CN112067922B - 一种低压台区户变关系的辨识方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种低压台区户变关系的辨识方法,解决了现有低压台区户变关系辨识的方法存在辨识结果不可靠、辨识效率低及安全隐患大的问题,本发明提出的辨识方法首先将待辨识的台区内所有配电变压器划分为若干集合,分集合辨识;然后依次确认台区档案记载的用户与配电变压器的电压有效值的相关性、用户与已确认挂接在配电变压器上的其它用户的电压有效值的相关性、用户与其它台区配电变压器的电压有效值的相关性,从而确认辨识低压台区的户变关系,不需要借助现场仪器辨识设备,避免了现有辨识方法“串台区”的问题,从而克服了辨识结果不可靠的缺陷,而且不需要工作人员现场操作,辨识效率高,也避免了可能存在的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及低压台区拓扑关系辨识的技术领域,更具体地,涉及一种低压台区户变关系的辨识方法。
背景技术
低压台区线损是线损管理的重要组成部分,如何有效地计算低压台区的线损并制定相应的降损策略,对提高企业经营效益,提升电网运行效率具有重要价值,准确的低压台区拓扑关系是同期线损分析的重要基础,而台区档案信息(包含台区拓扑户变关系)不准确将必然导致线损分析结果异常。然而,我国电力行业长期以来存在“重发、轻输、不管用”的弊病,尤其在低压台区方面,网络结构庞杂、用户数量众多且性质复杂、扩容改迁频繁、数据管理难度大。电网公司在多年的运营过程中会因为管理不规范或权责调整等各种原因造成少部分终端用户存在户变关系与台区档案记载不相符的错乱问题,因此,低压台区户变关系的正确辨识至关重要。
当前,低压台区户变关系辨识的方式包括人工识别和设备识别两种。人工识别需要依靠电力人员到现场逐户排查台区用户的归属情况,费时费力且效率极低,而设备识别多数基于电力载波技术直接通信与否或电流脉冲技术等来识别低压台区的户变关系,如2019年6月28日,公布号为CN109951747A的中国专利中公开了一种智能识别台区户变关系及户表关系的方法,通过电力载波路由器与用户的电力载波通信连接,在不影响用户正常用电的情况下识别户变关系,不需要逐个表箱核对,但是电力载波信号通过共地、共高压、并行布线耦合的方式向周边台区传输数据,尽管信号幅值有所衰减,但仍能和邻近变压器下距离较近的电表进行通信,故仍然存在“串台区”的问题。
基于电力载波与脉冲载波混合方式的低压台区户变关系辨识虽然解决了共高压串线、共地串线、共电缆沟串线的问题,但仍需人工测量,而且在采用电流钳进行低压台区户变关系辨识的过程中可能存在安全隐患,难以满足配电台区的安全智能化发展需求。
发明内容
为解决现有低压台区户变关系辨识的方法存在辨识结果不可靠、辨识效率低及安全隐患大的问题,本发明提出了一种低压台区户变关系的辨识方法,提升辨识结果准确性的同时,提高辨识效率,降低安全隐患。
为了达到上述技术效果,本发明的技术方案如下:
一种低压台区户变关系的辨识方法,至少包括以下步骤:
S1.将所有待辨识的台区内N个配电变压器划分为m个集合,n={1, 2,…,h,…,m};
S2.计算台区档案里第h个集合中挂接在配电变压器x上的用户y的电压有效值与配电变压器x出口电压有效值的相关性rxy;
S3.判断相关性rxy是否满足:
rxy>0.8,若是,用户y挂接在配电变压器x上,台区档案里用户y与配电变压器x的户变关系正确,否则,执行步骤S4;
S4.判断相关性rxy是否满足:
0.3≤rxy≤0.8,若是,执行步骤S5,否则,台区档案上用户y与配电变压器x 的户变关系错误,执行步骤S7;
S5.计算用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器x上的任意一个用户y′电压有效值的相关性rxy′;
S6.判断相关性ryy′是否符合标准,若是,用户y挂接在配电变压器x上,台区档案里用户y与配电变压器x的户变关系正确;否则,执行步骤S7;
S7.通过“跨台区法”确认用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系;
S8.判断用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系是否确认,若是,输出用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系,否则,h 的值增加1,执行步骤S9;
S9.判断h是否大于m,若是,对用户y采取特殊处理,返回步骤S2;否则,返回步骤S2。
在步骤S1~步骤S9执行之前,台区档案里已经记载所有用户中各个用户与对应的低压台区配电变压器的户变关系,但台区档案里记载的户变关系存在错漏,所以步骤S1~步骤S9的执行可以确认台区档案里记载的户变关系的正确性以及辨识出正确的户变关系;另外,由于电力企业的大用户数量较多,将所有待辨识的台区内N个配电变压器划分为m个集合可以降低辨识过程中对计算机软硬件的消耗,提高辨识速度。
优选地,所有待辨识台区内的任意一个配电变压器为一个台区。
优选地,任意一个配电变压器的出口电压有效值通过配电变压器低压侧采集,用户y的电压有效值通过用户电表采集。
优选地,步骤S2所述的用户y的电压有效值与配电变压器x出口电压有效值的相关性rxy的计算公式为:
其中, sxy、sx、sy均为中间参数;n表示采集的配电变压器x出口电压有效值或用户y 的电压有效值的个数;Xj表示采集的配电变压器x的第j个出口电压有效值;表示采集的配电变压器x的n个出口电压有效值的平均值;Yj表示采集的用户y 的第j个电压有效值;表示采集的用户y的n个电压有效值的平均值。
在此,用户y是台区档案里记载的挂接在配电变压器x上的用户,实际配网同一台区(同一配电变压器)的用户电压波动规律相似性强,而挂接在不同台区 (不同配电变压器)的用户电压波动相似性较差,计算用户y的电压有效值与配电变压器x出口电压有效值的相关性rxy有利于帮助工作人员确认台区档案里记载的用户y与配电变压器x的户变关系的正确性。
优选地,步骤S5所述的计算用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器x上的用户y′电压有效值的相关性rxy′的公式为:
其中, sy′、sy均为中间参数;n表示采集的用户y电压有效值或用户y′的电压有效值的个数;Y′j表示采集的用户y′的第j个电压有效值;表示采集的用户y′的n个电压有效值的平均值;Yj表示采集的用户y的第j个电压有效值;表示采集的用户y的n个电压有效值的平均值。
在此,若通过计算得到用户y的电压有效值与配电变压器x出口电压有效值的相关性rxy在0.3~0.8之间,则台区档案里记载的用户y与配电变压器x的户变关系可能错误也可能是人为录入失误,即可能该用户实际并未挂在该台区配电变压器上,而人工录入挂接图所在的台区档案时发生失误,也可能因为用户y与配电变压器的电气距离较远,电压波动相似性不足,因此出现相关性不足的现象,通过计算用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器x上的用户y′电压有效值的相关性rxy′,可以确认用户y属于上述两种“可能”中的何种情况,一方面有利于工作人员甄选出归档失误的用户,另一方面也为后续进一步辨识出用户y的正确户变关系提供先行保障。
优选地,步骤S6所述的相关性ryy′符合的标准为:ryy′>0.8。
优选地,步骤S7所述“跨台区法”确认用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系的过程为:
S701.计算用户y的电压有效值与除配电变压器x之外的剩余N-1个配电变压器任意一个的出口电压有效值的相关性ryN-1,ryN-1={ry1,ry2,...,ryi,...,ryN-1}, i表示除配电变压器x之外的剩余N-1个配电变压器中任意一个的标号;
S702.判断相关性ryi是否大于0.8,若是,台区档案里用户y与配电变压器x 的户变关系错误,用户y挂接在配电变压器i上;否则,执行步骤S703;
S703.令ryz=max{ry1,ry2,...,ryi,...,ryN-1},z表示相关性ryN-1中与用户y 的电压有效值相关性最大的配电变压器标号,计算用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器z上的用户z′的电压有效值的相关性ryz';
S704.判断相关性ryz'是否大于0.8,若是,用户y挂接在配电变压器z上;否则,排除配电变压器z,计算用户y的电压有效值与剩余N-2个配电变压器的出口电压值相关性最大的配电变压器上已确认挂接的用户的电压有效值的相关性,并判断是否大于0.8,直至剩余N-2个配电变压器全部遍历。
在此,明确了用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器x上的用户y′电压有效值的相关性较低,表明实际用户y并未挂接在配电变压器x上,即不属于配电变压器x所在的台区,需要执行“跨台区法”辨识用户y的户相关系,确认用户y是否挂接在除配电变压器x之外的剩余N-1个配电变压器中任意一个上,保证不遗漏的确认用户y的户变关系。
优选地,相关性ryN-1中任意一个相关性ryi的计算公式为:
其中,si、sy均为中间参数;n表示采集的用户y的电压有效值或配电变压器i出口电压有效值的个数;Ij表示采集的配电变压器i的第j个出口电压有效值;表示采集的配电变压器i的n个电压有效值的平均值;Yj表示采集的用户y的第j个电压有效值;表示采集的用户y的n个电压有效值的平均值。
优选地,步骤S9所述的对用户y采取的特殊处理包括:A.提取用户y的电压的瞬时值;B.对用户y的电压的瞬时值进行快速傅里叶变换;C.计算快速傅里叶变换后的用户y的电压的工频有效值,以快速傅里叶变换后的用户y电压的工频有效值作为用户y的电压有效值。
在此,通过执行步骤S1~步骤S8之后,遍历了所有的台区配电变压器及遍历了m个集合,均无法确认用户y的户变关系时,可能因为外接的强干扰、无功补偿或有功线损过大等强影响,同时也可能因为用户y的物理位置与所有配电变压器或其他用户的距离都较远,导致用户y的电压有效值与所有其它已经确认挂接的用户的电压有效值无法达到强相关,使得用户y成为特殊用户,而对其采取特殊处理的A、B、C过程,属于现有比较成熟的技术。
与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:
本发明提出一种低压台区户变关系的辨识方法,首先将待辨识的台区内所有配电变压器划分为若干集合,分集合辨识,降低辨识过程中大用户数据对计算机的消耗,从而提高用户与配电变压器的户变关系辨识速度;然后,依次确认台区档案记载的用户与配电变压器的电压有效值的相关性、用户与已确认挂接在配电变压器上的其它用户的电压有效值的相关性、用户与其它台区配电变压器的电压有效值的相关性,从而确认辨识低压台区的户变关系,不需要借助现场仪器辨识设备,避免了现有辨识方法“串台区”的问题,从而克服了辨识结果不可靠的缺陷,而且不需要工作人员现场操作,辨识效率高,也避免了可能存在的安全隐患。
附图说明
图1表示本发明提出的低压台区户变关系的辨识方法的流程图;
图2表示本发明例中提出的待辨识的低压台区的配电变压器与用户间的连接结构图;
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
为了更好地说明本实施例,附图某些部位会有省略、放大或缩小,并不代表实际尺寸;
对于本领域技术人员来说,附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示的低压台区户变关系的辨识方法的流程图,参见图1,所述方法参包括:
S1.将所有待辨识的台区内N个配电变压器划分为m个集合,n={1, 2,…,h,…,m};
在本实施例中,如图2所示,待辨识的低压台区的配电变压器共500个,将 500个配电变压器划分为5个集合,每个集合100个配变,每个配变150个用户。
S2.计算台区档案里第i个集合中挂接在配电变压器x上的用户y的电压有效值与配电变压器i出口电压有效值的相关性rxy;
S3.判断相关性rxy是否满足:
rxy>0.8,若是,用户y挂接在配电变压器x上,台区档案里用户y与配电变压器x的户变关系正确,否则,执行步骤S4;
S4.判断相关性rxy是否满足:
0.3≤rxy≤0.8,若是,执行步骤S5,否则,台区档案上用户y与配电变压器x 的户变关系错误,执行步骤S7;
S5.计算用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器x上的任意一个用户y′电压有效值的相关性rxy′;
S6.判断相关性ryy′是否符合标准,若是,用户y挂接在配电变压器x上,台区档案里用户y与配电变压器x的户变关系正确;否则,执行步骤S7;标准为: ryy′>0.8;
S7.通过“跨台区法”确认用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系;
S8.判断用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系是否确认,若是,输出用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系,否则,h 的值增加1,执行步骤S9;
S9.判断h是否大于m,若是,对用户y采取特殊处理,返回步骤S2;否则,返回步骤S2。
在步骤S1~步骤S9执行之前,台区档案里已经记载所有用户中各个用户与对应的低压台区配电变压器的户变关系,但在具体的工作中,可能由于工作人员疏忽,台区档案里记载的户变关系是容易存在错漏的,所以步骤S1~步骤S9的执行可以确认台区档案里记载的户变关系的正确性以及辨识出正确的户变关系;另外,由于电力企业的大用户数量较多,如在本实施例中,待辨识台区的所有配电变压器共500个,直接进行辨识,对计算机的软件及硬件要求较高,将500个配电变压器划分为5个集合,可以降低辨识过程中对计算机软硬件的消耗,提高辨识速度。
在本实施例中,所有待辨识台区内的任意一个配电变压器为一个台区,任意一个配电变压器的出口电压有效值通过配电变压器低压侧采集,用户y的电压有效值通过用户电表采集。
用户y的电压有效值与配电变压器x出口电压有效值的相关性rxy的计算公式为:
其中, sxy、sx、sy均为中间参数;n表示采集的配电变压器x出口电压有效值或用户y 的电压有效值的个数;Xj表示采集的配电变压器x的第j个出口电压有效值;表示采集的配电变压器x的n个出口电压有效值的平均值;Yj表示采集的用户y 的第j个电压有效值;表示采集的用户y的n个电压有效值的平均值,由于不同时刻系统的负荷情况及运行状态不同,用户处的电压会呈现一定的波动,同一相的台区配电变压器(一个配变为一个台区)和用户的电表之间具有确定的电气连接,因此用户侧的电压会随着台区配电变压器的出口电压的升高而升高,二者具有高度的相关性,变化趋势高度一致,即处于同一台区同一相别的用户,电压波动规律具有很强的相似性,而属不同台区的用户,其电气距离远,电压波动相似性较差。因此,基于配网同一台区(同一配电变压器)的用户电压波动规律相似性强,而挂接在不同台区(不同配电变压器)的用户电压波动相似性较差,计算用户y的电压有效值与配电变压器x出口电压有效值的相关性rxy有利于帮助工作人员确认台区档案里记载的用户y与配电变压器x的户变关系的正确性。
在本实施例中,步骤S5所述的计算用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器x上的用户y′电压有效值的相关性rxy′的公式为:
其中,sy′、sy均为中间参数;n表示采集的用户y电压有效值或用户y′的电压有效值的个数;Y′j表示采集的用户y′的第j个电压有效值;表示采集的用户y′的n个电压有效值的平均值;Yj表示采集的用户y的第j个电压有效值;表示采集的用户y的n个电压有效值的平均值。若通过计算得到用户y的电压有效值与配电变压器x出口电压有效值的相关性rxy在0.3~0.8之间,则台区档案里记载的用户 y与配电变压器x的户变关系可能错误也可能是人为录入失误,即可能该用户实际并未挂在该台区配电变压器上,而人工录入挂接图所在的台区档案时发生失误,也可能因为用户y与配电变压器的电气距离较远,电压波动相似性不足,因此出现相关性不足的现象,通过计算用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器 x上的用户y′电压有效值的相关性rxy′,可以确认用户y属于上述两种“可能”中的何种情况,一方面有利于工作人员甄选出归档失误的用户,另一方面也为后续进一步辨识出用户y的正确户变关系提供先行保障。
在此,步骤S7所述“跨台区法”确认用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系的过程为:
S701.计算用户y的电压有效值与除配电变压器x之外的剩余N-1个配电变压器任意一个的出口电压有效值的相关性ryN-1,ryN-1={ry1,ry2,...,ryi,...,ryN-1}, i表示除配电变压器x之外的剩余N-1个配电变压器中的任意一个的标号;
S702.判断相关性ryi是否大于0.8,若是,台区档案里用户y与配电变压器x 的户变关系错误,用户y挂接在配电变压器i上;否则,执行步骤S703;
S703.令ryz=max{ry1,ry2,...,ryi,...,ryN-1},z表示相关性ryN-1中与用户y 的电压有效值相关性最大的配电变压器标号,计算用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器z上的用户z′的电压有效值的相关性ryz';
S704.判断相关性ryz'是否大于0.8,若是,用户y挂接在配电变压器z上;否则,排除配电变压器z,计算用户y的电压有效值与剩余N-2个配电变压器的出口电压值相关性最大的配电变压器上已确认挂接的用户的电压有效值的相关性,并判断是否大于0.8,直至剩余N-2个配电变压器全部遍历。
基于前述已明确用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器x上的用户 y′电压有效值的相关性较低,表明实际用户y并未挂接在配电变压器x上,即不属于配电变压器x所在的台区,需要执行“跨台区法”辨识用户y的户相关系,确认用户y是否挂接在除配电变压器x之外的剩余N-1个配电变压器中任意一个上,保证不遗漏的确认用户y的户变关系。
相关性ryN-1中任意一个相关性ryi的计算公式为:
其中,si、sy均为中间参数;n表示采集的用户y的电压有效值或配电变压器i出口电压有效值的个数;Ij表示采集的配电变压器i的第j个出口电压有效值;表示采集的配电变压器i的n个电压有效值的平均值;Yj表示采集的用户y的第j个电压有效值;表示采集的用户y的n个电压有效值的平均值。
在本实施例中,步骤S9所述的对用户y采取的特殊处理包括:A.提取用户 y的电压的瞬时值;B.对用户y的电压的瞬时值进行快速傅里叶变换;C.计算快速傅里叶变换后的用户y的电压的工频有效值,以快速傅里叶变换后的用户y电压的工频有效值作为用户y的电压有效值。
在此,通过执行步骤S1~步骤S8之后,遍历了所有的台区配电变压器及遍历了m个集合,均无法确认用户y的户变关系时,可能因为外接的强干扰、无功补偿或有功线损过大等强影响,同时也可能因为用户y的物理位置与所有配电变压器或其他用户的距离都较远,导致用户y的电压有效值与所有其它已经确认挂接的用户的电压有效值无法达到强相关,使得用户y成为特殊用户,而对其采取特殊处理的A、B、C过程,属于现有比较成熟的技术,此处不再赘述。
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
显然,本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种低压台区户变关系的辨识方法,其特征在于,至少包括以下步骤:
S1.将所有待辨识的台区内N个配电变压器划分为m个集合,N={1,2,…,h,…,m};
S2.计算台区档案里第h个集合中挂接在配电变压器x上的用户y的电压有效值与配电变压器x出口电压有效值的相关性r xy ;
S3.判断相关性r xy 是否满足:
r xy >0.8,若是,用户y挂接在配电变压器x上,台区档案里用户y与配电变压器x的户变关系正确,否则,执行步骤S4;
S4.判断相关性r xy 是否满足:
0.3≤r xy ≤0.8,若是,执行步骤S5,否则,台区档案上用户y与配电变压器x的户变关系错误,执行步骤S7;
S5.计算用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器x上的任意一个用户y´电压有效值的相关性r xy´ ;
S6.判断相关性r yy´ 是否符合标准,若是,用户y挂接在配电变压器x上,台区档案里用户y与配电变压器x的户变关系正确;否则,执行步骤S7;
S7.通过“跨台区法”确认用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系;
所述“跨台区法”确认用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系的过程为:
S701.计算用户y的电压有效值与除配电变压器x之外的剩余N-1个配电变压器任意一个的出口电压有效值的相关性r yN-1,r yN-1={r y1,r y2,...,r yi ,...,r yN-1},i表示除配电变压器x之外的剩余N-1个配电变压器中任意一个的标号;
S702.判断相关性r yi 是否大于0.8,若是,台区档案里用户y与配电变压器x的户变关系错误,用户y挂接在配电变压器i上;否则,执行步骤S703;
S703.令r yz =max{r y1,r y2,...,r yi ,...,r yN-1},z表示相关性r yN-1中与用户y的电压有效值相关性最大的配电变压器标号,计算用户y的电压有效值与已确认挂接在配电变压器z上的用户z´的电压有效值的相关性r yz';
S704.判断相关性r yz'是否大于0.8,若是,用户y挂接在配电变压器z上;否则,排除配电变压器z,计算用户y的电压有效值与剩余N-2个配电变压器的出口电压值相关性最大的配电变压器上已确认挂接的用户的电压有效值的相关性,并判断是否大于0.8,直至剩余N-2个配电变压器全部遍历;
S8.判断用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系是否确认,若是,输出用户y与所有待辨识的台区内N个配电变压器的户变关系,否则,h的值增加1,执行步骤S9;
S9.判断h是否大于m,若是,对用户y采取特殊处理,返回步骤S2;否则,返回步骤S2;
所述的对用户y采取的特殊处理包括:A.提取用户y的电压的瞬时值;B.对用户y的电压的瞬时值进行快速傅里叶变换;C.计算快速傅里叶变换后的用户y的电压的工频有效值,以快速傅里叶变换后的用户y电压的工频有效值作为用户y的电压有效值。
2.根据权利要求1所述的低压台区户变关系的辨识方法,其特征在于,所有待辨识台区内的任意一个配电变压器为一个台区。
3.根据权利要求2所述的低压台区户变关系的辨识方法,其特征在于,任意一个配电变压器的出口电压有效值通过配电变压器低压侧采集。
4.根据权利要求3所述的低压台区户变关系的辨识方法,其特征在于,用户y的电压有效值通过用户电表采集。
7.根据权利要求6所述的低压台区户变关系的辨识方法,其特征在于,步骤S6所述的相关性r yy´ 符合的标准为:r yy´ >0.8。
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