CN110376469A - 台区相序与线户关系识别方法及其装置 - Google Patents

台区相序与线户关系识别方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种台区相序与线户关系识别方法，包括：获取目标台区各相低压出线的有功电流值、各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据；根据上述电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合；根据各相低压出线有功电流值、电表有功电流值和电压时序数据、配变低压侧三相母线电压时序数据以及电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合；每一类电表分类集合中，对任意电表集合进行组合，若组合后的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设第一条件，则将组合后电表集合匹配为相低压出线i的电表分类集合Γ。本发明识别难度低，准确性较高，无需新增其他终端设备，操作性较强，运维压力小。

Description

台区相序与线户关系识别方法及其装置
技术领域
本发明涉及电力低压配电网技术领域，特别是涉及一种台区相序与线户关系识别方法、台区相序与线户关系识别装置、计算机设备及计算机可读存储介质。
背景技术
传统的低压运维管理模式由于缺乏台区拓扑关系的支撑，易导致停电通知不及时、抢修复电不及时、低电压解决时间长或未解决、台区频繁异动、台区线损异常等问题，进而导致客户满意度指标低下。为此，研究配电台区“线-相-户”关系的识别技术显得尤为重要。针对此问题，国内外学者展开了广泛的研究并提出了相应的解决方法，主要可划分为注入信号法、数据标签法与数据分析法。其中，(1)注入信号法指的是通过注入电压或电流特征信号，根据台区内设备对信号的接收与反馈结果实现电气连接关系的识别。然而，该方法需要增加大量终端设备，投资量大，改造难度大，运维压力大。(2)数据标签法指的是根据台区各类设备的逻辑关系进行编码，实现台区拓扑关系变动管理。然而，该方法对施工质量、电子化移交的要求高，且运维压力大。可见，现有的台区识别方法识别难度大，识别成本高，且运维压力大。
发明内容
基于此，有必要针对现有的台区识别方法识别难度大，识别成本高，且运维压力大的问题，提供一种台区相序与线户关系识别方法、台区相序与线户关系识别装置、计算机设备及计算机可读存储介质。
一种台区相序与线户关系识别方法，包括：
获取目标台区各相低压出线的有功电流值、所述目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据；
根据所述电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合；
根据所述各相低压出线的有功电流值、所述电表的有功电流值以及所述电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合；
每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为所述相低压出线i的电表分类集合Γ；
其中，所述第一条件如下：
其中，m＝1,2,...,M，k＝1,2,...,K；T为总的时刻数；M为电表的总数；K为电表集合的总数；hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值；为相低压出线i在时刻t的有功电流值；Ωk为第k类电表集合；ξ为电流匹配的相对误差允许值。
一种台区相序与线户关系识别装置，包括：
获取模块，用于获取目标台区各相低压出线的有功电流值、所述目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据；
分类模块，用于根据所述电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合；
确定模块，用于根据所述各相低压出线的有功电流值、所述电表的有功电流值以及所述电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合；
匹配模块，用于每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为所述相低压出线i的电表分类集合Γ；
其中，所述第一条件如下：
其中，m＝1,2,...,M，k＝1,2,...,K；T为总的时刻数；M为电表的总数；K为电表集合的总数；hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值；为相低压出线i在时刻t的有功电流值；Ωk为第k类电表集合；ξ为电流匹配的相对误差允许值。
一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，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上述所述方法的步骤。
上述的台区相序与线户关系识别方法中，首先通过获取目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据；然后根据电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合；接着再根据各相低压出线的有功电流值、电表的有功电流值以及电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合；最后，在各相低压出线待归属的电表分类集合内，若对于任意时刻t，第k类电表集合中电表的有功电流值和相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将第k类电表集合中电表匹配为相低压出线i的电表分类集合Γ。相较于现有的台区识别方法，本发明的识别方法对目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据进行数据分析，即可实现台区相序与线户关系的识别，识别难度低，准确性较高，而且无需新增其他终端设备，操作性较强，运维压力小，具有较高的工程实用价值。
附图说明
图1为本发明的台区相序与线户关系识别方法在一个实施例中的流程示意图；
图2为本发明某一个实施例中的实际台区网络接线示意图；
图3为本发明某一个实施例中的各相低压出线在24个时刻内的有功电流时序曲线示意图；
图4是本发明某一个实施例中的13个电表在24个时刻内的有功电流时序曲线示意图；
图5是本发明某一个实施例中的13个电表在24个时刻内的电压时序曲线示意图；
图6为本发明某一个实施例中的配变低压侧三相母线在24个时刻内的电压时序曲线示意图；
图7为本发明的台区相序与线户关系识别方法在另一个实施例中的流程示意图；
图8至图12为本发明的台区相序与线户关系识别方法在其他实施例中的流程示意图；
图13为本发明某一个实施例中的匹配为1C相线的电表有功电流时序曲线示意图；
图14为本发明的台区相序与线户关系识别装置在一个实施例中的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
随着智能电表与低压集抄两个全覆盖的实现，以及高水平计量自主运维体系的逐步构建，数据分析法能够在不增加额外终端设备的前提下，实现台区物理拓扑识别。基于此，本发明从数据分析的角度出发开展配电台区“线-相-户”关系的物理拓扑识别技术研究。低压配电网的数据不仅包括智能电表电压、电流等电气量，还包括事件记录、终端地理位置等信息。由于低压配电网中用户电压时空特性(空间分布特性和时间变化特性)具备易区分、易获取且影响因子多等特点，因此，本发明的目的是在不增加额外终端设备的前提下，有效识别配电台区的“线-相-户”关系，为台区的精益化管理提供深层技术支撑。为实现上述目的，本发明提供一种基于台区相序与线户关系识别方法，据此识别配电台区的“线-相-户”关系。
图1为本发明的台区相序与线户关系识别方法在一个实施例中的流程示意图。如图1所示，本实施例中的台区相序与线户关系识别方法包括以下步骤：
步骤102，获取目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据。
一个目标台区的变压器可连接多条低压出线，每条低压出线包括多相低压出线。示例性地，图2为实际台区网络接线示意图，结合图2可知，该目标台区共有2条低压出线(出线1和出线2)，我国普遍采用三相四线制的接线方式，故该目标台区共引出了6条低压出线。一个用户负载接入其中一相低压出线，并获取从该相低压出线获取电功率，其对应的电表记录用户负载取用的电功率。
其中，有功电流值为因用户有功负载运行而从电源侧产生的电流值。
各相低压出线的有功电流值用表示，其中，为相低压出线i在时刻t的有功电流值。请结合图3，图3为6条低压出线在24个时刻内的有功电流时序曲线示意图。
各电表的有功电流值用hpm,t表示，其中，hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值。电表的电压时序数据用um,t表示，其中，um,t为电表m在时刻t的电压值。请结合图4和图5，图4为13个电表在24个时刻内的有功电流时序曲线示意图，图5为13个电表在24个时刻内的电压时序曲线示意图。
配变低压侧三相母线的电压时序数据用表示，其中，为配变低压侧相母线在时刻t的电压值，t＝1,2,...,T。请结合图6，图6为配变低压侧三相母线在24个时刻内的电压时序曲线示意图。
在获取目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据时，各时序数据的时刻应保持一致。
步骤104，根据电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合。
在确定电表与各相低压出线的归属关系之前，根据各个电表的类型，能够有效地对电表进行分类，便于后续识别各相低压出线与电表的归属关系。具体的，在其中一个实施例中，通过处理各电表之间的电压时序数据，并根据处理后的结果获得多类电表集合。在另外一个实施例中，通过处理电表的电压时序数据与配变低压侧三相母线的电压时序数据，并根据处理后的结果继续划分电表的类型，更新多类电表集合。例如，共13个电表，根据电表的类型，可划分为8类电表集合。
步骤106，根据各相低压出线的有功电流值、电表的有功电流值和电压时序数据、配变低压侧三相母线的电压时序数据以及电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合。
在获得电表集合后，继续根据各相低压出线的有功电流值以及电表的有功电流值，能够对电表与各相低压出线可能的归属关系进行预处理，从而获得各相低压出线待归属的电表分类集合。其中，各相低压出线待归属的电表分类集合中存在多类电表集合，每类电表集合与各相低压出线存在粗略的归属关系。例如，共有8类电表集合，第一类电表集合属于第一出线中的A相低压出线，第二类电表集合属于第一出线中的B相低压出线，第三类和第四类电表集合属于第一出线中的C相低压出线，第五类电表集合属于第二出线中的A相低压出线，第六类电表集合属于第二出线中的B相低压出线，第七类和第八类电表集合属于第二出线中的C相低压出线。当然，上述对应关系仍需要通过后续的匹配步骤，来获取精确的电表集合与各相低压出线的归属关系。
具体的，低压配电网可类比为一个“大功率”电路，而这个“大功率”电路满足节点电流定律，即低压台区各相低压出线端的有功电流值等于该低压出线上所有电表流经的有功电流值之和。此外，还满足电压定律，即低压台区的电表的电压值不大于其对应的配变低压侧三相母线的电压值。基于上述两条定律，将各电表集合中电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据进行比较，可将该类电表集合中的电表纳入与该相母线对应的电表分类集合，并将各类电表集合中所有电表的有功电流值之和与各相低压出线的有功电流值进行比较，可将该类电表集合中的电表纳入与该相低压出线对应的电表分类集合，从而获得各相低压出线待归属的电表分类集合。
步骤108，每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为所述相低压出线i的电表分类集合Γ；
其中，第一条件如下：
其中，m＝1,2,...,M，k＝1,2,...,K；T为总的时刻数；M为电表的总数；K为电表集合的总数；hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值；为相低压出线i在时刻t的有功电流值；Ωk为第k类电表集合；ξ为电流匹配的相对误差允许值。
在获得各相低压出线待归属的电表分类集合后，任一相低压出线待归属的电表分类集合中，对所有电表集合进行任意组合，并利用第一条件进行判断，从而获得最终精确的相低压出线i的电表分类集合Γ。其中，对所有电表集合进行任意组合包括一类电表集合与其他类电表集合进行组合，也包括该类电表集合单独组合。例如，第K类电表集合可以与第K+1类电表集合进行组合，也可以第K类电表集合单独为一个组合。相低压出线i的电表分类集合Γ中存在多类电表集合，每类电表集合与各相低压出线存在一一的归属关系，而多类电表结合则有可能归属于同一条相低压出线i。
具体的，在相低压出线i待归属的电表分类集合中，以电表集合为单位，对电表集合进行组合。若组合中q类电表集合(q∈N+)的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将这q类电表集合匹配为相低压出线i的电表分类集合Γ，若不满足第一条件，则该组合不属于相低压出线i的电表分类集合Γ。当q类电表集合属于相低压出线i的电表分类集合Γ时，则q类电表集合中的所有电表也属于相低压出线i的电表分类集合Γ。每一相低压出线待归属的电表分类集合均进行上述判断，获得最终的相低压出线i的电表分类集合Γ。
进一步地，在其中一个实施例中，在剩余相线待归属的电表分类集合中，依次剔除包含电表分类集合Γ并重复步骤108。
由于电表分类集合Γ已确定归属相线，则当剩余相线待归属的电表分类集合中包含电表分类集合Γ时，可先将其剔除再重复步骤108，直至完成所有目标台区各相线-电表的归属关系梳理，从而完成台区相序关系与线户关系的识别，而无需对已确定归属相线的电表分类集合Γ重复匹配，提高匹配效率。
上述的台区相序与线户关系识别方法中，首先通过获取目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据；然后根据电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合；接着再根据各相低压出线的有功电流值、电表的有功电流值以及电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合；最后，每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及φ相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为φ相低压出线i的电表分类集合Γ。相较于现有的台区识别方法，本发明的识别方法对目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据进行数据分析，即可实现台区相序与线户关系的识别，识别难度低，准确性较高，而且无需新增其他终端设备，操作性较强，运维压力小，具有较高的工程实用价值。
图7为本发明的台区相序与线户关系识别方法在另一个实施例中的流程示意图。如图7所示，在步骤102中，获取目标台区各相低压出线的有功电流值以及目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据的步骤，包括以下步骤：
步骤702，获取各相低压出线的电流时序数据及功率因数时序数据、电表的电流时序数据及功率因数时序数据。
具体的，各相低压出线在T个时刻内的电流时序数据用表示，功率因数时序数据用表示，其中，分别为相低压出线i在时刻t的电流值与功率因数，i＝1,2,...,N，t＝1,2,...,T，N为目标台区低压出线总数。
电表具有在T个时刻内的电压时序数据um,t、电流时序数据hm,t和功率因数时序数据cosψm,t，其中，um,t、hm,t、cosψm,t分别为电表m在时刻t的电压值、电流值与功率因数，m＝1,2,...,M，t＝1,2,...,T，M为电表的总数。
步骤704，将各相低压出线的电流时序数据转换为各相低压出线的有功电流值。
将各相低压出线的电流时序数据转换为有功电流值具体为：其中为相低压出线i在时刻t的有功电流值，为相低压出线i在时刻t的电流值，为相低压出线i在时刻t的功率因数。
步骤706，将电表的电流时序数据转换为电表的有功电流值。
将各电表的电流时序数据转换为有功电流值具体为：hpm,t＝hm,tcosψm,t，其中hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值，hm,t为电表m在时刻t的电流值，cosψm,t为为电表m在时刻t的功率因数。
图8为本发明的台区相序与线户关系识别方法在其他实施例中的流程示意图。如图8所示，步骤104根据电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合，包括以下步骤：
步骤1042，根据电表的电压时序数据获取电表之间的电压相关系数矩阵。
具体的，电表之间的电压相关系数矩阵R表示如下：
其中，R为目标台区M个电表的相关系数矩阵，矩阵中的元素rij代表电表i与电表j电压时序的相关系数，进一步地，矩阵元素rij具体为：
其中，ui,t、uj,t分别为电表i、j在时刻t的电压值，i、j＝1,2,...,M，t＝1,2,...,T。
步骤1044，根据电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据获取电表与配变低压侧三相母线之间的电压相关系数矩阵。
同理，获得电表与配变低压侧三相母线之间的电压相关系数矩阵R1，可表示为：
R1为3行，(3+M)列的矩阵，其中，第一行可表示为配变低压侧的A相电压相对于配变低压侧三相电压及各电表电压的相关系数，第二、三行同理；矩阵R1元素rAA＝rBB＝rCC＝1，rAB＝rBA、rAi具体如下，rAC＝rCA、rBC＝rCB，rBi、rCi同理；
其中，UA,t、UB,t分别为配变低压侧A相、B相在时刻t的电压值，ui,t为电表i在时刻t的电压值，i＝1,2,...,M，t＝1,2,...,T。
步骤1046，根据电表之间的电压相关系数矩阵以及第一相关性阈值系数判断任意两个电表是否为同类电表，依据判断结果确定电表集合。
具体的，在两个电表的电压相关系数大于或等于预设的第一相关性阈值系数时，判断两个电表为同类电表；在两个电表的电压相关系数小于预设的第一相关性阈值系数时，判断两个电表为异类电表，即分类原则为同类电表两两之间的相关系数大于或等于相关性阈值系数，异类电表两两之间的相关系数小于相关性阈值系数，如下：
其中，rij为电表i与电表j的相关系数，为第k类电表的相关性阈值系数，Ai、Aj分别代表电表i、j，Ωk为第k类电表集合。
依据判断结果确定同类电表集合。
具体以表1为例，计算目标台区13个待归属电表的电压相关性矩阵，其表格形式如表1所示，
表1
M1A M2A M3A M4A M5A M6A M1B M2B M3B M1C M2C M3C M4C
M1A 1 0.9942 0.8984 0.9031 0.8873 0.8948 0.4879 0.7491 0.7307 0.8925 0.8925 0.9049 0.9547
M2A 0.9942 1 0.8695 0.8763 0.8593 0.8711 0.4329 0.7078 0.691 0.8393 0.8393 0.8541 0.9246
M3A 0.8984 0.8695 1 0.9989 0.9994 0.9964 0.7503 0.9406 0.9312 0.9156 0.9156 0.9056 0.9412
M4A 0.9031 0.8763 0.9989 1 0.9981 0.9989 0.7331 0.9255 0.9156 0.9094 0.9094 0.9015 0.9429
M5A 0.8873 0.8593 0.9994 0.9981 1 0.9965 0.7595 0.9464 0.9383 0.904 0.904 0.8926 0.9313
M6A 0.8948 0.8711 0.9964 0.9989 0.9965 1 0.7287 0.9186 0.9097 0.8901 0.8901 0.8822 0.9322
M1B 0.4879 0.4329 0.7503 0.7331 0.7595 0.7287 1 0.8678 0.8693 0.6771 0.6771 0.6428 0.5982
M2B 0.7491 0.7078 0.9406 0.9255 0.9464 0.9186 0.8678 1 0.9992 0.8504 0.8504 0.8217 0.8239
M3B 0.7307 0.691 0.9312 0.9156 0.9383 0.9097 0.8693 0.9992 1 0.8287 0.8287 0.7984 0.8044
M1C 0.8925 0.8393 0.9156 0.9094 0.904 0.8901 0.6771 0.8504 0.8287 1 1 0.9979 0.9592
M2C 0.8925 0.8393 0.9156 0.9094 0.904 0.8901 0.6771 0.8504 0.8287 1 1 0.9979 0.9592
M3C 0.9049 0.8541 0.9056 0.9015 0.8926 0.8822 0.6428 0.8217 0.7984 0.9979 0.9979 1 0.9661
M4C 0.9547 0.9246 0.9412 0.9429 0.9313 0.9322 0.5982 0.8239 0.8044 0.9592 0.9592 0.9661 1
由表1可知，该台区待归属电表可分为6类，其中第1类电表集合为[M1A,M2A]，第2类电表集合为[M3A,M4A,M5A,M6A]，第3类电表集合为[M1B]，第4类电表集合为[M2B,M3B]，第5类电表集合为[M1C,M2C,M3C]，第6类电表集合为[M4C]，其相关性阈值系数分别为在其他实施例中，相关性阈值系数为各个分类中最小的相关系数，会随着台区的改变而改变，而不是设定或固定不变的，即不同台区，其相关系数矩阵不同，划分成不同分类的相关性阈值系数都会有所不同。
步骤1048，根据电表与配变低压侧三相母线之间的电压相关系数矩阵、第二相关性阈值系数以及电压幅值变化量阈值判断电表是否靠近配变低压侧三相母线，并将电表集合中靠近配变低压侧三相母线的电表独立，更新电表集合。
分析各电表与配变低压侧三相母线电压时序的相关性，并比较两者的幅值大小差异，判断出靠近配变低压侧母线的电表和非靠近配变低压侧母线的电表，从而获取靠近配变低压侧三相母线的电表集合，然后对其单独分类。
具体的，基于以下公式，对于任意时刻t，靠近配变低压侧母线的电表应满足：
其中，为配变低压侧相母线与电表m的电压相关系数，r0为判别电表靠近配变低压侧母线应满足的第二相关性阈值系数，um,t为电表m在时刻t的电压值，目标台区配变低压侧母线在T个时刻内的电压时序数据，ΔU为判别电表靠近配变低压侧母线的电压幅值变化量。
具体以表2为例，计算各电表的电压与配变低压侧三相母线电压的相关系数矩阵R1。设定电表靠近配变低压侧母线应满足的相关性阈值系数r0为0.95，电表靠近配变低压侧母线的电压幅值变化量ΔU＝1V，结合可判别靠近配变低压侧三相母线的电表分别是M1C、M2C、M3C；将靠近配变低压侧三相母线的电表独立分类，则该台区电表集合更新为上述5类非靠近配变低压侧三相母线的电表、M1C、M2C以及M3C，共8类电表集合。
继续以表2为例，在实施步骤1042、1044、1046以及1048后，该台区电表可分为8类，其中第1类电表集合为[M1A,M2A]，第2类电表集合为[M3A,M4A,M5A,M6A]，第3类电表集合为[M1B]，第4类电表集合为[M2B,M3B]，第5类电表集合为[M1C]，第6类电表集合为[M2C]，第7类电表集合为[M3C]，第8类电表集合为[M4C]。
表2
M1A M2A M3A M4A M5A M6A M1B M2B M3B M1C M2C M3C M4C
A 0.934 0.8904 0.9171 0.9151 0.9041 0.8978 0.6202 0.8171 0.7941 0.9926 0.9926 0.9964 0.9736
B 0.8637 0.8068 0.9253 0.9166 0.9162 0.8981 0.7559 0.8888 0.8697 0.9931 0.9931 0.9854 0.9389
C 0.8907 0.8369 0.8944 0.8893 0.881 0.8688 0.6414 0.8163 0.7927 0.998 0.998 0.9991 0.956
请参阅图9，在其中一个实施例中，步骤106根据各相低压出线的有功电流值、电表的有功电流值和电压时序数据、配变低压侧三相母线的电压时序数据以及电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合，包括以下步骤：
步骤1062，对于任意时刻t，若第k类电表集合中电表的最大电压时序均值数据以及配变低压侧三相母线中相母线的电压时序均值数据满足预设的第二条件，则将第k类电表集合Ωk添加至与相低压出线i对应的待归属的电表分类集合中，反之则不添加；
其中，第二条件如下：
其中
其中，k＝1,2,...,K；为电表m的电压时序均值，为配变低压侧相母线的电压时序均值，um,t为电表m在时刻t的电压值；为配变低压侧相母线在时刻t的电压值；为相低压出线i对应的待归属的电表分类集合。
由于电表的电压值不会大于其对应的该相母线的电压值，因此，对比配变低压侧三相母线的电压幅值与电表的电压幅值，可识别出该电表是否属于该相母线。在本实施例中，以电表集合为单位，每类电表集合均与任一相母线进行比较，从而判断该类电表集合是否属于该相低压出线，若属于，则将该类电表集合添加至该相低压出线对应的待归属的电表分类集合
具体的，对于任意时刻t，若第k类电表中电压时序均值最大的电表不大于相母线电压时序均值，则判定第k类电表属于相，将第K类电表集合Ωk添加至相低压出线i对应的待归属的电表分类集合中，反之则不加入。
具体以表3为例，选取各电表集合中电压时序均值数据最大的电表与配变低压侧三相母线电压幅值对比得到各相低压出线待归属的电表分类集合如表3所示。
表3
请参阅图10，在其中一个实施例中，步骤106根据各相低压出线的有功电流值、电表的有功电流值和电压时序数据、配变低压侧三相母线的电压时序数据以及电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合，还包括以下步骤：
步骤1064，对于任意时刻t，若相低压出线i的有功电流值与第k类电表集合中所有电表的有功电流值之和满足预设的第三条件，则将第k类电表集合中Ωk保留于与相低压出线i对应的待归属的电表分类集合中，反之剔除，更新相低压出线i对应的待归属的电表分类集合；
其中，第三条件如下：
或
其中，hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值；为相低压出线i在时刻t的有功电流值；Ωk为第k类电表集合；ε为计及量测与通信的误差系数。
基于节点电流定律，通过比较各相低压出线的有功电流值与各电表集合中所有电表的有功电流值之和在全时段下的幅值大小，能够进一步更新相低压出线i对应的待归属的电表分类集合
具体的，依次选取相线，并在其相应待归属的电表分类集合中依次选择各电表集合，若第k类电表集合满足或则分类电表集合Ωk仍保留于相出线i待归属的电表分类集合中，反之则剔除，以此更新相出线i待归属的电表分类集合。
具体以表4为例，依次选取相线，从当前相线待归属的电表分类集合中，通过将各电表集合中所有电表的有功电流幅值之和与当前相线有功电流幅值进行对比，剔除不满足判定条件的电表集合，更新的各相出线待归属的电表分类集合如表4所示，
表4
请参阅图11，在其中一个实施例中，步骤106中，确定各相低压出线待归属的电表分类集合之后，还包括以下步骤：
步骤110，根据各相低压出线的有功电流时序值，计算各相低压出线的有功电流时序均值；
基于以下公式，计算各相低压出线在T个时刻内有功电流时序均值：
其中，i＝1,2,...,N，t＝1,2,...,T，为相低压出线i在时刻t的有功电流值。
步骤112，对有功电流时序均值进行升序排序；
步骤114，从有功电流时序均值最小的相线起，依次计算匹配当前相线所需电表集合数的最小值与最大值，获取匹配当前相线电流所需电表集合的情况数。
在当前相线待归属的电表分类集合中，对所有电表集合进行组合，直至组合的电表集合符合节点电流定律时，需要组合多次。
其中，基于节点电流定律，当前相线的有功电流值等于该低压出线上所有电表流经的有功电流值之和的有功电流值，当组合中的电表集合的有功电流值之和大于当前相线的有功电流值时，则该组合不符合节点电流定律，因此，匹配当前相线所需电表集合的组合数存在最大值和最小值。在匹配当前相线所需电表集合数的最小值与最大值的限定下，匹配当前相线电流所需电表集合的情况数为在当前相线待归属的电表分类集合中，对所有电表集合进行组合，直至组合的电表集合符合节点电流定律时，组合次数最小的值。
则步骤108每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为所述相低压出线i的电表分类集合Γ，包括以下步骤：
步骤1082，结合情况数，每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合；
步骤1084，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为所述相低压出线i的电表分类集合Γ。
在情况数的限定下，每一类待归属的电表分类集合中，需要电表集合的组合次数最小。通过判断组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值是否满足预设的第一条件，若满足，则将组合后电表集合匹配为所述相低压出线i的电表分类集合Γ。
请参阅图12，在其中一个实施例中，步骤114从有功电流时序均值最小的相线起，依次计算匹配当前相线所需电表集合数的最小值与最大值，获取匹配当前相线电流所需电表集合的情况数，包括以下步骤：
步骤1142，从有功电流时序均值最小的相线起，对各相低压出线待归属的电表分类集合中，所有电表集合的有功电流值进行升序排序，当位于前x+1位电表集合的有功电流值之和大于当前相线的有功电流值时，则匹配当前相线所需电表集合数的最大值为x；
具体的，对于时刻t，选取有功电流时序均值最小的相线，其相应的待归属的电表分类集合中，所有电表集合均按照有功电流值从小到大进行排列，计算t时刻下匹配当前相线电流所需电表集合数的最大值at，综合全时段信息最终可得匹配当前相线电流所需电表集合数的最大值x＝min(a1,a2,…,at)。
例如，A相低压出线待归属的电表分类集合中，有3类电表集合，按照有功电流值的大小对这3类电表集合进行升序排序，当位于前3位电表集合的有功电流值之和大于当前相线的有功电流值时，则匹配当前相线所需电表集合数的最大值为2。
步骤1144，从有功电流时序均值最小的相线起，对各相低压出线待归属的电表分类集合中，所有电表集合的有功电流值进行降序排序，当位于前n+1位电表集合的有功电流值之和大于当前相线的有功电流值时，则匹配当前相线所需电表集合数的最大值为n，则匹配当前相线所需电表集合数的最小值为n；
具体的，对于时刻t，选取有功电流时序均值最小的相线，其相应的待归属的电表分类集合中，所有电表集合均按照有功电流值从大到小进行排列，计算t时刻下匹配当前相线电流所需电表集合数的最小值bt，综合全时段信息最终可得匹配当前相线电流所需电表集合数的最小值n＝max(b1,b2,…,bt)。
例如，A相低压出线待归属的电表分类集合中，有3类电表集合，按照有功电流值的大小对这3类电表集合进行降序排序，当位于前2位电表集合的有功电流值之和大于当前相线的有功电流值时，则匹配当前相线所需电表集合数的最大值为1。
步骤1146，基于如下公式，获得匹配当前相线电流所需电表集合的情况数：
其中，P为当前相线待归属电表分类库的电表集合数。
也即是说，匹配当前相线电流所需电表集合的情况数分为两种情况，在匹配当前相线电流所需电表集合数的最大值x与最小值n相等时，情况数d为在匹配当前相线电流所需电表集合数的最大值x与最小值n不相等时，情况数d为相较于所有情况组合的数目，本实施例的匹配方式减小运算量。具体以数值为例，若不实施步骤114，在普通模式中，例如，对于A相低压出线待归属的电表分类集合，存在5类电表集合，则需要组合若实施步骤114，若最大值为3，最小值为2，则需要组合减少7次匹配的运算量。
示例性地，计算各相线24个时刻有功电流时序均值，并依据有功电流时序均值从小到大对各相低压出线进行排序，由于1C<2B<2C<2A<1B<1A，故从1C相线的待归属电表分类集合开始匹配，计算24个时刻匹配1C相线所需电表集合数的最大值m＝2与最小值为n＝2；在当前相线所需电表集合的情况数内，通过排列组合，得到匹配为1C相线的电表集合为[M3C,M4C]，匹配为1C相线的电表有功电流时序曲线如附图13，然后，剔除1C相线及其电表分类[M3C,M4C]，更新剩余相线待归属的电表分类集合，重复步骤108即可完成目标台区各相线-电表的归属关系梳理，如表5所示，
表5
相线 最终的电表分类集合
1C [M3C]、[M4C]
2B [M1B]
2C [M1C,M2C]
2A [M1A,M2A]
1B [M2B,M3B]
1A [M3A,M4A,M5A,M6A]
由以上实施例可知，通过本发明提供的方法，仅依靠数据分析即可实现台区相序与线户关系的识别，无需新增其他终端设备，操作性较强，准确性较高，具有较高的工程实用价值。
应该理解的是，虽然说明书附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，说明书附图中的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
根据上述本发明的台区相序与线户关系识别方法，本发明还提供一种台区相序与线户关系识别装置，下面结合附图及较佳实施例对本发明的台区相序与线户关系识别装置进行详细说明。
请参阅图14，台区相序与线户关系识别装置100包括：获取模块10、分类模块20、确定模块30及匹配模块40，其中：
获取模块10，用于获取目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据。
分类模块20，用于根据电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合。
确定模块30，用于根据各相低压出线的有功电流值、电表的有功电流值和电压时序数据、配变低压侧三相母线的电压时序数据以及电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合。
匹配模块40，用于每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为相低压出线i的电表分类集合Γ；
其中，第一条件如下：
其中，t＝1,2,...,T，m＝1,2,...,M，k＝1,2,...,K；T为总的时刻数；M为电表的总数；K为电表集合的总数；hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值；为相低压出线i在时刻t的有功电流值；Ωk为第k类电表集合；ξ为电流匹配的相对误差允许值。
上述的台区相序与线户关系识别装置100中，首先通过获取模块10获取目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据；然后通过分类模块20根据电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合；接着再通过确定模块30根据各相低压出线的有功电流值、电表的有功电流值以及电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合；最后，通过匹配模块40每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为相低压出线i的电表分类集合Γ。相较于现有的台区识别方法，本发明的识别方法对目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据进行数据分析，即可实现台区相序与线户关系的识别，识别难度低，准确性较高，而且无需新增其他终端设备，操作性较强，运维压力小，具有较高的工程实用价值。
关于台区相序与线户关系识别装置的具体限定可以参见上文中对于台区相序与线户关系识别方法的限定，在此不再赘述。上述台区相序与线户关系识别装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
步骤102，获取目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据。
步骤104，根据电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合。
步骤106，根据各相低压出线的有功电流值、电表的有功电流值和电压时序数据、配变低压侧三相母线的电压时序数据以及电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合。
步骤108，每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为相低压出线i的电表分类集合Γ；
其中，第一条件如下：
其中，t＝1,2,...,T，m＝1,2,...,M，k＝1,2,...,K；T为总的时刻数；M为电表的总数；K为电表集合的总数；hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值；为相低压出线i在时刻t的有功电流值；Ωk为第k类电表集合；ξ为电流匹配的相对误差允许值。
在其中一个实施例中，该处理器执行计算机程序时还实现上述所有实施例中的方法步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
步骤102，获取目标台区各相低压出线的有功电流值、目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据。
步骤104，根据电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合。
步骤106，根据各相低压出线的有功电流值、电表的有功电流值和电压时序数据、配变低压侧三相母线的电压时序数据以及电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合。
步骤108，每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为相低压出线i的电表分类集合Γ；
其中，第一条件如下：
其中，t＝1,2,...,T，m＝1,2,...,M，k＝1,2,...,K；T为总的时刻数；M为电表的总数；K为电表集合的总数；hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值；为相低压出线i在时刻t的有功电流值；Ωk为第k类电表集合；ξ为电流匹配的相对误差允许值。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现上述所有实施例中的方法步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种台区相序与线户关系识别方法，其特征在于，包括：
获取目标台区各相低压出线的有功电流值、所述目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据；
根据所述电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合；
根据所述各相低压出线的有功电流值、所述电表的有功电流值和电压时序数据、所述配变低压侧三相母线的电压时序数据以及所述电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合；
每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为所述相低压出线i的电表分类集合Γ；
其中，所述第一条件如下：
其中，T为总的时刻数；M为电表的总数；K为电表集合的总数；hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值；为相低压出线i在时刻t的有功电流值；Ωk为第k类电表集合；ξ为电流匹配的相对误差允许值。
2.根据权利要求1所述的台区相序与线户关系识别方法，其特征在于，获取目标台区各相低压出线的有功电流值以及所述目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据的步骤，包括：
获取所述各相低压出线的电流时序数据及功率因数时序数据、所述电表的电流时序数据及功率因数时序数据；
将所述各相低压出线的电流时序数据转换为所述各相低压出线的有功电流值；
将所述电表的电流时序数据转换为所述电表的有功电流值。
3.根据权利要求1所述的台区相序与线户关系识别方法，其特征在于，所述根据所述电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合的步骤，包括：
根据所述电表的电压时序数据获取所述电表之间的电压相关系数矩阵；
根据所述电表的电压时序数据以及所述配变低压侧三相母线的电压时序数据获取所述电表与所述配变低压侧三相母线之间的电压相关系数矩阵；
根据所述电表之间的电压相关系数矩阵以及第一相关性阈值系数判断任意两个电表是否为同类电表，依据判断结果确定电表集合；
根据所述电表与所述配变低压侧三相母线之间的电压相关系数矩阵、第二相关性阈值系数以及电压幅值变化量阈值判断所述电表是否靠近所述配变低压侧三相母线，并将电表集合中靠近配变低压侧三相母线的电表独立，更新所述电表集合。
4.根据权利要求1所述的台区相序与线户关系识别方法，其特征在于，所述根据所述各相低压出线的有功电流值、所述电表的有功电流值和电压时序数据、所述配变低压侧三相母线的电压时序数据以及所述电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合的步骤，包括：
对于任意时刻t，若第k类电表集合中所述电表的最大电压时序均值数据以及所述配变低压侧三相母线中相母线的电压时序均值数据满足预设的第二条件，则将第k类电表集合Ωk添加至与相低压出线i对应的待归属的电表分类集合中，反之则不添加；
其中，所述第二条件如下：
其中
其中， 为电表m的电压时序均值，为配变低压侧相母线的电压时序均值，um,t为电表m在时刻t的电压值；为配变低压侧相母线在时刻t的电压值；为相低压出线i对应的待归属的电表分类集合。
5.根据权利要求4所述的台区相序与线户关系识别方法，其特征在于，所述根据所述各相低压出线的有功电流值、所述电表的有功电流值和电压时序数据、所述配变低压侧三相母线的电压时序数据以及所述电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合的步骤，还包括：
对于任意时刻t，若相低压出线i的有功电流值与第k类电表集合中所有电表的有功电流值之和满足预设的第三条件，则将第k类电表集合中Ωk保留于与所述相低压出线i对应的待归属的电表分类集合中，反之剔除，更新所述相低压出线i对应的待归属的电表分类集合；
其中，所述第三条件如下：
或
其中，hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值；为相低压出线i在时刻t的有功电流值；Ωk为第k类电表集合；ε为计及量测与通信的误差系数。
6.根据权利要求1所述的台区相序与线户关系识别方法，其特征在于，所述确定各相低压出线待归属的电表分类集合之后，还包括：
根据所述各相低压出线的有功电流时序值，计算所述各相低压出线的有功电流时序均值；
对所述有功电流时序均值进行升序排序；
从所述有功电流时序均值最小的相线起，依次计算匹配当前相线所需电表集合数的最小值与最大值，获取匹配当前相线电流所需电表集合的情况数；
则每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为所述相低压出线i的电表分类集合Γ的步骤，包括：
结合所述情况数，每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合；
若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为所述相低压出线i的电表分类集合Γ。
7.根据权利要求6所述的台区相序与线户关系识别方法，其特征在于，所述从所述有功电流时序均值最小的相线起，依次计算匹配当前相线所需电表集合数的最小值与最大值，获取匹配当前相线电流所需电表集合的情况数的步骤，包括：
从所述有功电流时序均值最小的相线起，对各相低压出线待归属的电表分类集合中，所有电表集合的有功电流值进行升序排序，当位于前x+1位电表的有功电流值之和大于当前相线的有功电流值时，则匹配当前相线所需电表集合数的最大值为x；
从所述有功电流时序均值最小的相线起，对各相低压出线待归属的电表分类集合中，所有电表集合的有功电流值进行降序排序，当位于前n+1位电表的有功电流值之和大于当前相线的有功电流值时，则匹配当前相线所需电表集合数的最大值为n，则匹配当前相线所需电表集合数的最小值为n；
基于如下公式，获得匹配当前相线电流所需电表集合的情况数：
其中，P为当前相线待归属电表分类库的电表集合数。
8.一种台区相序与线户关系识别装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标台区各相低压出线的有功电流值、所述目标台区的各电表的有功电流值和电压时序数据，以及配变低压侧三相母线的电压时序数据；
分类模块，用于根据所述电表的电压时序数据以及配变低压侧三相母线的电压时序数据划分电表的类型，获得电表集合；
确定模块，用于根据所述各相低压出线的有功电流值、所述电表的有功电流值以及所述电表集合，确定各相低压出线待归属的电表分类集合；
匹配模块，用于每一类各相低压出线待归属的电表分类集合中，对任意的电表集合进行组合，若对于任意时刻t，组合后电表集合的有功电流值总和以及相低压出线i的有功电流值满足预设的第一条件，则将组合后电表集合匹配为所述相低压出线i的电表分类集合Γ；
其中，所述第一条件如下：
其中，T为总的时刻数；M为电表的总数；K为电表集合的总数；hpm,t为电表m在时刻t的有功电流值；为相低压出线i在时刻t的有功电流值；Ωk为第k类电表集合；ξ为电流匹配的相对误差允许值。
9.一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，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权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
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