CN112036686A - 基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法，包括：获获取预设低压配电网台区的月度线损，并将月度线损划分为训练集和测试集，其中，训练集为低损台区，测试集为高损台区；搭建预设低压配电台区的理论线区间计算模型；利用训练集训练理论线区间计算模型，得到理论线损区间计算模型，利用理论线损区间计算模型计算出测试集的理论线损区间，依据理论线损区间建立低压配电台区线损评价体系，以对次月台区进行评价和整改。该方法有效解决了线损指标“一刀切”的问题，对于低压配电台区线损治理与整改工作具有指导性意义。

Description

基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法

技术领域

本发明涉及电力系统配电网管理技术领域，特别涉及一种基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价的方法。

背景技术

随着我国社会经济的快速增长，以及电力改革的持续推进，我国电力行业呈现了又好又快的发展态势，表现在跨越式发展、发展方式转变、装备水平提升和节能降损明显。但从另一个方面可以发现，我国自然资源分布不均，电力供需不平衡，电力设备的投运和更新在一定程度上跟不上电力负荷快速发展的需要，虽然售电量逐步攀升，但随之而来的损耗偏大问题逐步凸现。电网结构、运行方式和管理能力逐步受到高损耗的挑战。为了解决这一问题，供电企业首当其冲要经历这次严峻的考验，并成为节能降损的重要阵地。电能在由产生到使用的过程中的各个环节都伴随着一定的损耗，其中电网部分，尤其是输电、配电方面体现的尤为明显。电网企业作为电力的输配单位，在电力的传输和配送过程中，通过采取有效的技术和管理措施，构建能源友好型电网运营方式成为了降损增效的重要途径。在这一背景下，节能减排、降低损耗被公认为缓解能源供应不平衡的重要解决方案，能够为经济的高速提升保驾护航，也是国家的一项基本国策。

线损是反映低压台区精益化管理和节能降损水平的重要指标，能够反映一个供电企业的能耗管理水平。线损指标包括了线损率指标和线损管理指标的两部分组成，而且需要电力营销、电能计量、电网经济运行等专业管理方面的支撑，才能保证线损指标的实现。由于我国低压台区供电区域发展不同步，导致线路纵横交错，而且具有用户种类多、用电性质复杂、三相负载不平衡和线损计算偏差大等特点。

目前电网公司对于不同供电区域的台区采取统一的考核指标，如城市中心的台区与边远郊区的台区，这显然是不合理的；同时对于所有出现异常线损的台区均采取逐户的排查手段，不仅耗费大量宝贵的人力资源，且效率低下。因此亟待解决目前线损计算偏差大、线损指标“一刀切”的问题，以及提出相应的降损方案，从而提升台区线损精益化的管理质效，达到节能减排和降低损耗目的。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法，该方法优先解决线损率相对较大的台区，达到低压配电台区快速降损的效果。

为达到上述目的，本发明实施例提出了基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法，包括以下步骤：步骤S1，获取预设低压配电网台区的月度线损，并将所述月度线损划分为训练集和测试集，其中，所述训练集为低损台区，所述测试集为高损台区；步骤S2，搭建所述预设低压配电台区的理论线区间计算模型；步骤S3，利用所述训练集训练理论线区间计算模型，得到理论线损区间计算模型，利用所述理论线损区间计算模型计算出所述测试集的理论线损区间，依据所述理论线损区间建立低压配电台区线损评价体系，以对次月的预设低压配电网台区进行评价和整改。

本发明实施例的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法，能够优先对相对高损的台区进行治理与整改，并且随着治理月份的迭代，能够有效降损；能够针对不同地区、不同供区类型生成相应的线损指标评价区间，解决传统“一刀切”方案对于发达地区要求较低，落后地区要求较高的问题；无需赖过多外部数据，仅以电网正常采集的数据，不需要额外的信息采集设备费用。

另外，根据本发明上述实施例的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，将所述预设低压配电网台区的月度线损升序排列，将前70％的台区划分为干净台区，所述干净台区对应的数据作为训练集，将后30％的台区划分为异常损耗台区，所述异常损耗台区对应的数据作为测试集。

进一步地，在本发明的一个实施例中，步骤S3中，所述步骤S3中，选取所述测试集中任一高损台区数据输入所述理论线损区间计算模型中，所述理论线损区间计算模型自动输出所述理论线损区域。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述低压配电台区线损评价体系包括合理线损区间、轻度线损区间、中度线损区间、重度线损区间和超高损区间。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述理论线损区域基础上±1得到所述合理线损区间；在所述理论线损区域基础上+5得到所述轻度线损区间；在所述理论线损区域基础上+5至+10得到所述中度线损区间；在所述理论线损区域基础上+10至+15得到所述重度线损区间；在所述理论线损区域基础上+15以上得到所述超高损区间。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S3进一步包括：基于所述低压配电台区线损评价体系，对所述次月台区的月度线损进行评价，当次月的预设低压配电网台区的月度线损超出所述低压配电台区线损评价体系的合理线损区间时，对所述预设低压配电网台区进行整改，并迭代执行步骤S1-S3，直至在所述合理线损区间内。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法流程图；

图2为本发明一个实施例中理论线损区间计算模型结构图；

图3为本发明一个实施例中预设低压配电台区线损合理区间与评价体系区间划分示意图；

图4为本发明一个实施例中理论线区间计算模型训练与数据迭代流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法。

图1是本发明一个实施例的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法流程图。

如图1所示，该基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法包括以下步骤：

在步骤S1中，获取预设低压配电网台区的月度线损，并将月度线损划分为训练集和测试集，其中，训练集为低损台区，测试集为高损台区。

进一步地，在本发明的一个实施例中，将预设低压配电网台区的月度线损升序排列，将前70％的台区划分为干净台区，干净台区对应的数据作为训练集，将后30％的台区划分为异常损耗台区，异常损耗台区对应的数据作为测试集

举例而言，由于不知道各个台区中哪些较为干净，哪些损耗较多，即各个台区的理论线损值无法知晓，且不同供区的理论线损区间各不相同，如A+类供区以城市核心区域为主，一般设备较新、供区内用户素质较高、监管力度较为严格，因此理论线损率会较低；而对于E类供区一般供电半径较大，设备老化严重，理论线损率较高，因此按照某个线损率阈值进行“一刀切”来评价与划分较为干净的台区与异常损耗的台区是不合理的。故采用“优胜劣改”的方式进行数据集划分，具体方案如下：

分别将低压配电网中A+、A、B、C、D供区的各台区月度线损按照从小到大排列，将前70％(即损耗较小)的台区视为干净台区，其所对应的数据为训练集；后30％为异常损耗台区，其所对应数据为测试集。该方案的主要思路是优先解决线损率相对较大的台区，达到低压配电台区快速降损的效果，即“优胜劣改”的数据集划分方案。

在步骤S2中，搭建预设低压配电台区的理论线区间计算模型。

具体地，如图2所示，理论线区间计算模型共有2个输入，Input1为经过独热相量编码后的类别型数据，并经一层全连接层进行信息融合；Input2为一个30*24*3的张量Tensor，包含了经过归一化处理后一个台区30天内、每日24个采集点的电压、电流和功率因数数据，并经过卷积层、池化层、BatchNormalization层、AlphaDropout层、GlobalAveragePooling层以及Relu激活函数进行信息抽取和表达。

其中，BatchNormalization层作用为批归一化，对每层的输出数据进行归一化操作，从而修正求导路径，节约参数更新时间以及缓解梯度消失现象；AlphaDropout层为Dropout层的进阶版，能够随机对输入数据进行冻结，从而防止训练过程中的过拟合现象；GlobalAveragePooling层能够将二维的Feature Map转为一维的向量，从而方便后续的分类任务；ReLu激活函数为一个非线性的函数，其公式为：从而在x大于0时梯度始终为1，能够有效缓解梯度消失现象。

全连接层对Input1进行信息抽取，卷积网络对Input2进行信息抽取，两者所得到的向量经过拼接，得到了一个可以对两个输入信息进行全面表达的向量，该向量再经过全连接层的信息表达后，进行一个6分类的分类任务，此时激活函数使用SoftMax函数，

输出类别概率。

在步骤S3中，利用训练集训练理论线区间计算模型，得到理论线损区间计算模型，利用理论线损区间计算模型计算出测试集的理论线损区间，依据理论线损区间建立低压配电台区线损评价体系，以对次月的预设低压配电网台区进行评价和整改。

进一步地，在本发明的一个实施例中，步骤S3中，选取测试集中任一高损台区数据输入理论线损区间计算模型中，理论线损区间计算模型自动输出理论线损区域。

进一步地，在本发明的一个实施例中，低压配电台区线损评价体系包括合理线损区间、轻度线损区间、中度线损区间、重度线损区间和超高损区间。

具体而言，基于已训练得到的高精确度的理论线损区间计算模型，当从测试集任选一个台区数据输入到模型中，模型会自动输出该模型的理论线损区间，该区间为置信度最高的合理区间；但考虑到实际的设备运行过程中，由于计量表计本身10％左右的计量误差，以及在数据传输中可能遇到的数据异常和精度损失，使得输入数据或多或少会存在一些扰动，造成模型的判别结果与实际存在些许误差，则在某些极端条件下可能会出现跨区间的情况，如理论线损区间为4.98％[4％-5％)的台区可能会被模型判断为5.00％[5％-6％)，或理论线损区间为5.99％[5％-6％)的台区可能会被模型判断为6.00％[6％-7％)。

因此，如图3所示，基于理论线损区间建立低压配电台区线损评价体系，其中，在理论线损区间计算模型输出的理论线损区间基础上±1，则得到置信度较低的合理线损区间。在模型输出的理论线损区间至在其基础上+5，则得到轻度线损区间；在模型输出的理论线损区间+5至+10为中度线损区间；在模型输出的理论线损区间+10至+15为重度线损区间；在模型输出的理论线损区间+15以上为超高损区间。可以理解的是，各区间的阀值均是根据现有情况来制定，随着后续台区治理初具成效，再根据实际情况进行调整与更新。

进一步地，在本发明的一个实施例中，步骤S3进一步包括：

基于低压配电台区线损评价体系，对次月台区的月度线损进行评价，当次月的预设低压配电网台区的月度线损超出低压配电台区线损评价体系的合理线损区间时，对预设低压配电网台区进行整改，并迭代执行步骤S1-S3，直至在合理线损区间内。

举例而言，如图4所示，本发明实施例的实施过程为：在一年中的某一个月通过信息采集系统采集1500个台区的原始数据，经过数据处理得到高质量数据，将数据按照“优胜劣改”的数据集划分方案进行划分，通过训练集训练模型得到理论线损区间计算模型，再由训练所得的理论线损区间计算模型来判断测试集台区的理论线损区间，次月对于不满足要求的台区进行整改与排查，按照步骤S1-S3进行重复迭代，即可逐渐降低全部台区的线损率。

综上，本发明实施例提出的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法与传统方法相比，具有以下有效果：

(1)采用“优胜劣改”的方式进行数据集划分。由于目前低压配电台区的拓扑信息盲区，无法搜集正例与负例样本信息，通过本申请的“优胜劣改”方式进行数据集划分，能够优先对相对高损的台区进行治理与整改，并且随着治理月份的迭代，能够有效降损。

(2)与传统的低压配电台区线损考核指标“一刀切”相比，能够针对不同地区、不同供区类型生成相应的线损指标评价区间，从而解决传统“一刀切”方案对于发达地区要求较低，落后地区要求较高的问题。

(3)整个评价体系的建立无需赖过多外部数据，仅以电网正常采集的数据为，故不需要增加额外的信息采集设备，较为经济。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，获取预设低压配电网台区的月度线损，并将所述月度线损划分为训练集和测试集，其中，所述训练集为低损台区，所述测试集为高损台区；

步骤S2，搭建所述预设低压配电台区的理论线区间计算模型；

步骤S3，利用所述训练集训练理论线区间计算模型，得到理论线损区间计算模型，利用所述理论线损区间计算模型计算出所述测试集的理论线损区间，依据所述理论线损区间建立低压配电台区线损评价体系，以对次月的预设低压配电网台区进行评价和整改。

2.根据权利要求1的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法，其特征在于，将所述预设低压配电网台区的月度线损升序排列，将前70％的台区划分为干净台区，所述干净台区对应的数据作为训练集，将后30％的台区划分为异常损耗台区，所述异常损耗台区对应的数据作为测试集。

3.根据权利要求1的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法，其特征在于，所述步骤S3中，选取所述测试集中任一高损台区数据输入所述理论线损区间计算模型中，所述理论线损区间计算模型自动输出所述理论线损区域。

4.根据权利要求1的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法，其特征在于，所述低压配电台区线损评价体系包括合理线损区间、轻度线损区间、中度线损区间、重度线损区间和超高损区间。

5.根据权利要求4的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法，其特征在于，在所述理论线损区域基础上±1得到所述合理线损区间；在所述理论线损区域基础上+5得到所述轻度线损区间；在所述理论线损区域基础上+5至+10得到所述中度线损区间；在所述理论线损区域基础上+10至+15得到所述重度线损区间；在所述理论线损区域基础上+15以上得到所述超高损区间。

6.根据权利要求1的基于理论线损区间计算的低压配电台区线损评价方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：

基于所述低压配电台区线损评价体系，对所述次月台区的月度线损进行评价，当次月的预设低压配电网台区的月度线损超出所述低压配电台区线损评价体系的合理线损区间时，对所述预设低压配电网台区进行整改，并迭代执行步骤S1-S3，直至在所述合理线损区间内。

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