CN112418701B - 配电网线路等效电阻计算方法、装置、终端及存储介质 - Google Patents

配电网线路等效电阻计算方法、装置、终端及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种配电网线路等效电阻计算方法、装置、终端及存储介质。本申请基于配电网低压侧的功率状况与线路电阻变化的相互关系，通过获取配电网中的电能供给量和用户的用电计量数据，计算出配网台区网络等效电阻，不依赖于现场检测，也无须掌握低压线路具体参数，解决了因目前配电网线路运行参数测录工作繁琐、效率低的现状而导致的目前配电网线路老化处理效率低的技术问题。

Description

配电网线路等效电阻计算方法、装置、终端及存储介质
技术领域
本申请涉及配电网技术领域，尤其涉及一种配电网台区网络等效电阻计算方法、装置、终端及存储介质。
背景技术
配电网低压线路作为供电线路的最末端，直接接入千家万户，其运行环境相比于10kV及以上线路较为恶劣，线路的老化及破损现象时有发生。线路的老化及破损必然伴随着线路电阻的变化，若能获取线路的电阻数据，对于配电网的健康状况诊断，有着重要作用。
目前确定配电网线路电阻常用的方法包括测录法，即利用测量仪器，获取一段线路两端电压值及电流值，再依据欧姆定律计算获得配电网线路电阻，但配电网低压线路数量级巨大，网络节点、分支线、元件数量庞大，且多数元件不具备测录运行参数的条件，造成了目前配电网线路运行参数测录工作繁琐、效率低的现象，进而导致目前配电网线路老化处理效率低的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种配电网台区网络等效电阻计算方法、装置、终端及存储介质，用于解决目前配电网线路老化处理效率低的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种配电网线路等效电阻计算方法，包括：
根据配电网台区内的户表以及所述户表与配电网低压侧的各个相别的连接关系，构建户表归属矩阵；
根据所述配电网台区统计的各个相别的电能供给量，建立三相总功率供给矩阵；
根据所述户表的用电计量数据，确定所述户表的有功功率，并根据所述各个所述户表的有功功率，构建户表有功功率矩阵；
基于配电网线损与用户消耗电能的数学关系，结合所述户表的有功功率和配电网在预设时段内的平均电压参数的比值，构建辅助参量矩阵；
根据所述户表归属矩阵、所述三相总功率供给矩阵、所述户表有功功率矩阵以及所述辅助参量矩阵，通过线路等效电阻矩阵计算公式，得到所述配电网的线路等效电阻，其中，所述线路等效电阻矩阵计算公式具体为：
Figure BDA0002812293320000021
式中，R为线路等效电阻矩阵，Z为三相总功率供给矩阵，G为所述户表归属矩阵，P为所述户表有功功率矩阵，F为所述辅助参量矩阵，Δt为所述预设时段的时长。
优选地，所述三相总功率供给矩阵具体为：
Figure BDA0002812293320000022
式中，WA总tn为所述配电网台区在预设时段tn统计的A相的电能供给量，WB总tn为所述配电网台区在第n个预设时段的统计的B相的电能供给量，WC总tn为所述配电网台区在第n个预设时段的统计的C相的电能供给量，n为所述预设时段的序号。
优选地，所述户表有功功率矩阵具体为：
Figure BDA0002812293320000023
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，m为所述户表的序号，n为所述预设时段的序号。
优选地，所述辅助参量矩阵具体为：
Figure BDA0002812293320000024
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，U2 m,tn为户表m在预设时段tn的平均电压，Δt为所述预设时段的时长，m为所述户表的序号，n为所述预设时段的序号。
本申请第二方面提供了一种配电网线路等效电阻计算装置，包括：
户表归属矩阵构建单元，用于根据配电网台区内的户表以及所述户表与配电网低压侧的各个相别的连接关系，构建户表归属矩阵；
三相总功率供给矩阵构建单元，用于根据所述配电网台区统计的各个相别的电能供给量，建立三相总功率供给矩阵；
户表有功功率矩阵构建单元，用于根据所述户表的用电计量数据，确定所述户表的有功功率，并根据所述各个所述户表的有功功率，构建户表有功功率矩阵；
辅助参量矩阵构建单元，用于基于配电网线损与用户消耗电能的数学关系，结合所述户表的有功功率和配电网在预设时段内的平均电压参数的比值，构建辅助参量矩阵；
配电网的线路等效电阻计算单元，用于根据所述户表归属矩阵、所述三相总功率供给矩阵、所述户表有功功率矩阵以及所述辅助参量矩阵，通过线路等效电阻矩阵计算公式，得到所述配电网的线路等效电阻，其中，所述线路等效电阻矩阵计算公式具体为：
Figure BDA0002812293320000031
式中，R为线路等效电阻矩阵，Z为三相总功率供给矩阵，G为所述户表归属矩阵，P为所述户表有功功率矩阵，F为所述辅助参量矩阵，Δt为所述预设时段的时长。
优选地，所述三相总功率供给矩阵具体为：
Figure BDA0002812293320000032
式中，WA总tn为所述配电网台区在预设时段tn统计的A相的电能供给量，WB总tn为所述配电网台区在第n个预设时段的统计的B相的电能供给量，WC总tn为所述配电网台区在第n个预设时段的统计的C相的电能供给量，n为所述预设时段的序号。
优选地，所述户表有功功率矩阵具体为：
Figure BDA0002812293320000041
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，m为所述户表的序号，n为所述预设时段的序号。
优选地，所述辅助参量矩阵具体为：
Figure BDA0002812293320000042
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，U2 m,tn为户表m在预设时段tn的平均电压，Δt为所述预设时段的时长，m为所述户表的序号，n为所述预设时段的序号。
本申请第三方面提供了一种配电网线路等效电阻计算终端，包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储与如本申请第一方面提及的配电网线路等效电阻计算方法相对应的程序代码；
所述处理器用于执行所述程序代码。
本申请第四方面提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有与如本申请第一方面提及的配电网线路等效电阻计算方法相对应的程序代码。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请提供了一种配电网线路等效电阻计算方法，包括：根据配电网台区内的户表以及所述户表与配电网低压侧的各个相别的连接关系，构建户表归属矩阵；根据所述配电网台区统计的各个相别的电能供给量，建立三相总功率供给矩阵；根据所述户表的用电计量数据，确定所述户表的有功功率，并根据所述各个所述户表的有功功率，构建户表有功功率矩阵；基于配电网线损与用户消耗电能的数学关系，结合所述户表的有功功率和配电网在预设时段内的平均电压参数的比值，构建辅助参量矩阵；根据所述户表归属矩阵、所述三相总功率供给矩阵、所述户表有功功率矩阵以及所述辅助参量矩阵，通过线路等效电阻矩阵计算公式，得到所述配电网的线路等效电阻。
本申请基于配电网低压侧的功率状况与线路电阻变化的相互关系，通过获取配电网中的电能供给量和用户的用电计量数据，计算出配网台区网络等效电阻，不依赖于现场检测，也无须掌握低压线路具体参数，解决了因目前配电网线路运行参数测录工作繁琐、效率低的现状而导致的目前配电网线路老化处理效率低的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请提供的一种配电网线路等效电阻计算方法实施例的流程示意图。
图2为本申请提供的一种配电网线路等效电阻计算装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种配电网台区网络等效电阻计算方法、装置、终端及存储介质，用于解决目前配电网线路老化处理效率低的技术问题。
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请第一个实施例提供了一种配电网线路等效电阻计算方法，包括：
步骤101、根据配电网台区内的户表以及户表与配电网低压侧的各个相别的连接关系，构建户表归属矩阵。
假设该变压器台区下所有用户均为单相用户，并已知每个户表所接的相别，不妨假设共m户，其中x户接入A相，y户接入B相，z户接入C相。设户表归属矩阵为G，则：
Figure BDA0002812293320000061
式中，矩阵中的每一列分别代表一个户表的接入情况，每一行代表三相中同一相(A相、B相或C相)的接入情况，假设“1”代表该户表接入该行对应的相别。
步骤102、根据配电网台区统计的各个相别的电能供给量，建立三相总功率供给矩阵。
设每个时段的时间差为Δt，由计量系统从m个不同时段，取该变压器低压出线位置的三相总有功数据矩阵Z,如下：
Figure BDA0002812293320000062
式中，WA总tn为配电网台区在预设时段tn统计的A相的电能供给量，WB总tn为配电网台区在第n个预设时段的统计的B相的电能供给量，WC总tn为配电网台区在第n个预设时段的统计的C相的电能供给量，n为预设时段的序号。
步骤103、根据户表的用电计量数据，确定户表的有功功率，并根据各个户表的有功功率，构建户表有功功率矩阵。
(1)需要说明的是，由计量系统从n个不同时段，取m个户表的有功功率，获得总有功数据矩阵P：
Figure BDA0002812293320000063
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，m为户表的序号，n为预设时段的序号。
步骤104、基于配电网线损与用户消耗电能的数学关系，结合户表的有功功率和配电网在预设时段内的平均电压参数的比值，构建辅助参量矩阵。
其中，辅助参量矩阵具体为：
Figure BDA0002812293320000071
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，U2 m,tn为户表m在预设时段tn的平均电压，Δt为预设时段的时长，m为户表的序号，n为预设时段的序号。
步骤105、根据户表归属矩阵、三相总功率供给矩阵、户表有功功率矩阵以及辅助参量矩阵，通过线路等效电阻矩阵计算公式，得到配电网的线路等效电阻。
需要说明的是，任意时段，根据能量守恒定理，配电网台区低压线路及智能电表的损耗，有如下关系：
Figure BDA0002812293320000072
Figure BDA0002812293320000073
Figure BDA0002812293320000074
式中WAi表示某一接入A相的用户消耗的电能，W线Ai表示某一接入A相的用户从变压器低压侧至电表前侧这段供电线路的损耗，W表Ai表示某一接入A相的电表消耗的电能，WA总表示变压器低压侧A相所统计的电能供给。
根据《电力网电能损耗计算导则》，单相智能电表1个月消耗的电能约为1kwh，则Δt(天)时段下，每个电表消耗的电能为Δt/30kwh。
线损与用户消耗的电能存在以下关系：
Figure BDA0002812293320000075
式中Ii、Ui为Δt时间内电压和电流的平均值，可从电压管理系统获得，r为该电表至变压器出线侧的等效电阻，每个电表至变压器出线侧的等效电阻矩阵为R。
其中，线路等效电阻矩阵计算公式具体为：
Figure BDA0002812293320000081
式中，R为线路等效电阻矩阵，Z为三相总功率供给矩阵，G为户表归属矩阵，P为户表有功功率矩阵，F为辅助参量矩阵，Δt为预设时段的时长。
本申请实施例基于配电网低压侧的功率状况与线路电阻变化的相互关系，通过获取配电网中的电能供给量和用户的用电计量数据，计算出配网台区网络等效电阻，不依赖于现场检测，也无须掌握低压线路具体参数，解决了因目前配电网线路运行参数测录工作繁琐、效率低的现状而导致的目前配电网线路老化处理效率低的技术问题。
以上为本申请提供的一种配电网线路等效电阻计算方法的一个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种配电网线路等效电阻计算装置的一个实施例的详细说明。
请参阅图2，本申请第二个实施例提供了一种配电网线路等效电阻计算装置，包括：
户表归属矩阵构建单元201，用于根据配电网台区内的户表以及户表与配电网低压侧的各个相别的连接关系，构建户表归属矩阵；
三相总功率供给矩阵构建单元202，用于根据配电网台区统计的各个相别的电能供给量，建立三相总功率供给矩阵；
户表有功功率矩阵构建单元203，用于根据户表的用电计量数据，确定户表的有功功率，并根据各个户表的有功功率，构建户表有功功率矩阵；
辅助参量矩阵构建单元204，用于基于配电网线损与用户消耗电能的数学关系，结合户表的有功功率和配电网在预设时段内的平均电压参数的比值，构建辅助参量矩阵；
配电网的线路等效电阻计算单元205，用于根据户表归属矩阵、三相总功率供给矩阵、户表有功功率矩阵以及辅助参量矩阵，通过线路等效电阻矩阵计算公式，得到配电网的线路等效电阻，其中，线路等效电阻矩阵计算公式具体为：
Figure BDA0002812293320000091
式中，R为线路等效电阻矩阵，Z为三相总功率供给矩阵，G为户表归属矩阵，P为户表有功功率矩阵，F为辅助参量矩阵，Δt为预设时段的时长。
优选地，三相总功率供给矩阵具体为：
Figure BDA0002812293320000092
式中，WA总tn为配电网台区在预设时段tn统计的A相的电能供给量，WB总tn为配电网台区在第n个预设时段的统计的B相的电能供给量，WC总tn为配电网台区在第n个预设时段的统计的C相的电能供给量，n为预设时段的序号。
优选地，户表有功功率矩阵具体为：
Figure BDA0002812293320000093
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，m为户表的序号，n为预设时段的序号。
优选地，辅助参量矩阵具体为：
Figure BDA0002812293320000094
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，U2 m,tn为户表m在预设时段tn的平均电压，Δt为预设时段的时长，m为户表的序号，n为预设时段的序号。
以上为本申请提供的一种配电网线路等效电阻计算装置的一个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种配电网线路等效电阻计算终端及一种存储介质的说明。
本申请第三个实施例提供了一种配电网线路等效电阻计算终端，包括：存储器和处理器；
存储器用于存储与如本申请第一个实施例提及的配电网线路等效电阻计算方法相对应的程序代码；
处理器用于执行程序代码，以实现本申请第一个实施例提及的配电网线路等效电阻计算方法。
本申请第四个实施例提供了一种存储介质，存储介质中存储有与如本申请第一个实施例提及的配电网线路等效电阻计算方法相对应的程序代码。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种配电网线路等效电阻计算方法，其特征在于，包括：
根据配电网台区内的户表以及所述户表与配电网低压侧的各个相别的连接关系，构建户表归属矩阵；
根据所述配电网台区统计的各个相别的电能供给量，建立三相总功率供给矩阵；
根据所述户表的用电计量数据，确定所述户表的有功功率，并根据所述各个所述户表的有功功率，构建户表有功功率矩阵；
基于配电网线损与用户消耗电能的数学关系，结合所述户表的有功功率和配电网在预设时段内的平均电压参数的比值，构建辅助参量矩阵；
根据所述户表归属矩阵、所述三相总功率供给矩阵、所述户表有功功率矩阵以及所述辅助参量矩阵，通过线路等效电阻矩阵计算公式，得到所述配电网的线路等效电阻，其中，所述线路等效电阻矩阵计算公式具体为：
Figure FDA0003782256930000011
式中，R为线路等效电阻矩阵，Z为三相总功率供给矩阵，G为所述户表归属矩阵，P为所述户表有功功率矩阵，F为所述辅助参量矩阵，Δt为所述预设时段的时长；
所述三相总功率供给矩阵具体为：
Figure FDA0003782256930000012
式中，WA总tn为所述配电网台区在预设时段tn统计的A相的电能供给量，WB总tn为所述配电网台区在第n个预设时段的统计的B相的电能供给量，WC总tn为所述配电网台区在第n个预设时段的统计的C相的电能供给量，n为所述预设时段的序号；
所述户表有功功率矩阵具体为：
Figure FDA0003782256930000013
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，m为所述户表的序号，n为所述预设时段的序号；
所述辅助参量矩阵具体为：
Figure FDA0003782256930000021
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，U2 m,tn为户表m在预设时段tn的平均电压，Δt为所述预设时段的时长，m为所述户表的序号，n为所述预设时段的序号。
2.一种配电网线路等效电阻计算装置，其特征在于，包括：
户表归属矩阵构建单元，用于根据配电网台区内的户表以及所述户表与配电网低压侧的各个相别的连接关系，构建户表归属矩阵；
三相总功率供给矩阵构建单元，用于根据所述配电网台区统计的各个相别的电能供给量，建立三相总功率供给矩阵；
户表有功功率矩阵构建单元，用于根据所述户表的用电计量数据，确定所述户表的有功功率，并根据所述各个所述户表的有功功率，构建户表有功功率矩阵；
辅助参量矩阵构建单元，用于基于配电网线损与用户消耗电能的数学关系，结合所述户表的有功功率和配电网在预设时段内的平均电压参数的比值，构建辅助参量矩阵；
配电网的线路等效电阻计算单元，用于根据所述户表归属矩阵、所述三相总功率供给矩阵、所述户表有功功率矩阵以及所述辅助参量矩阵，通过线路等效电阻矩阵计算公式，得到所述配电网的线路等效电阻，其中，所述线路等效电阻矩阵计算公式具体为：
Figure FDA0003782256930000022
式中，R为线路等效电阻矩阵，Z为三相总功率供给矩阵，G为所述户表归属矩阵，P为所述户表有功功率矩阵，F为所述辅助参量矩阵，Δt为所述预设时段的时长；
所述三相总功率供给矩阵具体为：
Figure FDA0003782256930000031
式中，WA总tn为所述配电网台区在预设时段tn统计的A相的电能供给量，WB总tn为所述配电网台区在第n个预设时段的统计的B相的电能供给量，WC总tn为所述配电网台区在第n个预设时段的统计的C相的电能供给量，n为所述预设时段的序号；
所述户表有功功率矩阵具体为：
Figure FDA0003782256930000032
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，m为所述户表的序号，n为所述预设时段的序号；
所述辅助参量矩阵具体为：
Figure FDA0003782256930000033
式中，Wm,tn为户表m在预设时段tn的有功功率，U2 m,tn为户表m在预设时段tn的平均电压，Δt为所述预设时段的时长，m为所述户表的序号，n为所述预设时段的序号。
3.一种配电网线路等效电阻计算终端，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储与如权利要求1所述的配电网线路等效电阻计算方法相对应的程序代码；
所述处理器用于执行所述程序代码。
4.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有与如权利要求1所述的配电网线路等效电阻计算方法相对应的程序代码。
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