CN110362894A - 配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法及系统，该方法包括配电线路、变压器损耗信息收集和数据校验，线损建模，理论线损计算，降损节能分析；该系统包括业务基础模块、电网模型管理模块、数据中心、理论在线计算模块、线损理论计算分析模块和降损辅助决策模块。本发明利用配网设备量测首端实时量测电流值、设备参数信息，采用均方根电流算法对设备进行理论线损计算，结合从计量自动化系统获取的实时线损，在元件损耗基础上构建损耗模型，进行降损节能分析，可以为模拟仿真技术降损、营销线损分析、电网规划、降损节能服务提供辅助决策，具有较高的实际应用价值。

Description

配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法及系统

技术领域

本发明属于配电技术领域，具体涉及一种配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法及系统。

背景技术

随着国民经济的快速发展，人们对电力资源的需求持续上涨，电力负荷情况和电网容量就随之增加，此时，配电线路、变压器的使用损耗速度也随之加快，对经济上的需求会越来越高。

目前很多地区的电网线路并不集中，分散面比较广，对无功的补偿费用增高有直接的影响。再者，在当下的电网系统中，无功补偿还未得到全面普及，但与此同时，人们对大功率电器的使用越来越多，这就这将直接造成电网线路的电感负载明显增加，进而会导致电网功率过低，无功消耗变大，加之无功补偿未落实到实际的使用中，会对电网线路产生不可逆的损坏。

在电力系统中，变压器的使用特别广泛，但运行时间一长，变压器的电能损耗会占据发电量大约10％，所以电力部门及电力企业普遍开始关注变压器在使用上可以达到更加智能化、节能化，提高变压器的运行效率，降低变压器的损耗程度与速度，提升电网相关配置资源的利用价值。

电能损耗作为供电企业的重要经济指标，综合反映了电网规划、运行、经营管理、生产技术管理水平。目前的配电线路、变压器在使用过程中，频繁存在电能损耗的问题，一定程度上容易造成资源消耗过高，所以，在电力部门增加电量供应外，最主要的还是需要做好配电线路及变压器的降损节能研究。

配电网资料的齐全与准确是影响配电网理论线损研究的重要因素，现下很多供电局已建设了一体化的计量自动化系统，对变电站、专变、公变、部分低压计量都已实现了无人干预的自动化数据采集，可以为抄表、结算、线损计算分析等提供有力支撑。但是，在理论线损建设方面相对落后，仍采用传统的手工统计方式，需要手工构建电网拓扑，手工录入参数信息，手工计算线损值，费时费力。

在目前能源短缺的形势下，利用科学的方法对配电网线路、变压器进行综合降损研究，智能节能服务研究，从而降低电网电能损耗，发展配电网节能技术，这对提高供电企业经济效益和节能工作的发展具有十分重要的意义。但是在目前的电网技术上并没有系统、实用、智能的方法来作为该方面研究的支撑。

近几年来，随着配电网系统的迅速发展，配电网络结构更加趋于复杂化，为配电网理论线损计算增加了难度；配电网自动化系统逐步应用，加强配电网的监控，各种数据采集变得容易，为配电网理论线损计算提供丰富的运行数据资料，所以，需要研究新的更加适合于目前配电网实际情况的理论线损计算方法，从而推动配电线路、变压器综合降损及节能智能计算分析的研究。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法及系统，旨在解决方法存在的以上全部或部分技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法，包括以下步骤：

S1、获取配电线路、变压器损耗信息，并进行数据校验处理；

S2、根据配电网结构、负荷功率性质选择等效电阻模型和潮流算法模型建立配电理论线损计算模型；

S3、根据不同电压等级选择步骤S2建立的对应配电理论线损计算模型，结合步骤S1获取的配电线路、变压器损耗信息进行理论线损计算；

S4、对步骤S3得到的理论线损计算结果进行降损节能分析。

进一步的，所述步骤S4中，对步骤S3得到的理论线损计算结果进行降损节能分析包括利用实时潮流计算结果，在单线图上实时展现各计量点和主干线、分支线以及各节点的实时潮流、电流、电压，对配电网运行状况的进行实时监控，具体包括潮流计算可视化、数据追溯、计算结果对比分析、分区线损对比分析及线损影响因素分析。

进一步的，所述步骤S4中，对步骤S3得到的理论线损计算结果进行降损节能分析包括通过比对实时统计线损和实时线损理论计算结果，对线损异常进行实时监控和报警，具体包括理论与线损计算对比分析和线损异常监控。

进一步的，所述步骤S4中，对步骤S3得到的理论线损计算结果进行降损节能分析包括在单线图上模拟进行负荷割接、运行方式调整、导线更换、无功补偿装置优化配置操作的基础上重新进行线损理论计算，分析降损效果，进行线路网络优化和改造，具体包括降损措施模拟、模拟降损分析报告及模拟降损效益分析。

本发明还提出了一种配电线路、变压器综合降损及节能计算分析系统，包括业务基础模块、电网模型管理模块、数据中心、理论在线计算模块、线损理论计算分析模块和降损辅助决策模块；所述业务基础模块用于进行数据集成、图形管理、在线计算及智能降损分析决策；所述电网模型管理模块构建负荷实测计算、线损理论计算模型，识别电网模型、拓扑或运行数据异常并进行自动修正；所述数据中心用于为配网负荷实测与线损理论在线计算分析提供统一的公共信息模型提供统一的公共信息模型；所述理论在线计算模块用于进行电网结构拓扑分析、自动建模以及线损理论计算，并将计算结果进行展示；所述线损理论计算分析模块用于进行线损综合分析、线损率分段分析及灵敏度分析；所述损辅助决策模块用于构建专家推理规则库，自动生成降损建议，模拟降损改造评估并对降损改造成本进行分析。

进一步的，所述业务基础模块具体包括WEB自动成图组件、ETL可视化数据集成组件、BI自定义报表组件和AI智能分析组件；所述WEB自动成图组件用于读取系统模型和拓扑连接信息，自动生成配电网接线图，并对图形进行操作；所述ETL可视化数据集成组件用于采用Web图形化方式进行数据抽取，实时监控任务的执行过程，查看任务的执行状态和错误信息；所述BI自定义报表组件用于生成自定义报表文件；所述AI智能分析组件用于对异常数据的自动识别和错误修复，自动生成降损改造建议。

进一步的，所述电网模型管理模块具体包括电网模型抽取组件、自动建模组件和电网模型维护组件；所述电网模型抽取组件用于获取配网电网模型并生成符合CIM模型标准的线损理论计算模型；所述自动建模组件用于根据设备接线关系重新生成的电气拓扑图；所述电网模型维护组件用于进行电网图形绘制，并能够直接输入或修正电网模型数据，从自动化系统中抽取负荷实测、线损理论计算所需的电网运行数据。

进一步的，所述数据中心具体包括统一信息模型、数据仓库和数据质量分析组件；所述统一信息模型用于与各电力自动化系统在分布式环境下以统一的模型进行数据交换；所述数据仓库用于按照设备台帐、配电线路计算结果、配电线路分析结果为主题进行划分，并进行数据的自动修复；所述数据质量分析组件用于基础资料质量分析、运行数据质量分析、底度电量差异分析、功率电量差异分析。

进一步的，所述理论在线计算模块具体包括电网模型自动解析组件、理论线损在线计算组件和计算结果展示组件；所述电网模型自动解析组件用于根据配网数据要求和计算精度选择对应的理论线损在线计算模型；所述理论线损在线计算组件用于根据获取的电网数据进行理论线损计算；所述计算结果展示组件用于通过表格、图表和图形多种方式对理论线损计算结果进行展示。

进一步的，所述线损理论计算分析模块具体包括综合分析组件、线损率分析组件和灵敏度分析组件；所述综合分析组件用于线损数据进行同比和环比对比；所述线损率分析组件用于统计每个单位配电线路的分布情况；所述灵敏度分析组件用于在当前电网结构基础上，通过对影响线损的边界条件进行计算分析，从而获得不同边界条件对电网线损值的影响变化趋势和量化数据。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明从包含电网模型和拓扑结构的源系统数据抽取数据，自动生成CIM模型，依据标准CIM模型生成接线图，且提供CIM模型的同步功能，支持从包含电网拓扑结构源系统实时更新CIM模型，减少基础数据维护工作量；

(2)本发明采用纯B/S结构，利用Web2.0和RIA技术，通过计算机图形学(CG)和地理信息系统(GIS)技术的相关智能算法，用自动布局、自动连线、融合缓冲区算法和用于提升超大图形浏览速度的平滑绘图算法，在Web页面实现图形化建模功能；

(3)本发明在线损理论计算完成后，基于分析结果自动生成降损改造建议，如导线截面积不合理或变压器容量不足等；降损建议中不仅包含导线、变压器更换后的具体型号，同时提供更换前和更换后的损耗对比，能够给线损管理人员更加直观的降损决策支持；

(4)本发明利用配网设备量测首端实时量测电流值、设备参数信息，采用均方根电流算法对设备进行理论线损计算，结合从计量自动化系统获取的实时线损，在元件损耗基础上构建损耗模型，进行降损节能分析；

(5)本发明能够根据改造资金的预算情况，给出降损改造最优的措施组合；

(6)本发明提供报表自定义配置功能，提高客户的应用体验，满足不同岗位、角色的数据应用需求。

附图说明

图1是本发明的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法流程示意图；

图2是本发明的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法流程示意图；一种配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法，包括以下步骤：

S1、获取配电线路、变压器损耗信息，并进行数据校验处理；

S2、根据配电网结构、负荷功率性质选择等效电阻模型和潮流算法模型建立配电理论线损计算模型；

S3、根据不同电压等级选择步骤S2建立的对应配电理论线损计算模型，结合步骤S1获取的配电线路、变压器损耗信息进行理论线损计算；

S4、对步骤S3得到的理论线损计算结果进行降损节能分析。

上述步骤S1中，本发明根据配电网理论线损计算的内容与要求，搜集进行配电网进行理论线损计算所需要的各种资料。配电数据范围如表1所示。

表1、10kV配网数据范围

数据源包括PMS系统、电能量系统、SCADA系统。

本发明首先要搜集有关配电网结构的接线图、结构参数、运行数据等资料，再对收集到的资料进行分析和加工整理，对资料中的数据进行删选，提高资料的准确度。

配电网资料的齐全与准确是影响配电网理论线损的重要因素，因此要对收集到的配电网资料，如配电网的单线接线图、结构参数、运行数据等资料进行认真分析。对于单线接线图的结构，区分是辐射状还是环形结构，在单线接线图上导线、配电变压器参数是否标注齐全、正确，如果没有特殊情况，配电网结构一般不会发生变化，若由于改造等原因发生变化，应在计算之前补充修改，使之与实际相符；对于运行数据，如以月为时间单位记录的供电量、售电量等数据，应分析数据的合理性，对于异常值进行分析，找出异常值产生的原因，查明异常值是否合理。

上述步骤S2中，本发明根据配电网结构、负荷功率性质选择等效电阻模型和潮流算法模型建立配电理论线损计算模型。

等值电阻法的基本思想是：在配电线路首端，假想一个等值的线路电阻R_el，在通过线路首端的总电流(I_∑)产生的损耗，与线路各段不同的分段电流I_i通过分段电阻R_i产生的损耗的总和相等。

等值电阻法不用收集运行数据，仅与结构参数配电变压器额定容量、分段线路电阻有关，计算出等值电阻数据就可以进行电能损耗计算，适合于10kV及以下配电网理论线损计算。

潮流法是配电网理论线损计算方法中计算精度较高的计算方法，配电网潮流计算以馈线作为基本单元，基本任务是求解出系统的状态变量，即馈线上的各母线的电压或功率。

上述步骤S3中，本发明根据不同电压等级选择步骤S2建立的对应配电理论线损计算模型，结合步骤S1获取的配电线路、变压器损耗信息进行理论线损计算；其中潮流算法模型对应配电网前推回代潮流计算，等效电阻模型对应配电网基于配变电量、配变容量计算，低压网基于表箱打包电量、容量计算。

本发明根据线损理论计算方法的应用研究成果，自动选择精确度高的算法，如果计算不成功，则自动选择次优算法再进行计算，以此类推，直到计算完成。

上述步骤S4中，本发明对步骤S3得到的理论线损计算结果进行降损节能分析包括配网运行监控、线损异常监控和降损模拟分析。

上述配网运行监控具体为利用实时潮流计算结果，在单线图上实时展现各计量点和主干线、分支线以及各节点的实时潮流、电流、电压，实现对配电网运行状况的实时监控。例如可以通过设定不同线径导线的额定载流量，潮流计算结果比对后可以判断任何一段线路是否重载或超载，还可以在单线图上着色突出显示，提醒运行人员调整运行方式或实施线路改。

上述配网运行监控具体包括潮流计算可视化、数据追溯、计算结果对比分析、分区线损对比分析及线损影响因素分析。

潮流计算可视化具体为将配网馈线潮流计算过程中每个计算结果进行展示，结合单线图，在前推回代计算过程中，将每个结点，每个逻辑导线的计算结果进行展示，展示信息包括电阻、电抗、电流、电压、有功、无功、功率因素等影响计算结果的信息。并实现潮流计算的可视化过程判断任何一段线路是否重载或超载，还可以在单线图上着色突出显示，提醒运行人员调整运行方式或实施线路改。

数据追溯具体为通过数据追溯功能对任意计算结果的数据组成进行来源的追溯，支持多重条件下的数据追溯，直至追溯到最小的关口计量点数据。

计算结果对比分析具体为通过运行情况类似的馈线间的线损计算结果进行横向对比，同一条馈线的在不同电阻、电流、电压、有功、无功、功率因素情况下的线损计算结果进行纵向对比，可以在不同的时间(如季度)段进行线损计算结果的对比分析；还可以与平均线损率进行对比分析。对比结果以图表方式输出，如柱图、饼图、曲线图、仪表盘等。

分区线损对比分析具体为通过对不同区局的线损结果进行对比分析，得出对比分析结果。对比结果以图表方式输出，如柱图、饼图、曲线图、仪表盘等。

线损影响因素分析具体为通过对结果中异常状况进行判断，对于不符合告警阀值设定的结果认定为异常，可以对告警结果进行汇总，生成汇总报表；通过对重要关口进行单独告警范围设置提供对重要关口电量异动情况的告警处理功能。

上述线损异常监控具体为通过实时统计线损和实时线损理论计算结果的比对，实现线损异常的实时监控和报警；并且利用线损理论计算结果提供各条线路、线路上各元件的理论电能损耗和实际电能损耗，方便帮助诊断可能的漏电元件和窃电现象。

上述线损异常监控具体包括理论与线损计算对比分析和线损异常监控。

理论与线损计算对比分析具体为对管理线损与理论线损计算结果进行对比分析，得出与管理线损上的差距，分析出存在的问题，并给出相应的应对措施。对比结果以图表方式输出，如柱图、饼图、曲线图、仪表盘等。

线损异常监控具体为通过设置多种告警类别，并通过设置一段时间范围内的多条线损异常馈线线路进行监控分析，确定是否存在同一类的告警信息，排查告警后，对嫌疑馈线近12个月的负荷曲线进行分析，最后确定是否存在窃电嫌疑和超负荷用电的用户。

上述降损模拟分析具体为在现有单线图上模拟进行负荷割接、运行方式调整、导线更换、无功补偿装置优化配置等操作的基础上重新进行线损理论计算，分析降损效果，为10kV线路网络优化和改造提供理论依据。

上述降损模拟分析具体包括降损措施模拟、模拟降损分析报告及模拟降损效益分析。

降损措施模拟具体为对于线损较高的馈线，模拟分段线缆材质更换后线损潮流仿真计算；模拟支路负荷割接线损潮流仿真计算；模拟末端变压器无功补偿潮流仿真计算；模拟运行方式调整后潮流仿真计算。对按各种方式模拟计算后的线损进行对比，同时对模拟前后的线损结果进行对比分析。

模拟降损分析报告具体为根据降损措施模拟，自动生成模拟降损分析报告，结果以图表方式输出，如柱图、饼图、曲线图、仪表盘等。

模拟降损效益分析具体为运用指标体系评价模拟降损的效益，将评价指标分为经济指标、技术指标、财务指标三类，通过三类指标的对比来反映模拟防真中需要电网改造项目的经济效益，建立模型进行综合评价模糊层次评价。

基于上述配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法，本发明还提出了一种配电线路、变压器综合降损及节能计算分析系统，如图2所示，包括业务基础模块、电网模型管理模块、数据中心、理论在线计算模块、线损理论计算分析模块和降损辅助决策模块；所述业务基础模块用于进行数据集成、图形管理、在线计算及智能降损分析决策；所述电网模型管理模块构建负荷实测计算、线损理论计算模型，识别电网模型、拓扑或运行数据异常并进行自动修正；所述数据中心用于为配网负荷实测与线损理论在线计算分析提供统一的公共信息模型提供统一的公共信息模型；所述理论在线计算模块用于进行电网结构拓扑分析、自动建模以及线损理论计算，并将计算结果进行展示；所述线损理论计算分析模块用于进行线损综合分析、线损率分段分析及灵敏度分析；所述损辅助决策模块用于构建专家推理规则库，自动生成降损建议，模拟降损改造评估并对降损改造成本进行分析。

本发明的系统包括Web绘图平台、ETL组件、BI组件等基础IT组件。

其中Web绘图平台用于在2D空间下进行图形绘制和拓扑关系定义的通用基础框架。其功能不仅限于绘制电气接线图，还可以绘制业务流程图、组织机构图等图形，甚至还能作为报表查询结果的展现平台来使用。使得在该平台上搭建的应用系统可以将重心放在业务层面，降低图形方面的程序开发工作量。该平台也是多个公用组件(如数据集成组件、业务流程引擎、界面导航引擎、用户界面设计器等)的基础构件。

数据集成组件是负责数据抽取、转换和装载(ETL)工作的通用数据处理工具。该组件包括任务调度模块(负责定时执行作业)、作业管理模块(通过绘制数据ETL过程的图形来定义作业)、元数据管理模块(公共资源定义)、和插件管理模块(包含插件的配置和注册等管理)，以及业务模型模块。

BI组件包含了所见即所得的报表设计器、数据访问插件、图形设计器和扩展属性设置插件，并内置了一套报表设计器引擎。设计的结果为XML格式的报表定义文件，而在运行时，则只需要BI引擎的支持就可以通过引擎内置的数据转换服务、数据生成服务、数据展现服务和图表引擎，结合具体数据，编译为可执行的报表文档。

本发明的业务基础模块具体包括WEB自动成图组件、ETL可视化数据集成组件、BI自定义报表组件和AI智能分析组件。

WEB自动成图组件基于其B/S结构可在浏览器中完成所有图形操作，支持的功能包括：无限次数的撤销/重做、缩略图、图元尺寸自动匹配和多种位置对齐方式、自定义横向和竖向标尺、吸附到标尺后的批量移动等；其采用多种计算机图形学(CG)和地理信息系统(GIS)技术的相关智能算法，如自动布局、自动连线、缓冲区、吸附等核心算法。

WEB自动成图组件通过读取PMS、GIS系统中的模型和拓扑连接信息，能够自动生成配电网接线图，所生成的图形并不是直接复制源自动化系统的图形，而是根据设备接线关系重新生成的电气拓扑图。这种图形能够准确反映变电站和配电变压器的相对位置、线路条数及路径走向，更加便于进行线损监测和损耗分析。自动成图采用基于最深主线上下轮流排布的树形新布局算法和拉伸导线平移设备新避障算法，最大程度上避免重叠交叉。生成的图形支持在浏览器中在线查看、在线编辑功能，图形编辑功能不仅包括移动、放大、缩小和旋转等常用操作，还有热点吸附、快速绘图和绘图模板等多种易用性操作。

ETL可视化数据集成组件基于WEB绘图技术实现采用Web图形化的方式定义数据抽取过程，并可实时监控任务的执行过程，查看任务的执行状态和错误信息。

ETL可视化数据集成组件采用插件的方式进行开发，内置数据抽取、加载和转换的常用插件，并能够随时根据需要进行调整或扩充。需要支持的插件包括：数据库表的输入输出、XML格式文件的解析、E文件格式的文件解析、FTP下载插件、自定义SQL插件。通过可视化数据抽取插件不仅能够实现与各自动化系统集成，完成构建电网建模的需要。同时还能够实现数据仓库的构建需求，包括主题查询数据的自动生成，计算分析结果的数据生成。

ETL可视化数据集成组件通过工况图监视任务执行情况；实际在接口运行的过程中，会出现通信中断或者其他原因造成接口中断情况，此功能可对源系统接口的连通情况进行报警监测，并记录接口情况；如果数据采集异常时，可以通过补采功能进行数据的批量、定时补采。

BI自定义报表组件用于生成自定义报表文件，其中包含所见即所得的报表设计器、数据访问插件、图形设计器和扩展属性设置插件，并需要内置一套报表设计器引擎，设计的结果为XML格式的报表定义文件。

AI智能分析组件用于对异常数据的自动识别和错误修复，自动生成降损改造建议。异常数据的自动识别和错误修正应用于数据中心的数据质量分析中，其能够对源系统和本系统内的基础模型和运行数据进行质量分析和错误修正。

AI智能分析组件在降损改造分析的应用，采用专家推理的人工智能技术实现配电网降损方案的辅助决策。升级后系统将构建基于规则的专家系统，参考典型降损案例，形成知识库，构建推理规则库。

本发明的电网模型管理模块具体包括电网模型抽取组件、自动建模组件和电网模型维护组件。

电网模型抽取组件用于获取配网电网模型并生成符合CIM模型标准的线损理论计算模型。

自动建模组件采用富客户端电网图形技术，能够基于现有电力自动化系统,如PMS、GIS等，实现在浏览器中生成电网图形。所生成的图形并不是直接复制源自动化系统的图形，而是根据设备接线关系重新生成的电气拓扑图；图形能够准确反映10kV电网拓扑结构，便于进行线损监测和损耗分析。

电网模型维护组件用于在Web页面实现图形化模型维护。用户可以通过浏览器进行电网图形绘制，并能够直接输入或修正电网模型数据。

电网模型维护组件从用电信息采集系统、营销系统等自动化系统中抽取负荷实测、线损理论计算所需的电网运行数据，包括：有功电量、无功电量、电压、电流等；并且实现运行数据的批量导出导入，根据运行数据的状态采用不同背景色分类显示。

本发明的数据中心具体包括统一信息模型、数据仓库和数据质量分析组件，其为10kV配网负荷实测与线损理论在线计算分析提供统一的公共信息模型。通过统一编码、统一模型、统一数据字典、统一接口，集成各自动化系统的业务数据，消除了信息孤岛，实现信息共享。

统一信息模型用于与各电力自动化系统在分布式环境下以统一的模型进行数据交换，实现数据集成和信息共享。

数据仓库用于按照设备台帐、配电线路计算结果、配电线路分析结果为主题进行划分，对于存在异常的数据，系统能够通过历史数据替代、容量推算、功率换算等方法实现数据的自动修复，满足负荷实测、在线计算的要求。

数据质量分析组件用于基础资料质量分析、运行数据质量分析、底度电量差异分析、功率电量差异分析。

基础资料质量分析包括配电线路基础资料缺失查询、配电变压器基础资料缺失查询、导线基础资料缺失查询。

运行数据质量分析包括运行数据异常甄测、根据趋势分析的预测结果与实际结果对比，超过正常范围作为异常数据进行分析。

底度电量差异分析对于源系统同时提供底度和电量的运行数据，系统应根据底度差和倍率计算出的电量数据，与源系统提供的电量数据进行对比，超过误差范围的作为异常数据进行分析。

功率电量差异分析对于源系统同时提供功率和电量的运行数据，系统应根据功率计算出的电量数据，与源系统提供的电量数据进行对比，超过误差范围的作为异常数据进行分析。

本发明的理论在线计算模块具体包括电网模型自动解析组件、理论线损在线计算组件和计算结果展示组件。

电网模型自动解析组件用于根据配网数据要求和计算精度选择对应的理论线损在线计算模型，包括电量等值电阻法、容量等值电阻法、潮流精确算法。

理论线损在线计算组件用于根据获取的电网数据进行理论线损计算；

10kV配网采用电量法计算，电量法又称“电量求阻法”，即用电量数据计算出配电线路的等值电阻，通过采集到的母线节点数据计算出线路电流，最终计算出线路的损耗情况。电量法由于算法精度高、计算结果准确，所需数据也容易收集，特别是在自动化水平提高后所需数据基本可以由自动化系统采集，所以目前应用较为广泛。

容量法又称“容量求阻法”，即用线路中变压器容量均分首端电量,计算出配电线路的等值电阻，通过采集到的母线节点数据计算出线路电流，最终计算出线路的损耗情况。容量法的算法精度和结果准确度与电量法有一定差距，但该算法所需数据较少，方便快捷，对于数据采集不完整的地区或线路仍具有实用性。

潮流精确算法需要变压器的24点有功功率、无功功率、电压和电流数据，相比较电量法和容量法，潮流精确算法所需数据量大，计算结果更为精确。该算法从后往前推算，根据末端的有功、无功功率、末端电压往前一级一级推算，推算出上一节点的功率和电压，其中节点功率为下级支路的末端功率及下级支路的损耗功率之和，节点电压为下级支路推算出的首端节点电压的平均值。

计算结果展示组件用于通过表格、图表和图形多种方式对理论线损计算结果进行展示；线损理论计算分为日计算结果和月计算结果，计算结果的展示方式需要多种：包括图形展示损耗数值、铜铁损比例饼状图、导线损耗热图、计算结果报表等。对于计算结果报表，日报表和月报表除数据外格式完全相同，需要包含：配电线路损耗报表、配电线路导线损耗报表、配电线路变压器损耗报表。

本发明的线损理论计算分析模块具体包括综合分析组件、线损率分析组件和灵敏度分析组件；

综合分析组件用于线损数据进行同比和环比对比；具体包括线损电量对比、线损率对比、线损构成分析、台帐情况分析等。

线损率分析组件用于统计每个单位配电线路的分布情况，包括配电线路总条数，线损率介于0％～8％区间、8％～10％区间、10％～13％区间的线路条数。

灵敏度分析组件用于在当前电网结构基础上，通过对影响线损的边界条件进行计算分析，从而获得不同边界条件对电网线损值的影响变化趋势和量化数据。可以为降损节能提供理论依据。影响线损的边界条件包括：温度、负荷、K系数、功率因数、电压。

本发明的降损辅助决策模块包括专家知识规则库、降损建议展示组件、降损成本管理组件和降损前后评估组件。

降损辅助决策模块构建专家推理规则库，实现导线更换、配变更换的降损建议自动生成。

降损建议展示组件通过降损建议生成降损改造方案，能够通过对电网设备参数和运行数据进行模拟仿真改造分析，实现模拟降损改造的前评估。

降损前后评估组件在现场真实改造后，能够按照实际采集运行数据进行降损后评估，并能够对模拟改造前、模拟改造后和真实改造后三者数据进行对比。

降损成本管理组件根据预估节电量和平均电价计算出投资静态回收期，根据资金情况制定更加科学的降损方案，通过降损方案优选，能够在满足指定的限制条件下(总投资额限制、降损措施数量限制)，计算出降损措施的最优组合。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取配电线路、变压器损耗信息，并进行数据校验处理；

S2、根据配电网结构、负荷功率性质选择等效电阻模型和潮流算法模型建立配电理论线损计算模型；

S3、根据不同电压等级选择步骤S2建立的对应配电理论线损计算模型，结合步骤S1获取的配电线路、变压器损耗信息进行理论线损计算；

S4、对步骤S3得到的理论线损计算结果进行降损节能分析。

2.如权利要求1所述的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法，其特征在于，所述步骤S4中，对步骤S3得到的理论线损计算结果进行降损节能分析包括利用实时潮流计算结果，在单线图上实时展现各计量点和主干线、分支线以及各节点的实时潮流、电流、电压，对配电网运行状况的进行实时监控，具体包括潮流计算可视化、数据追溯、计算结果对比分析、分区线损对比分析及线损影响因素分析。

3.如权利要求2所述的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法，其特征在于，所述步骤S4中，对步骤S3得到的理论线损计算结果进行降损节能分析包括通过比对实时统计线损和实时线损理论计算结果，对线损异常进行实时监控和报警，具体包括理论与线损计算对比分析和线损异常监控。

4.如权利要求3所述的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析方法，其特征在于，所述步骤S4中，对步骤S3得到的理论线损计算结果进行降损节能分析包括在单线图上模拟进行负荷割接、运行方式调整、导线更换、无功补偿装置优化配置操作的基础上重新进行线损理论计算，分析降损效果，进行线路网络优化和改造，具体包括降损措施模拟、模拟降损分析报告及模拟降损效益分析。

5.一种配电线路、变压器综合降损及节能计算分析系统，其特征在于，包括业务基础模块、电网模型管理模块、数据中心、理论在线计算模块、线损理论计算分析模块和降损辅助决策模块；所述业务基础模块用于进行数据集成、图形管理、在线计算及智能降损分析决策；所述电网模型管理模块构建负荷实测计算、线损理论计算模型，识别电网模型、拓扑或运行数据异常并进行自动修正；所述数据中心用于为配网负荷实测与线损理论在线计算分析提供统一的公共信息模型提供统一的公共信息模型；所述理论在线计算模块用于进行电网结构拓扑分析、自动建模以及线损理论计算，并将计算结果进行展示；所述线损理论计算分析模块用于进行线损综合分析、线损率分段分析及灵敏度分析；所述损辅助决策模块用于构建专家推理规则库，自动生成降损建议，模拟降损改造评估并对降损改造成本进行分析。

6.如权利要求5所述的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析系统，其特征在于，所述业务基础模块具体包括WEB自动成图组件、ETL可视化数据集成组件、BI自定义报表组件和AI智能分析组件；所述WEB自动成图组件用于读取系统模型和拓扑连接信息，自动生成配电网接线图，并对图形进行操作；所述ETL可视化数据集成组件用于采用Web图形化方式进行数据抽取，实时监控任务的执行过程，查看任务的执行状态和错误信息；所述BI自定义报表组件用于生成自定义报表文件；所述AI智能分析组件用于对异常数据的自动识别和错误修复，自动生成降损改造建议。

7.如权利要求6所述的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析系统，其特征在于，所述电网模型管理模块具体包括电网模型抽取组件、自动建模组件和电网模型维护组件；所述电网模型抽取组件用于获取配网电网模型并生成符合CIM模型标准的线损理论计算模型；所述自动建模组件用于根据设备接线关系重新生成的电气拓扑图；所述电网模型维护组件用于进行电网图形绘制，并能够直接输入或修正电网模型数据，从自动化系统中抽取负荷实测、线损理论计算所需的电网运行数据。

8.如权利要求7所述的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析系统，其特征在于，所述数据中心具体包括统一信息模型、数据仓库和数据质量分析组件；所述统一信息模型用于与各电力自动化系统在分布式环境下以统一的模型进行数据交换；所述数据仓库用于按照设备台帐、配电线路计算结果、配电线路分析结果为主题进行划分，并进行数据的自动修复；所述数据质量分析组件用于基础资料质量分析、运行数据质量分析、底度电量差异分析、功率电量差异分析。

9.如权利要求8所述的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析系统，其特征在于，所述理论在线计算模块具体包括电网模型自动解析组件、理论线损在线计算组件和计算结果展示组件；所述电网模型自动解析组件用于根据配网数据要求和计算精度选择对应的理论线损在线计算模型；所述理论线损在线计算组件用于根据获取的电网数据进行理论线损计算；所述计算结果展示组件用于通过表格、图表和图形多种方式对理论线损计算结果进行展示。

10.如权利要求9所述的配电线路、变压器综合降损及节能计算分析系统，其特征在于，所述线损理论计算分析模块具体包括综合分析组件、线损率分析组件和灵敏度分析组件；所述综合分析组件用于线损数据进行同比和环比对比；所述线损率分析组件用于统计每个单位配电线路的分布情况；所述灵敏度分析组件用于在当前电网结构基础上，通过对影响线损的边界条件进行计算分析，从而获得不同边界条件对电网线损值的影响变化趋势和量化数据。