配电网的线损以及偷漏电情况，为供电企业进行配电网优化及整改提供有力的数据支撑，能够实现经济利益的增收，具有非常高的实用价值。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为低压配电网的结构示意图；

图2为线路段元件模型的结构示意图；

图3为Y型负载元件模型的结构示意图；

图4为Δ型负载元件模型的结构示意图；

图5为分布式电源元件模型的结构示意图；

图6为线路段节点模型的结构示意图；

图7为Y型负载节点模型的结构示意图；

图8为Δ型负载节点模型的结构示意图；

图9为分布式电源节点模型的结构示意图；

图10为虚拟节点模型的结构示意图；

图11为支链的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

首先，介绍一下与本发明相关的技术：

低压配电网的典型结构如图1所示，其中，B为配电变压器，Z为配电总表，L_n为线路，H_n为户表，F_n为发电机。

在低压配电网中，元件模型包括多种，每种元件模型的矩阵具体如下：

(1)线路段元件模型如图2所示；根据所述线路段元件模型可得以下方程组：

由于I₀＝I_a2+I_b2+I_c2，所以

因此，线路段的矩阵为

其中，U_a1、U_b1、U_c1是三相起端电压；U_a2、U_b2、U_c2是三相末端电压；I_a1、I_b1、I_c1是三相起端电流；I_a2、I_b2、I_c2为三相末端电流；Z_a、Z_b、Z_c为三相阻抗。

(2)Y型负载元件模型如图3所示；根据所述Y型负载元件模型可得以下方程组：

从而获得

因此，Y型负载元件的矩阵为

其中，Y_a、Y_b、Y_c为三相电导。

(3)Δ型负载元件模型如图4所示；根据所述Δ型负载元件模型可得以下方程组：

从而得到

因此，Δ型负载元件的矩阵为

其中，Y_ab、Y_bc、Y_ca为三相电导。

(4)发电机元件又叫分布式电源元件，所述分布式电源元件模型如图5所示；根据所述分布式电源元件模型可得以下方程组：

从而得到

因此，分布式电源元件的矩阵为

其中，r_a、r_b、r_c为分布式电源元件的内阻抗，E_a、E_b、E_c为分布式电源元件的发电电压。

在低压配电网中，含有一个首端(R端)和两个末端(A、B端)的元件叫节点。节点包括线路段节点、Y型负载节点、Δ型负载节点、分布式电源节点以及虚拟节点，其中所述虚拟节点可以理解为超导体，起扩展节点端点的作用，所述线路段节点、所述Y型负载节点、所述Δ型负载节点、所述分布式电源节点以及所述虚拟节点的模型如图6～10所示。

低压配电网的基本数据组成：

现有的集抄系统一般能测量到配电总表Z的三相电压数据(Ua、Ub、Uc)、三相电流数据(Ia、Ib、Ic)、三相有功数据(Pa、Pb、Pc)和三相无功数据(Qa、Qb、Qc)；三相户表的有功数据、无功数据(Pa、Pb、Pc、Qa、Qb、Qc)，有的三相电表还能测量电压数据(Ua、Ub、Uc)；单相户表的有功数据、无功数据(P、Q)，有的单相表还有测量电压数据U；分布电源的输出有功数据、无功数据(P、Q)，有的还有测量端口电压数据U。

各线段的线路参数和分布电源的内阻为已知。

此外，在低压配网中，在有些线路末端只有单相，在单相线路上，由于其余相上电流的计算结果为零，不影响结果。因此，单相表也可以视为三相四线制表，从而也适用于本发明。

上述为与本发明相关的现有技术，下面对本发明实施例进行详细解说：

一方面，本发明实施例提供了一种基于直算法的低压配电网线损计算方法，该基于直算法的低压配电网线损计算方法包括以下步骤：

(1)直链的线损计算，其中所述直链为除第一个节点外，其余节点的R端均依次连接到上一个节点的A端所构成的电网链，所述直链的线损计算包括：

步骤(1-1)：初始化，计算各线路段的矩阵，设置线路段总损耗为零。

完成步骤(1-1)后，执行步骤(1-2)：将所述直链上所有负载节点的电压、分布式电源节点的电压设置为配电变压器出线电压。

其中，所述配电变压器出线电压为配电总表的测量电压。

完成步骤(1-2)后，执行步骤(1-3)：根据负载节点的电压和负载功率，计算负载的矩阵。

在具体的实施过程中，需要说明的是，所述负载的矩阵是根据所述节点对应的负载元件类型(Y型负载元件、Δ型负载元件)采用的对应的计算方法获得的。

完成步骤(1-3)后，执行步骤(1-4)：根据分布式电源节点的电压和输出功率，计算分布式电源的矩阵。

完成步骤(1-4)后，执行步骤(1-5)：将所述直链上各节点的矩阵依次相乘，获得所述直链的总矩阵[A]＝[Y₁]·[Y₂]···[Y_i]···[Y_n]，其中[Y_i]为第i个节点的矩阵。

获得所述直链的总矩阵后，执行步骤(1-6)：基于所述直链的总矩阵计算所述直链的起端计算电流，其计算过程如下：

由直链的关系可得，直链的起端电压、起端电流与直链的末端电压和末端电流的关系如下：

其中，U_a1、U_b1、U_c1表示起端电压，I_a1、I_b1、I_c1表示起端电流，U_a2、U_b2、U_c2表示末端电压，I_a2、I_b2、I_c2表示末端电流；

转为直链方程：

根据条件，U_a1、U_b1、U_c1已知，I_a2＝0、I_b2＝0、I_c2＝0；

则

则起端计算电流

获得所述直链的起端计算电流后，执行步骤(1-7)：基于所述直链的起端电压和起端计算电流，按照节点的连接顺序，前一个节点的末端计算电压、末端计算电流等于后一个节点的起端计算电压、起端计算电流，逐个计算每个所述节点的末端计算电压、末端计算电流；其计算公式如下：

其中：[Y_i]表示第i个节点的矩阵，[Y_i]^-1表示第i个节点的逆矩阵，U_i,a1、U_i,b1、U_i,c1、I_i,a1、I_i,b1、I_i,c1表示第i个节点的起端计算电压、起端计算电流，U_i,a2、U_i,b2、U_i,c2、I_i,a2、I_i,b2、I_i,c2表示第i个节点的末端计算电压、末端计算电流；

基于每个所述节点的起端计算电压、起端计算电流、末端计算电压和末端计算电流计算获得每个所述节点的计算电压、计算功率损耗，即所述节点的潮流。

获得每个节点的计算电压、计算功率损耗后，执行步骤(1-8)

步骤(1-8)：将所有所述线路段节点的计算功率损耗相加，获得所述直链的总线损；

步骤(1-9)：将直链的总线损与上次直链的总线损做比较，若无变化，则转结束；

步骤(1-10)：基于步骤(1-7)中获得的每个所述节点的计算电压，重复步骤(1-3)～步骤(1-9)。

(2)支链的线损计算，其中所述支链为连接到某节点B端的直链，叫所述节点的支链，如图11所示，所述支链的线损计算包括：

步骤(2-1)：设支链总矩阵

则得方程组

由于支链末端电流为零，即

所以

由

令

Y₁₅＝0、Y₁₆＝0、

Y₂₂＝1、

Y₂₆＝0、

Y₃₂＝0、Y₃₃＝1、

变型可得

令

K₁₁＝Y₁₄-Y₁₃·Y₃₄-Y₁₂·(Y₂₄-Y₂₃·Y₃₄)、K₁₂＝-Y₁₃·Y₃₅-Y₁₂·(Y₂₅-Y₂₃·Y₃₅)、

K₁₃＝-Y₁₃·Y₃₆-Y₁₂·(-Y₂₃·Y₃₆)、K₁₄＝Y₁₇-Y₁₃·Y₃₇-Y₁₂·(Y₂₇-Y₂₃·Y₃₇)

K₂₁＝Y₂₄-Y₂₃·Y₃₄、K₂₂＝Y₂₅-Y₂₃·Y₃₅、K₂₃＝-Y₂₃·Y₃₆、K₂₄＝Y₂₇-Y₂₃·Y₃₇

K₃₁＝Y₃₄、K₃₂＝Y₃₅、K₃₃＝Y₃₆、K₃₄＝Y₃₇

可得

则：

那么

令

M₁₁＝b₄₁·K₁₁+b₄₂·K₂₁+b₄₃·K₃₁、M₁₂＝b₄₁·K₁₂+b₄₂·K₂₂+b₄₃·K₃₂、

M₁₃＝b₄₁·K₁₃+b₄₂·K₂₃+b₄₃·K₃₃、M₁₄＝b₄₁·K₁₄+b₄₂·K₂₄+b₄₃·K₃₄+b₄₇

M₂₁＝b₅₁·K₁₁+b₅₂·K₂₁+b₅₃·K₃₁、M₂₂＝b₅₁·K₁₂+b₅₂·K₂₂+b₅₃·K₃₂、

M₂₃＝b₅₁·K₁₃+b₅₂·K₂₃+b₅₃·K₃₃、M₂₄＝b₅₁·K₁₄+b₅₂·K₂₄+b₅₃·K₃₄+b₅₇

M₃₁＝b₆₁·K₁₁+b₆₂·K₂₁+b₆₃·K₃₁、M₃₂＝b₆₁·K₁₂+b₆₂·K₂₂+b₆₃·K₃₂、

M₃₃＝b₆₁·K₁₃+b₆₂·K₂₃+b₆₃·K₃₃、M₃₄＝b₆₁·K₁₄+b₆₂·K₂₄+b₆₃·K₃₄+b₆₇

则

那么支链的转换矩阵

步骤(2-2)：基于步骤(1)中直链的计算方法获得所述支链所接当前节点的末端电压和末端电流；

步骤(2-3)：将所述支链的转换矩阵的逆矩阵乘以所述当前节点的末端电压和末端电流，获得所述当前节点所在主链上后一节点的起端电压和起端电流；

步骤(2-4)：以所述当前节点的末端电压作为所述支链的起端电压，以所述当前节点的末端电流与所述后一节点的起端电流的差值作为所述支链的起端电流，利用步骤(1)中直链的计算方法计算获得所述支链的线损；

完成支链的线损计算之后，执行步骤(3)：将所述直链的线损与所述支链的线损相加，获得所述配电网的总线损。

需要说明的是，一个低压配电网可能不止一条支链，可能存在多条支链，每条支链还有次级支链，即复杂支链，复杂支链的线损计算与直链的线损计算和支链的线损的计算类似，在此不再赘述。

另一方面，本发明实施例还提供了一种基于直算法的低压配电网漏电计算方法，该基于直算法的低压配电网漏电计算方法包括以下步骤：

偷漏电判断：

将低压配电网中配电总表的功率和分布式电源的输出功率之和与利用上述基于直算法的低压配电网线损计算方法计算获得的所述低压配电网的总线损和所有负载功率之和进行比较，若所述配电总表的功率和分布式电源的输出功率之和大于所述低压配电网的总线损和所有负载功率之和，则存在偷漏电；

偷漏电点计算：

(a)设一个假想负载元件，令其功率P＝配电总表的功率+分布式电源的输出功率-计算线损总功率-所有负载功率，将所述假想负载元件逐次接入所述低压配电网的每条线路段的中点，利用上述基于直算法的低压配电网线损计算方法分别计算每次潮流；

(b)将每次潮流计算中每个负载、分布电源的计算电压与其测量电压的差的平方求和，获得每次潮流计算中的电压方差和；

(c)比较所有的所述电压方差和，找出所述电压方差和最小的值对应的线路段即为偷漏电点所在的线路段。

在具体的实施过程中，为了能够更加精确地找到漏电点，本发明实施例步骤(c)中在获知了所述偷漏电点所在线段之后，所述方法还包括：

(d)将所述偷漏电点所在线段进行前后分段，获得两条次线段；

(e)将所述假想负载元件分别接入两条所述次线段中，重复步骤(a)～(c)，获得两条所述次分线段的电压方差和；

(f)比较两条所述次分线段的电压方差和，找出电压方差和最小的所述次分线段，即为偷漏电点所在次分线段；

(g)重复步骤(d)～(f)，直至获得准确的偷漏电点。

通过上述方法能够精确地获知偷漏电点的位置，方便供电企业进行针对性的整改和优化。

本发明实施例提供的基于直算法的低压配电网线损和偷漏电点的计算方法能够准确地获知每一个低压配电网的线损以及偷漏电情况，为供电企业进行配电网优化及整改提供有力的数据支撑，能够实现经济利益的增收，具有非常高的实用价值。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种基于直算法的低压配电网线损计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)直链的线损计算，其中所述直链为除第一个节点外，其余节点的R端均依次连接到上一个节点的A端所构成的电网链，所述直链的线损计算包括：

步骤(1-1)：初始化，计算各线路段的矩阵，设置线路段总损耗为零；

步骤(1-2)：将所述直链上所有负载节点的电压、分布式电源节点的电压设置为配电变压器出线电压；

步骤(1-3)：根据负载节点的电压和负载功率，计算负载的矩阵；

步骤(1-4)：根据分布式电源节点的电压和输出功率，计算分布式电源的矩阵；

步骤(1-5)：将所述直链上各节点的矩阵依次相乘，获得所述直链的总矩阵[A]＝[Y₁]·[Y₂]…[Y_i]…[Y_n]，其中[Y_i]为第i个节点的矩阵；

步骤(1-6)：基于所述直链的总矩阵计算所述直链的起端计算电流，其计算过程如下：

由直链的关系可得，直链的起端电压、起端电流与直链的末端电压和末端电流的关系如下：

其中，U_a1、U_b1、U_c1表示起端电压，I_a1、I_b1、I_c1表示起端电流，U_a2、U_b2、U_c2表示末端电压，I_a2、I_b2、I_c2表示末端电流；

转为直链方程：

根据条件，U_a1、U_b1、U_c1已知，I_a2＝0、I_b2＝0、I_c2＝0；

则

则起端电流

步骤(1-7)：基于所述直链的起端电压和起端计算电流，按照节点的连接顺序，前一个节点的末端计算电压、末端计算电流等于后一个节点的起端计算电压、起端计算电流，逐个计算每个所述节点的末端计算电压、末端计算电流；其计算公式如下：

其中：[Y_i]表示第i个节点的矩阵，[Y_i]^-1表示第i个节点的逆矩阵，U_i,a1、U_i,b1、U_i,c1、I_i,a1、I_i,b1、I_i,c1表示第i个节点的起端计算电压、起端计算电流，U_i,a2、U_i,b2、U_i,c2、I_i,a2、I_i,b2、I_i,c2表示第i个节点的末端计算电压、末端计算电流；

基于每个所述节点的起端计算电压、起端计算电流、末端计算电压和末端计算电流计算获得每个所述节点的计算电压、计算功率损耗，即所述节点的潮流；

步骤(1-8)：将所有所述线路段节点的计算功率损耗相加，获得所述直链的总线损；

步骤(1-9)：将直链的总线损与上次直链的总线损做比较，若无变化，则转结束；

步骤(1-10)：基于步骤(1-7)中获得的每个所述节点的计算电压，重复步骤(1-3)～步骤(1-9)；

(2)支链的线损计算，其中所述支链为连接到某节点B端的直链，叫所述节点的支链，所述支链的线损计算包括：

步骤(2-1)：设支链总矩阵

则得方程组

由于支链末端电流为零，即

所以

由

令

变型可得

令

K₁₁＝Y₁₄-Y₁₃·Y₃₄-Y₁₂·(Y₂₄-Y₂₃·Y₃₄)、K₁₂＝-Y₁₃·Y₃₅-Y₁₂·(Y₂₅-Y₂₃·Y₃₅)、K₁₃＝-Y₁₃·Y₃₆-Y₁₂·(-Y₂₃·Y₃₆)、K₁₄＝Y₁₇-Y₁₃·Y₃₇-Y₁₂·(Y₂₇-Y₂₃·Y₃₇)

K₂₁＝Y₂₄-Y₂₃·Y₃₄、K₂₂＝Y₂₅-Y₂₃·Y₃₅、K₂₃＝-Y₂₃·Y₃₆、K₂₄＝Y₂₇-Y₂₃·Y₃₇

K₃₁＝Y₃₄、K₃₂＝Y₃₅、K₃₃＝Y₃₆、K₃₄＝Y₃₇

可得

则：

那么

令

M₁₁＝b₄₁·K₁₁+b₄₂·K₂₁+b₄₃·K₃₁、M₁₂＝b₄₁·K₁₂+b₄₂·K₂₂+b₄₃·K₃₂、M₁₃＝b₄₁·K₁₃+b₄₂·K₂₃+b₄₃·K₃₃、M₁₄＝b₄₁·K₁₄+b₄₂·K₂₄+b₄₃·K₃₄+b₄₇

M₂₁＝b₅₁·K₁₁+b₅₂·K₂₁+b₅₃·K₃₁、M₂₂＝b₅₁·K₁₂+b₅₂·K₂₂+b₅₃·K₃₂、M₂₃＝b₅₁·K₁₃+b₅₂·K₂₃+b₅₃·K₃₃、M₂₄＝b₅₁·K₁₄+b₅₂·K₂₄+b₅₃·K₃₄+b₅₇

M₃₁＝b₆₁·K₁₁+b₆₂·K₂₁+b₆₃·K₃₁、M₃₂＝b₆₁·K₁₂+b₆₂·K₂₂+b₆₃·K₃₂、M₃₃＝b₆₁·K₁₃+b₆₂·K₂₃+b₆₃·K₃₃、M₃₄＝b₆₁·K₁₄+b₆₂·K₂₄+b₆₃·K₃₄+b₆₇

则

那么支链的转换矩阵

步骤(2-2)：基于步骤(1)中直链的计算方法获得所述支链所接当前节点的末端电压和末端电流；

步骤(2-3)：将所述支链的转换矩阵的逆矩阵乘以所述当前节点的末端电压和末端电流，获得所述当前节点所在主链上后一节点的起端电压和起端电流；

步骤(2-4)：以所述当前节点的末端电压作为所述支链的起端电压，以所述当前节点的末端电流与所述后一节点的起端电流的差值作为所述支链的起端电流，利用步骤(1)中直链的线损计算方法计算获得所述支链的线损；

步骤(3)：将所述直链的线损与所述支链的线损相加，获得所述配电网的总线损。

2.一种基于直算法的低压配电网偷漏电点的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

偷漏电判断：

将低压配电网中配电总表的功率和分布式电源的输出功率之和与利用权利要求1所述的基于直算法的低压配电网线损计算方法计算获得的所述低压配电网的总线损和所有负载功率之和进行比较，若所述配电总表的功率和分布式电源的输出功率之和大于所述低压配电网的总线损和所有负载功率之和，则存在偷漏电；

偷漏电点计算：

(a)设一个假想负载元件，令其功率P＝配电总表的功率+分布式电源的输出功率-计算线损总功率-所有负载功率，将所述假想负载元件逐次接入所述低压配电网的每条线路段的中点，利用权利要求1所述的基于直算法的低压配电网线损计算方法分别计算每次潮流；

(b)将每次潮流计算中每个负载、分布电源的计算电压与其测量电压的差的平方求和，获得每次潮流计算中的电压方差和；

(c)比较所有的所述电压方差和，找出所述电压方差和最小的值对应的线路段即为偷漏电点所在的线路段。

3.根据权利要求2所述的基于直算法的低压配电网偷漏电点的计算方法，其特征在于，步骤(c)中在获知了所述偷漏电点所在线段之后，所述方法还包括：

(d)将所述偷漏电点所在线段进行前后分段，获得两条次线段；

(e)将所述假想负载元件分别接入两条所述次线段中，重复步骤(a)～(c)，获得两条所述次分线段的电压平方差和；

(f)比较两条所述次分线段的电压方差和，找出电压方差和最小的所述次分线段，即为偷漏电点所在次分线段；

(g)重复步骤(d)～(f)，直至获得准确的偷漏电点。