CN110907719A - 一种低压线路分段线损实时监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低压线路分段线损实时监测装置及方法，在主节点、分支节点、电表之间做到电能的精确实时计量，其中，低压线路分段线损实时监测装置包括包括通过电力线载波进行数据交互和时间同步的主节点监测单元和分支节点监测单元，主节点监测单元监测某个区域进线的总的电能数据以及电压、电流、功率等信息，分支节点监测单元对所安装节点的输入电能进行实时监测，同时抄读下游表箱内各个电表的实时电能增量，进行统计分析，各个分支节点监测单元与主节点监测单元进行电量增量对比。

Description

一种低压线路分段线损实时监测装置及方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种低压线路分段线损实时监测装置及方法。

背景技术

电能在传输的过程中，由于技术原因会造成一定的损耗，称之为线损；另外由于电能的分配、计量、统计而带来的误差也会反应出一些损耗；此外因为人为的异常用电也会造成电能的损失，这些因为技术或者人为的因素给电力管理带来一定的经济损失。

目前我国低压台区线路庞杂，私拉乱接现象较为严重，用户异常用电行为较多，给电力管理部门造成严重的经济损失。对此电力营销部门为加强用电核查力度，规范用户用电行为，对台区线损指标进行考核，多采取总表和用户表电量对比的方法进行排查，人员的工作量较大，同时也不能实时反应台区实际运行状况。

通常在低压台区配变出口、分支箱、表箱处安装监测装置，对节点电能进行对比来发现线路的损耗，这种总量对比能够在异常行为发生后定位电能损耗的节点，但实时性较差，为准确确定线损范围，定位用电异常用户，研制一种能够自动识别线损的实时分段监测装置，对于提高工作效率有着显著的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种低压线路分段线损实时监测装置及方法，以精确计算线损并正确定位用电异常线路。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种低压线路分段线损实时监测装置，包括通过电力线载波进行数据交互和时间同步的主节点监测单元和分支节点监测单元，

所述主节点监测单元安装在配变变压器低压出线柜的进线处或者分支箱进线处或者某区域线路的导线上，用于实时采集所在线路的电压、电流，并进行阻抗、功率及电量增量的计算；

所述分支节点监测单元安装在分支箱进线处或者表箱进线处或者电表进线处，用于实时采集所在线路的电压、电流，并进行阻抗、功率及电量增量的计算；所述分支节点监测单元还用于采集其下游电表的电压、电流、功率、电量数据，并将数据打上时间戳；

所述分支节点监测单元位于所述主节点监测单元下游，并将采集的数据汇总至所述主节点监测单元进行电量增量对比，所述主节点监测单元还用于计算线路实际损耗并在判定线路实际损耗大于设定阈值时，向相应的分支节点监测单元发出告警信息，定位异常线路。

其中，所述分支节点监测单元位于所述主节点监测单元下游具体是指所述分支节点监测单元在线路上位于所述主节点监测单元下游，且从属于所述主节点监测单元。

其中，所述分支节点监测单元通过线路发出网络识别信号，所述主节点监测单元接收所述网络识别信号后，判断出各自的从属关系。

其中，所述主节点监测单元计算的线路实际损耗ΔW按下述公式进行：

其中，W₀表示主节点电量增量，w_i表示分支节点电量增量，w_Li表示分支节点所在线路的物理损耗电量，N为分支节点数量。

其中，所述分支节点监测单元还用于按下述公式计算电表接线前至分支节点之间的线路实际损耗Δw_i：

其中，w_i表示分支节点电量增量，met_j表示电表电量增量，met_Lj表示电表接线前的线路的物理损耗电量，M为电表数量。

本发明还提供一种低压线路分段线损实时监测方法，通过所述低压线路分段线损实时监测装置实施，所述低压线路分段线损实时监测方法包括：

步骤S1，分支节点监测单元通过线路发出网络识别信号，主节点监测单元接收该网络识别信号后，判断出各自的从属关系；

步骤S2，主节点监测单元通过电力线载波发出网络时钟同步命令，分支节点监测单元将时间与主节点监测单元同步；

步骤S3，主节点监测单元和分支节点监测单元依据同步的时钟采集所在线路的电压、电流，并进行功率、阻抗、电量增量计算；分支节点监测单元还采集其下游电表的电压、电流、功率、电量数据，并将数据打上时间戳；

步骤S4，分支节点监测单元将采集的数据通过电力线载波传输给主节点监测单元，主节点监测单元计算线路实际损耗；

步骤S5，当主节点监测单元计算的线路实际损耗大于设定阈值时，主节点监测单元对相应的分支节点监测单元发出告警信息，同时定位异常线路。

其中，所述分支节点监测单元在线路上位于所述主节点监测单元下游，且从属于所述主节点监测单元。

其中，所述从属关系按主从顺序具体是主节点-分支节点-表箱节点-电表。

其中，所述主节点监测单元计算的线路实际损耗ΔW按下述公式进行：

其中，W₀表示主节点电量增量，w_i表示分支节点电量增量，w_Li表示分支节点所在线路的物理损耗电量，N为分支节点数量。

其中，所述分支节点监测单元还用于按下述公式计算电表接线前至分支节点之间的线路实际损耗Δw_i：

其中，w_i表示分支节点电量增量，met_j表示电表电量增量，met_Lj表示电表接线前的线路的物理损耗电量，M为电表数量。

本发明实施例的有益效果在于，通过主节点监测单元、分支节点监测单元的同步，电表抄读电量带有时间戳，同时计算线路的阻抗大小，排除线路本身的损耗，实现了低压线路分段线损的实时计算，能够实时定位损耗异常的线路，减少了排查时间。

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是本发明实施例一一种低压线路分段线损实时监测装置的架构示意图。

图2是本发明实施例二一种低压线路分段线损实时监测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

请参照图1所示，本发明实施例一提供一种低压线路分段线损实时监测装置，包括通过电力线载波进行数据交互和时间同步的主节点监测单元和分支节点监测单元，

所述主节点监测单元安装在配变变压器低压出线柜的进线处或者分支箱进线处或者某区域线路的导线上，用于实时采集所在线路的电压、电流，并进行阻抗、功率及电量增量的计算；

所述分支节点监测单元安装在分支箱进线处或者表箱进线处或者电表进线处，用于实时采集所在线路的电压、电流，并进行阻抗、功率及电量增量的计算；所述分支节点监测单元还用于采集其下游电表的电压、电流、功率、电量数据，并将数据打上时间戳；

所述分支节点监测单元位于所述主节点监测单元下游，并将采集的数据汇总至所述主节点监测单元进行电量增量对比，所述主节点监测单元还用于计算线路实际损耗并在判定线路实际损耗大于设定阈值时，向相应的分支节点监测单元发出告警信息，定位异常线路。

本实施例中，分支节点监测单元位于主节点监测单元下游是指分支节点监测单元在线路上位于主节点监测单元下游，且从属于主节点监测单元，例如，主节点监测单元安装在配变变压器低压出线柜的进线处时，分支节点监测单元则安装在分支箱进线处或者表箱进线处；主节点监测单元安装在分支箱进线处时，分支节点监测单元则安装在表箱进线处或者电表进线处。同样地，当分支节点监测单元安装于表箱进线处时，其采集下游电表的电压、电流、功率、电能量数据即采集其下游表箱内各个电表的相关数据。主节点监测单元安装处可以称作主节点，分支节点监测单元安装处可以称作分支节点。

在主节点监测单元和分支节点监测单元安装完毕后，分支节点监测单元通过线路发出网络识别信号，主节点监测单元收到此网络识别信号后，判断出各自的从属关系，即按主从顺序具体为主节点-分支节点-表箱节点-电表。然后，主节点监测单元通过电力线载波发出网络时钟同步命令，分支节点监测单元将时间与主节点监测单元同步。主节点监测单元和分支节点监测单元通过电力线载波对时，能够实现时钟毫秒级同步，在此基础上实现电压、电流的同步采样，阻抗、电能的同步计算，以提高线损分析的同时性。主节点监测单元和分支节点监测单元依据同步的时钟开始各自采集各自线路的电压、电流，在此基础上进行功率、阻抗、电量增量计算。电压、电流的AD采样数据经计算得到线路实时的电压、电流有效值，通过电压、电流的变化率得到线路的阻抗，电压、电流乘积的累加得到线路的电量增量。

分支节点监测单元抄读其下游各个电表的电压、电流、功率、电能数据，同时将数据打上时间戳，时间戳用于在分支节点监测单元将数据汇总至主节点监测单元之后，便于主节点监测单元同步比较相同时间段的电量增量。由于分支节点监测单元与主节点监测单元已经过时钟同步，主节点监测单元实时采集的数据不需时间戳，分支节点监测单元按照与主节点监测单元同步的时间采集即可，保证计量时刻一致。

具体地，主节点监测单元计算的线路实际损耗ΔW按下述公式进行：

其中，W₀表示主节点电量增量，w_i表示分支节点电量增量，w_Li表示分支节点所在线路的物理损耗电量，N为分支节点数量。

分支节点监测单元计算的电表接线前至分支节点之间的线路实际损耗Δw_i按下述公式进行：

其中，w_i表示分支节点电量增量，met_j表示电表电量增量，met_Lj表示电表接线前的线路的物理损耗电量，M为电表数量。

可以理解的是，线路上的开关、线路长度、老化等因素会造成线路本身物理损耗电量(即前述w_Li、met_Lj)，本实施例在计算线路实际损耗时将线路本身物理损耗电量排除，获得真实的线路损耗，避免因前述因素造成的损耗影响对异常用电的判断。

还需说明的是，由于分支节点监测单元汇总至主节点监测单元的数据已被打上时间戳，因此，主节点监测单元按前述公式计算线路实际损耗ΔW时均选取各分支节点相同时间段的数据。

进一步地，主节点监测单元计算出线路实际损耗ΔW后，将其与预先设定的阈值进行比较，如果ΔW大于阈值，则判断发生了异常用电。由于计算ΔW时采用了相应线路的w_i和w_Li，因此能够准确定位出发生异常用电的线路，为进一步查找该线路上发生异常用电的表箱、电表提供了支撑。分支节点监测单元计算的电表接线前至分支节点之间的线路实际损耗Δw_i也将发送至主节点监测单元，便于主节点综合考虑主节点、分支节点、电表的电能增量来判断异常线损。并且前述计算、判断均是实时完成，提高了线损监测的同时性、准确性。主节点、分支节点的阻抗计算能够预估各分段线路的实际热损耗，累加计算得到线路的实际的热损耗，对于异常线损能够做出精确判断。

相应于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种低压线路分段线损实时监测方法，包括：

步骤S1，分支节点监测单元通过线路发出网络识别信号，主节点监测单元接收该网络识别信号后，判断出各自的从属关系；

步骤S2，主节点监测单元通过电力线载波发出网络时钟同步命令，分支节点监测单元将时间与主节点监测单元同步；

步骤S3，主节点监测单元和分支节点监测单元依据同步的时钟采集所在线路的电压、电流，并进行功率、阻抗、电量增量计算；分支节点监测单元还采集其下游电表的电压、电流、功率、电量数据，并将数据打上时间戳；

步骤S4，分支节点监测单元将采集的数据通过电力线载波传输给主节点监测单元，主节点监测单元计算线路实际损耗；

步骤S5，当主节点监测单元计算的线路实际损耗大于设定阈值时，主节点监测单元对相应的分支节点监测单元发出告警信息，同时定位异常线路。

其中，所述分支节点监测单元在线路上位于所述主节点监测单元下游，且从属于所述主节点监测单元。

其中，所述从属关系按主从顺序具体是主节点-分支节点-表箱节点-电表。

其中，所述主节点监测单元计算的线路实际损耗ΔW按下述公式进行：

其中，W₀表示主节点电量增量，w_i表示分支节点电量增量，w_Li表示分支节点所在线路的物理损耗电量，N为分支节点数量。

其中，所述分支节点监测单元还用于按下述公式计算电表接线前至分支节点之间的线路实际损耗Δw_i：

其中，w_i表示分支节点电量增量，met_j表示电表电量增量，met_Lj表示电表接线前的线路的物理损耗电量，M为电表数量。

进一步地，主节点、分支节点的阻抗计算能够预估各分段线路的实际热损耗，累加计算得到线路的实际的热损耗，对于异常线损能够做出精确判断。

通过上述说明可知，本发明实施例的有益效果在于，通过主节点监测单元、分支节点监测单元的同步，电表抄读电量带有时间戳，同时计算线路的阻抗大小，排除线路本身的损耗，实现了低压线路分段线损的实时计算，能够实时定位损耗异常的线路，减少了排查时间。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种低压线路分段线损实时监测装置，其特征在于，包括通过电力线载波进行数据交互和时间同步的主节点监测单元和分支节点监测单元，

所述主节点监测单元安装在配变变压器低压出线柜的进线处或者分支箱进线处或者某区域线路的导线上，用于实时采集所在线路的电压、电流，并进行阻抗、功率及电量增量的计算；

所述分支节点监测单元安装在分支箱进线处或者表箱进线处或者电表进线处，用于实时采集所在线路的电压、电流，并进行阻抗、功率及电量增量的计算；所述分支节点监测单元还用于采集其下游电表的电压、电流、功率、电量数据，并将数据打上时间戳；

所述分支节点监测单元位于所述主节点监测单元下游，并将采集的数据汇总至所述主节点监测单元进行电量增量对比，所述主节点监测单元还用于计算线路实际损耗并在判定线路实际损耗大于设定阈值时，向相应的分支节点监测单元发出告警信息，定位异常线路。

2.根据权利要求1所述的低压线路分段线损实时监测装置，其特征在于，所述分支节点监测单元位于所述主节点监测单元下游具体是指所述分支节点监测单元在线路上位于所述主节点监测单元下游，且从属于所述主节点监测单元。

3.根据权利要求2所述的低压线路分段线损实时监测装置，其特征在于，所述分支节点监测单元通过线路发出网络识别信号，所述主节点监测单元接收所述网络识别信号后，判断出各自的从属关系。

4.根据权利要求1所述的低压线路分段线损实时监测装置，其特征在于，所述主节点监测单元计算的线路实际损耗ΔW按下述公式进行：

其中，W₀表示主节点电量增量，w_i表示分支节点电量增量，w_Li表示分支节点所在线路的物理损耗电量，N为分支节点数量。

5.根据权利要求4所述的低压线路分段线损实时监测装置，其特征在于，所述分支节点监测单元还用于按下述公式计算电表接线前至分支节点之间的线路实际损耗Δw_i：

其中，w_i表示分支节点电量增量，met_j表示电表电量增量，met_Lj表示电表接线前的线路的物理损耗电量，M为电表数量。

6.一种低压线路分段线损实时监测方法，其特征在于，通过如权利要求1所述的低压线路分段线损实时监测装置实施，所述低压线路分段线损实时监测方法包括：

步骤S1，分支节点监测单元通过线路发出网络识别信号，主节点监测单元接收该网络识别信号后，判断出各自的从属关系；

步骤S2，主节点监测单元通过电力线载波发出网络时钟同步命令，分支节点监测单元将时间与主节点监测单元同步；

步骤S3，主节点监测单元和分支节点监测单元依据同步的时钟采集所在线路的电压、电流，并进行功率、阻抗、电量增量计算；分支节点监测单元还采集其下游电表的电压、电流、功率、电量数据，并将数据打上时间戳；

步骤S4，分支节点监测单元将采集的数据通过电力线载波传输给主节点监测单元，主节点监测单元计算线路实际损耗；

步骤S5，当主节点监测单元计算的线路实际损耗大于设定阈值时，主节点监测单元对相应的分支节点监测单元发出告警信息，同时定位异常线路。

7.根据权利要求6所述的低压线路分段线损实时监测方法，其特征在于，所述分支节点监测单元在线路上位于所述主节点监测单元下游，且从属于所述主节点监测单元。

8.根据权利要求7所述的低压线路分段线损实时监测方法，其特征在于，所述从属关系按主从顺序具体是主节点-分支节点-表箱节点-电表。

9.根据权利要求6所述的低压线路分段线损实时监测方法，其特征在于，所述主节点监测单元计算的线路实际损耗ΔW按下述公式进行：

其中，W₀表示主节点电量增量，w_i表示分支节点电量增量，w_Li表示分支节点所在线路的物理损耗电量，N为分支节点数量。

10.根据权利要求9所述的低压线路分段线损实时监测方法，其特征在于，所述分支节点监测单元还用于按下述公式计算电表接线前至分支节点之间的线路实际损耗Δw_i：

其中，w_i表示分支节点电量增量，met_j表示电表电量增量，met_Lj表示电表接线前的线路的物理损耗电量，M为电表数量。

Images