CN112557773B - 一种单相户表的相别计算方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种单相户表的相别计算方法、装置和设备，方法包括：获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和变压器台区下的各户表的总有功数据；基于单相总有功数据和各户表的总有功数据，根据基尔霍夫电流定理计算得到各户表的相别，解决了现有技术采用仪器在现场检测以获取户表所属相别，存在触电风险，耗时耗力，容易出现遗漏的技术问题。

Description

一种单相户表的相别计算方法、装置和设备

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种单相户表的相别计算方法、装置和设备。

背景技术

目前，居民多采用单相制供电，供电公司根据用户报装情况，将用户接入三相中的某一相中。随着生活水平的提高，居民用电呈上升趋势，但三相负载的提高会略有不同，容易出现三相不平衡的情况，影响供电质量，这时需要进行更换大线径导线或调整三相不平衡。

为使三相负载尽可能平衡，需要获取该变压器出线所接所有单相用户的相别，并根据历史数据掌握每个用户的用电情况，进行合理分配，使三相负载趋于平衡，从而达到降低损耗，提高供电质量的目的。现有技术中获取户表所属相别，只能在现场采用仪器进行检测，而一台变压器所接用户少则几十，多则上千，而且现场接线复杂，在供电现场检测存在触电风险，耗时耗力，容易出现遗漏的情况。

发明内容

本申请提供了一种单相户表的相别计算方法、装置和设备，用于解决现有技术采用仪器在现场检测以获取户表所属相别，存在触电风险，耗时耗力，容易出现遗漏的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种单相户表的相别计算方法，包括：

获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和所述变压器台区下的各户表的总有功数据，其中，所述变压器台区下的户表对应的用户均为单相制用户；

基于所述单相总有功数据和各所述户表的总有功数据，根据基尔霍夫电流定理计算得到各所述户表的相别。

可选的，所述基于所述单相总有功数据和各所述户表的总有功数据，根据基尔霍夫电流定理计算得到各所述户表的相别，包括：

根据基尔霍夫电流定理，建立所述单相总有功数据和各所述户表的总有功数据的关系式，所述关系式为：

GP＝Z；

其中，n为户表总数，W_n·tm为第n个户表在tm时间段的总有功数据，G为户表归属矩阵，/>Z中的第一行数据为各时间段的A相总有功数据，第二行数据为各时间段的B相总有功数据，第三行数据为各时间段的C相总有功数据；

根据所述关系式计算得到所述户表归属矩阵；

基于所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

可选的，所述基于所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别，包括：

根据所述户表归属矩阵的每列数据中的数值1所在的位置确定各所述户表的相别。

可选的，所述根据所述关系式计算得到所述户表归属矩阵，之后还包括：

返回所述通过计量系统获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和所述变压器台区下的各户表的总有功数据的步骤，直至计算得到预置数量个所述户表归属矩阵；

相应的，所述基于所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别，包括：

基于预置数量个所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

可选的，所述基于预置数量个所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别，包括：

对预置数量个所述户表归属矩阵进行平均值计算，得到平均户表归属矩阵；

基于所述平均户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

本申请第二方面提供了一种单相户表的相别计算装置，包括：

获取单元，用于获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和所述变压器台区下的各户表的总有功数据，其中，所述变压器台区下的户表对应的用户均为单相制用户；

计算单元，用于基于所述单相总有功数据和各所述户表的总有功数据，根据基尔霍夫电流定理计算得到各所述户表的相别。

可选的，所述计算单元具体包括：

建立子单元，用于根据基尔霍夫电流定理，建立所述单相总有功数据和各所述户表的总有功数据的关系式，所述关系式为：

GP＝Z；

其中，n为户表总数，W_n·tm为第n个户表在tm时间段的总有功数据，G为户表归属矩阵，/>Z中的第一行数据为各时间段的A相总有功数据，第二行数据为各时间段的B相总有功数据，第三行数据为各时间段的C相总有功数据；

确定子单元，用于基于所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

可选的，所述计算单元还包括：

触发子单元，用于触发所述获取单元，直至计算得到预置数量个所述户表归属矩阵；

相应的，所述确定子单元用于：

基于预置数量个所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

可选的，所述确定子单元具体用于：

对预置数量个所述户表归属矩阵进行平均值计算，得到平均户表归属矩阵；

基于所述平均户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

本申请第三方面提供了一种单相户表的相别计算设备，所述设备包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面任一种所述的单相户表的相别计算方法。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请提供了一种单相户表的相别计算方法，包括：获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和变压器台区下的各户表的总有功数据，其中，变压器台区下的户表对应的用户均为单相制用户；基于单相总有功数据和各户表的总有功数据，根据基尔霍夫电流定理计算得到各户表的相别。

本申请中，通过获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和变压器台区下的各户表的总有功数据，基于基尔霍夫电流定理计算得到各户表的相别，通过对变压器历史负载数据的分析，计算各户表的相别，不依赖于现场检测，避免了触电风险，提高了户表检测的工作效率，释放了现场检测劳动力，还可以有效避免户表相别检测的遗漏情况，从而解决了现有技术采用仪器在现场检测以获取户表所属相别，存在触电风险，耗时耗力，容易出现遗漏的技术问题。

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为本申请实施例提供的一种单相户表的相别计算方法的一个流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种单相户表的相别计算方法的另一个流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种单相户表的相别计算装置的一个结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种3个单相制用户接入某低压供电网络的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种6个单相制用户接入某低压供电网络的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种n个单相制用户接入某低压供电网络的示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种单相户表的相别计算方法、装置和设备，用于解决现有技术采用仪器在现场检测以获取户表所属相别，存在触电风险，耗时耗力，容易出现遗漏的技术问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本申请保护的范围。

假设某低压供电网络如图4所示，该变压器台区下的所接用户均为单相制用户，其中用户1接入A相，用户2接入B相，用户3接入C相，此时的户表归属矩阵G的各元素值为已知情况。

在t1时间段下，用户1、用户2和用户3消耗的电能(可以通过读取各用户的户表的总有功数据得到)分别为W_1·t1、W_2·t1和W_3·t1，测量装置M处测得的三相电能(A相总有功数据、B相总有功数据和C相总有功数据)分别为W_A总t1、W_B总t1和W_C总t1，根据基尔霍夫定理及能量守恒定理可得：

转换为GP＝Z的矩阵形式，可得：

同理，在t2、t3时间段下，有：

将上述三个矩阵整合，可得：

上述描述的情况为已知用户1、用户2和用户3所接入的相别，当用户1、用户2和用户3所接入的相别未知时，即户表归属矩阵G的各元素值未知，上述的矩阵关系仍成立，可表示为：

由于P矩阵为方阵，存在逆矩阵，根据矩阵的计算方法，可解出户表归属矩阵G＝ZP^-1，即：

当用户数量增加，如图5所示，其中用户1和4接入A相，用户2和5接入B相，用户3和6接入C相。通过采集6个不同时间段的电能数据，可得如下矩阵关系式：

当这6个用户所接入相别未知时，上述矩阵关系式可表示为：

由于P矩阵可逆，可计算得到户表归属矩阵G＝ZP^-1。

基于上述情况，本申请提出了一种单相户表的相别计算方法。

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种单相户表的相别计算方法的一个实施例，包括：

步骤101、获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和变压器台区下的各户表的总有功数据，其中，变压器台区下的户表对应的用户均为单相制用户。

请参考图6，假设变压器台区下的所有用户均为单相制用户，一共n户，即户表总数为n。设每个时间段的时间差为Δt，可以由计量系统从m个不同时间段获取该变压器低压出线位置(测量装置M处)的单相总有功数据，以及从m个不同时间段获取n个户表的总有功数据，其中，m＝n。

进一步，可以将获取的不同时间段的单相总有功数据和各户表的总有功数据按照一定规则生成数据矩阵。例如，不同时间段的单相总有功数据可以生成如下的数据矩阵Z：

其中，数据矩阵Z中的第一行数据为各时间段的A相总有功数据，第二行数据为各时间段的B相总有功数据，第三行数据为各时间段的C相总有功数据，W_A总t1为t1时间段的A相总有功数据。

不同时间段的各户表的总有功数据可以生成如下的数据矩阵P：

其中，W_n·tm为第n个户表的tm时间段的总有功数据。

步骤102、基于单相总有功数据和各户表的总有功数据，根据基尔霍夫电流定理计算得到各户表的相别。

根据基尔霍夫电流定理，建立单相总有功数据和各户表的总有功数据的关系式，关系式为：

GP＝Z；

由于P矩阵为方阵，存在逆矩阵。因此，根据关系式可计算得到户表归属矩阵，即G＝ZP^-1；得到的户表归属矩阵G的维度为3×n。

基于户表归属矩阵G确定各户表的相别。具体的，根据户表归属矩阵的每列数据中的数值1所在的位置确定各户表的相别，户表归属矩阵G中的每一列应只有1个数值为“1”，其余数值为“0”，若每列中“1”出现的位置位于第一行，则表示该户表为A相，位于第二行为B相，位于第三行为C相。其中，户表归属矩阵G中的第n列的数据表示第n个户表。

本申请实施例中，通过获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和变压器台区下的各户表的总有功数据，基于基尔霍夫电流定理计算得到各户表的相别，通过对变压器历史负载数据的分析，计算各户表的相别，不依赖于现场检测，避免了触电风险，提高了户表检测的工作效率，释放了现场检测劳动力，还可以有效避免户表相别检测的遗漏情况，从而解决了现有技术采用仪器在现场检测以获取户表所属相别，存在触电风险，耗时耗力，容易出现遗漏的技术问题。

以上为本申请提供的一种单相户表的相别计算方法的一个实施例，以下为本申请提供的一种单相户表的相别计算方法的另一个实施例。

请参考图2，本申请实施例提供的一种单相户表的相别计算方法，包括：

步骤201、获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和变压器台区下的各户表的总有功数据，其中，变压器台区下的户表对应的用户均为单相制用户。

步骤202、根据基尔霍夫电流定理，建立单相总有功数据和各户表的总有功数据的关系式。

步骤201至步骤202的具体内容与前述步骤101和102的具体内容一致，在此不再进行赘述。

步骤203、根据关系式计算得到户表归属矩阵，返回步骤201，直至计算得到预置数量个户表归属矩阵。

实际计算中，因计量系统中的计量装置存在误差、通信装置存在一定时间差、线路存在电能损耗，因此，计算得到的户表归属矩阵中的数据并非严格等于“1”或“0”。基于此，为提高数据准确性，可返回步骤201，重复计算得到N个不同的户表归属矩阵，然后取平均值。需要注意的是，各户表归属矩阵中的时间段均不相同，即各户表归属矩阵中的时间段不重叠，并且这些时间段中该变压器低压台区的拓扑结构未发生改变。

步骤204、基于预置数量个户表归属矩阵确定各户表的相别。

在计算得到N个户表归属矩阵后，可以对N个户表归属矩阵进行平均值计算，得到平均户表归属矩阵，其中，平均户表归属矩阵的计算公式为：

式中，为平均户表归属矩阵，N为户表归属矩阵的总个数，G_i为第i个户表归属矩阵。

随着数据量的提升，中的数据值会越来越趋近于“1”或“0”，可以将相应位置的值置换为“1”或“0”(可以是将/>中与1或0的差值在预置误差范围内的数值置换为1或0)，即可得到标准的平均户表归属矩阵，最后，基于平均户表归属矩阵确定各户表的相别。

本申请实施例中，通过获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和变压器台区下的各户表的总有功数据，基于基尔霍夫电流定理计算得到各户表的相别，通过对变压器历史负载数据的分析，计算各户表的相别，不依赖于现场检测，避免了触电风险，提高了户表检测的工作效率，释放了现场检测劳动力，还可以有效避免户表相别检测的遗漏情况，从而解决了现有技术采用仪器在现场检测以获取户表所属相别，存在触电风险，耗时耗力，容易出现遗漏的技术问题；

进一步，通过反复获取多个时间段的数据计算多个户表归属矩阵，通过计算多个户表归属矩阵的均值得到平均户表归属矩阵，通过平均户表归属矩阵来确定各户表的相别，提高了数据的准确性，进而保证了计算得到的各户表的相别的准确性。

以上为本申请提供的一种单相户表的相别计算方法的一个实施例，以下为本申请提供的一种单相户表的相别计算装置的一个实施例。

请参考图3，本申请实施例提供的一种单相户表的相别计算装置，包括：

获取单元301，用于获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和变压器台区下的各户表的总有功数据，其中，变压器台区下的户表对应的用户均为单相制用户；

计算单元302，用于基于单相总有功数据和各户表的总有功数据，根据基尔霍夫电流定理计算得到各户表的相别。

作为进一步地改进，计算单元302具体包括：

建立子单元，用于根据基尔霍夫电流定理，建立单相总有功数据和各户表的总有功数据的关系式，关系式为：

GP＝Z；

其中，n为户表总数，W_n·tm为第n个户表在tm时间段的总有功数据，G为户表归属矩阵，/>Z中的第一行数据为各时间段的A相总有功数据，第二行数据为各时间段的B相总有功数据，第三行数据为各时间段的C相总有功数据；

计算子单元，用于根据关系式计算得到户表归属矩阵；

确定子单元，用于基于户表归属矩阵确定各户表的相别。

作为进一步地改进，计算单元302还包括：

触发子单元，用于触发获取单元，直至计算得到预置数量个户表归属矩阵；

相应的，确定子单元用于：

基于预置数量个户表归属矩阵确定各户表的相别。

作为进一步地改进，确定子单元具体用于：

对预置数量个户表归属矩阵进行平均值计算，得到平均户表归属矩阵；

基于平均户表归属矩阵确定各户表的相别。

本申请实施例中，通过获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和变压器台区下的各户表的总有功数据，基于基尔霍夫电流定理计算得到各户表的相别，通过对变压器历史负载数据的分析，计算各户表的相别，不依赖于现场检测，避免了触电风险，提高了户表检测的工作效率，释放了现场检测劳动力，还可以有效避免户表相别检测的遗漏情况，从而解决了现有技术采用仪器在现场检测以获取户表所属相别，存在触电风险，耗时耗力，容易出现遗漏的技术问题。

本申请实施例还提供了一种单相户表的相别计算设备，设备包括处理器以及存储器；

存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器用于根据程序代码中的指令执行前述单相户表的相别计算方法实施例中的单相户表的相别计算方法。

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。

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，在本申请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，本申请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，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请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(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、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 (8)

1.一种单相户表的相别计算方法，其特征在于，包括：

获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和所述变压器台区下的各户表的总有功数据，其中，所述变压器台区下的户表对应的用户均为单相制用户；

基于所述单相总有功数据和各所述户表的总有功数据，根据基尔霍夫电流定理计算得到各所述户表的相别；

所述基于所述单相总有功数据和各所述户表的总有功数据，根据基尔霍夫电流定理计算得到各所述户表的相别，包括：

根据基尔霍夫电流定理，建立所述单相总有功数据和各所述户表的总有功数据的关系式，所述关系式为：

GP＝Z；

其中，n为户表总数，W_n·tm为第n个户表在tm时间段的总有功数据，G为户表归属矩阵，/>Z中的第一行数据为各时间段的A相总有功数据，第二行数据为各时间段的B相总有功数据，第三行数据为各时间段的C相总有功数据；

根据所述关系式计算得到所述户表归属矩阵；

基于所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

2.根据权利要求1所述的单相户表的相别计算方法，其特征在于，所述基于所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别，包括：

根据所述户表归属矩阵的每列数据中的数值1所在的位置确定各所述户表的相别。

3.根据权利要求1所述的单相户表的相别计算方法，其特征在于，所述根据所述关系式计算得到所述户表归属矩阵，之后还包括：

返回通过计量系统获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和所述变压器台区下的各户表的总有功数据的步骤，直至计算得到预置数量个所述户表归属矩阵；

相应的，所述基于所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别，包括：

基于预置数量个所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

4.根据权利要求3所述的单相户表的相别计算方法，其特征在于，所述基于预置数量个所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别，包括：

对预置数量个所述户表归属矩阵进行平均值计算，得到平均户表归属矩阵；

基于所述平均户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

5.一种单相户表的相别计算装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取不同时间段的变压器低压出线位置的单相总有功数据和所述变压器台区下的各户表的总有功数据，其中，所述变压器台区下的户表对应的用户均为单相制用户；

计算单元，用于基于所述单相总有功数据和各所述户表的总有功数据，根据基尔霍夫电流定理计算得到各所述户表的相别；

所述计算单元具体包括：

建立子单元，用于根据基尔霍夫电流定理，建立所述单相总有功数据和各所述户表的总有功数据的关系式，所述关系式为：

GP＝Z；

其中，n为户表总数，W_n·tm为第n个户表在tm时间段的总有功数据，G为户表归属矩阵，/>Z中的第一行数据为各时间段的A相总有功数据，第二行数据为各时间段的B相总有功数据，第三行数据为各时间段的C相总有功数据；

确定子单元，用于基于所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

6.根据权利要求5所述的单相户表的相别计算装置，其特征在于，所述计算单元还包括：

触发子单元，用于触发所述获取单元，直至计算得到预置数量个所述户表归属矩阵；

相应的，所述确定子单元用于：

基于预置数量个所述户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

7.根据权利要求6所述的单相户表的相别计算装置，其特征在于，所述确定子单元具体用于：

对预置数量个所述户表归属矩阵进行平均值计算，得到平均户表归属矩阵；

基于所述平均户表归属矩阵确定各所述户表的相别。

8.一种单相户表的相别计算设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-4任一项所述的单相户表的相别计算方法。