CN112685866A - 一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，包括以下步骤：制定台区线路逻辑名称表达规则；生成台区电网拓扑结构数据；获取台区电网运行数据，并根据台区电网拓扑结构数据和台区电网运行数据生成台区电网完备数据；根据台区电网完备数据计算电网中各个节点的三相电流，并将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值；计算台区电网中各个节点的零线电流，并进行降损节电优化。本发明还公开了一种低压台区线损理论计算的算法模型实现系统。本发明可精确计算低压台区任意线路段三相电流、电流密度、电阻、损耗、三相不平横率，通过优化算法进行降损节电优化，实现低压单相用户相序T接最优接入。

Description

一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法及系统

技术领域

本发明涉及低压台区技术领域，具体而言，涉及一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法及系统。

背景技术

中华人民共和国电力行业标准《电力网电能损耗计算导则》有关低压电力网电能损耗计算表述如下：低压网的网络复杂且负荷分布不均，资料也不全，故一般只能采用简化的方法计算。现有技术中一般有两种方法：台区损耗率法和电压损失率法。台区损耗率法的缺点为：属于一种估算算法，且缺乏台区网络拓扑算法模型，只能用于电网整体简单评估，而无法对台区中任意线路段进行细粒度计算，损耗计算精确度不达标。电压损失率法的缺点为：精确度较低。由于技术原因这两种计算方法没有台区网络拓扑算法，只能用于估算，不能分相计算，不能精确到任意线路段和节点。

为了提高计算精度，国网公司2018年推荐一种线损理论计算方法：电流分相叠加法。随着智能电能表和用电信息采集系统的推广，目前部分台区已具备末端单相、三相电能表计记录、冻结每小时(或15min)的电压、电流、电功率等相关信息；由此，配以准确的负荷所在相别、低压各支路的电阻等参数，可以通过电流分相叠加法或前推回代潮流法来计算台区损耗。零线电流计算公式为：

忽略低压台区从始端到末端的功角变化，即近似认为三相电压相位关系保持不变，将三相四线电流从末端分相叠加至始端，得到低压台区某典型日电能损耗如下(其中电能表采录时段为15min)。

式中：

ΔE——低压台区某典型日电能总损耗，kWh。I_Aij、I_Bij、I_Cij、I_Nij——某i支路j时段的三相四线电流幅值，没有的相值为零，A；R_Ai、R_Bi、R_Ci、R_Ni--某i支路三相四线电阻值，没有的相值为零。

但是电流分相叠加法其缺点为：理论算法需要的数据，如某i支路三相四线电流值I_Aij、I_Bij、I_Cij、I_Nij等，由于没有介绍计算模型很难从实际工作中计算取值。

现有技术均无法有效解决低压台区线损的精确有效的计算。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法及系统，可将低压台区电网结构数据与运行数据进行关联，通过低压线路逻辑名称拓扑关系实现了三相电流叠加的精算，可精确计算低压台区任意线路段三相电流、电流密度、电阻、损耗、三相不平横率，通过优化算法进行降损节电优化，实现低压单相用户相序T接最优接入。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，包括以下步骤：

绘制台区线路CAD图，制定台区线路逻辑名称表达规则；

根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据；

获取台区电网运行数据，并根据台区电网拓扑结构数据和台区电网运行数据生成台区电网完备数据；

根据台区电网完备数据计算电网中各个节点的三相电流，并将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值；

根据台区电网线路段的三相电流叠加值计算获取各个节点的零线电流；

根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低。

为将台区线路CAD图转换为有拓扑关系的电网结构数据，需要制定一套合理的逻辑表达规则。以主线-分线-支线-分支线-小分支线-小小分支线方式进行，每组由2个数字加一个字母组成，前两位为低压线路杆号(无杆可以是节点号)，字母为低压线路的方向，如01D-04B-06X-03Z，中间用“-”分隔，变压器低压出线的第一支杆01为低压台区的主线(固定搭配)，向多个方向延伸，分线及以下线路逻辑名称命名为：“2位杆号”+“表示出线方向的字母”，字母选用“D、X、N、B、Z、Y......”，不同字母表示东、西、南、北、左、右等不同的出线方向。规则制定完成后，根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据，生成台区电网拓扑结构数据的方法包括：杆号和方向采用复选方式，方向复选汉字，变字母，自动组合成一个逻辑名称，加入分段杆号或节点，分两步形成电网拓扑结构数据，第一步到表箱，对应表箱信息；第二步到用户，对应用户信息，到用户是根据表箱的电能表只数确定。逻辑名称录入数据时采用类似类的继承模式，儿子继承父辈的基本数据。然后，获取台区电网运行数据，将台区电网运行数据和台区电网拓扑结构数据进行整合，形成得到台区电网完备数据，保证数据的完整性，然后，计算台区电网中各路节点的三相电流，将各相电流分别进行叠加计算，得到台区电网线路段的三相电流叠加值，各个节点的零相电流采用零线计算公式进行计算；然后根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低，实现三相用户的负荷(电量)不平衡最低，总体损耗最低。

本方法定义了一种拓扑关系的编码规则，实现了低压台区实际线路名称和杆号的为主线的逻辑表达，以主线-分线-支线-分支线-小分支线-小小分支线方式进行线段编码，搭配数字和字母代表节点和方向。将低压台区电网结构数据与运行数据的进行了关联，并通过低压线路逻辑名称拓扑关系实现了三相电流叠加的精算，实现由传统简算(估算)到精算方法的落实转变。采用分相电流叠加法，节点电流叠加通过逻辑名称和低压线路杆号实现，可精确计算低压台区任意线路段三相电流、电流密度、电阻、损耗、三相不平横率，通过优化算法进行降损节电优化，实现三相负荷的就地平衡。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述台区线路逻辑名称表达规则为线路逻辑名称包括主线、分线、支线、分支线、小分支线和小小分支线的多组命名，每组命名包括两个数字和一个字母，数字为低压线路杆号，字母为低压线路方向。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据的方法包括以下步骤：

获取台区电网中电表表箱信息；

根据台区电网中电表表箱信息中的电能表只数获取对应的用户信息；

根据台区电网中电表表箱信息和对应的用户信息根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述生成台区电网拓扑结构数据的方法包括以下步骤：

判断台区电网拓扑结构数据是否需要覆盖或更新，如果是，则生成覆盖或更新提示信息，并进行数据覆盖或更新，以得到新的台区电网拓扑结构数据；如果否，则生成台区电网拓扑结构数据。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述根据台区电网完备数据计算电网中各个节点的三相电流，并将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值的方法包括以下步骤：

根据台区电网完备数据计算得到台区电网中各个节点的三相电流；

通过线路逻辑名称和低压线路杆号将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，所述通过线路逻辑名称和低压线路杆号将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值的方法包括以下步骤：

赋值S＝LEN(线路逻辑名称)+2)+LEN(线路逻辑名称)+3，赋值T＝线路段低压线路杆号；

提取台区电网完备数据中各个线路的线路逻辑名称和低压线路杆号，并将各个线路中的线路逻辑名称的字符串相同且低压线路杆号大于T的各个节点的各相电流进行叠加计算，以得到第一电流叠加值；

将台区电网各个线路中的线路逻辑名称的字符串相同且低压线路杆号大于S的各个线路的各相电流进行叠加计算，以得到第二电流叠加值；

计算第一电流叠加值和第二电流叠加值之和，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，所述根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低的方法包括以下步骤：

根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用三相负荷就地平衡法计算获取台区电网中各个节点的各相电流中的最小相电流值，将用户接入到该最小相电流对应的节点中，使得台区电网中各个节点的三相不平衡率最低，线路损耗最小。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，该低压台区线损理论计算的算法模型实现方法还包括以下步骤：

获取并根据台区网络中的节点个数确定画布的最大值；

计算并根据台区网络中(LEN(线路逻辑名称的字符串)+1)/4的最大值确定线路T接的最大级别；

根据台区网络中的线路逻辑名称和低压线路杆号的最大值确定分段数；

根据线路方向代码，确定画布的坐标位置和绘图方向，并根据画布的最大值、线路T接的最大级别、分段数、画布的坐标位置和绘图方向生成低压电网拓扑示意图。

第二方面，本发明实施例提供一种低压台区线损理论计算的算法模型实现系统，包括规则制定模块、结构数据生成模块、完备数据模块、电流叠加模块、零线电流计算模块以及负荷优化模块，其中：

规则制定模块，用于绘制台区线路CAD图，制定台区线路逻辑名称表达规则；

结构数据生成模块，用于根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据；

完备数据模块，用于获取台区电网运行数据，并根据台区电网拓扑结构数据和台区电网运行数据生成台区电网完备数据；

电流叠加模块，用于根据台区电网完备数据计算电网中各个节点的三相电流，并将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值；

零线电流计算模块，用于根据台区电网线路段的三相电流叠加值计算获取各个节点的零线电流；

负荷优化模块，用于根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低。

为将台区线路CAD图转换为有拓扑关系的电网结构数据，通过规则制定模块制定一套合理的逻辑表达规则。以主线-分线-支线-分支线-小分支线-小小分支线方式进行，每组由2个数字加一个字母组成，前两位为低压线路杆号(无杆可以是节点号)，字母为低压线路的方向，如01D-04B-06X-03Z，中间用“-”分隔，变压器低压出线的第一支杆01为低压台区的主线(固定搭配)，向多个方向延伸，分线及以下线路逻辑名称命名为：“2位杆号”+“表示出线方向的字母”，字母选用“D、X、N、B、Z、Y......”，不同字母表示东、西、南、北、左、右等不同的出线方向。规则制定完成后，结构数据生成模块根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据，生成台区电网拓扑结构数据的方法包括：杆号和方向采用复选方式，方向复选汉字，变字母，自动组合成一个逻辑名称，加入分段杆号或节点，分两步形成电网拓扑结构数据，第一步到表箱，对应表箱信息；第二步到用户，对应用户信息，到用户是根据表箱的电能表只数确定。逻辑名称录入数据时采用类似类的继承模式，儿子继承父辈的基本数据。然后，通过完备数据模块获取台区电网运行数据，将台区电网运行数据和台区电网拓扑结构数据进行整合，形成得到台区电网完备数据，保证数据的完整性，然后，通过电流叠加模块计算台区电网中各路节点的三相电流，将各相电流分别进行叠加计算，得到台区电网线路段的三相电流叠加值；然后通过零线电流计算模块采用零线计算公式计算台区电网的各个节点的零相电流，为后续负荷优化提供数据参考，负荷优化模块根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低，实现三相用户的负荷(电量)不平衡最低，总体损耗最低。

本系统定义了一种拓扑关系的编码规则，实现了低压台区实际线路名称和杆号的为主线的逻辑表达，以主线-分线-支线-分支线-小分支线-小小分支线方式进行线段编码，搭配数字和字母代表节点和方向。将低压台区电网结构数据与运行数据的进行了关联，并通过低压线路逻辑名称拓扑关系实现了三相电流叠加的精算，实现由传统简算(估算)到精算方法的落实转变。采用分相电流叠加法，节点电流叠加通过逻辑名称和低压线路杆号实现，可精确计算低压台区任意线路段三相电流、电流密度、电阻、损耗、三相不平横率，通过优化算法进行降损节电优化，实现三相负荷就地平衡。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，上述低压台区线损理论计算的算法模型实现系统，包括：用于存储计算机指令的至少一个存储器；与所述存储器通讯的至少一个处理器，其中当所述至少一个处理器执行所述计算机指令时，所述至少一个处理器使所述系统执行：规则制定模块、结构数据生成模块、完备数据模块、电流叠加模块、零线电流计算模块以及负荷优化模块。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法及系统，定义了一种拓扑关系的编码规则，实现了低压台区实际线路名称和杆号的为主线的逻辑表达，以主线-分线-支线-分支线-小分支线-小小分支线方式进行线段编码，搭配数字和字母代表节点和方向。将低压台区电网结构数据与运行数据的进行了关联，并通过低压线路逻辑名称拓扑关系实现了三相电流叠加的精算，实现由传统简算(估算)到精算方法的落实转变。采用分相电流叠加法，节点电流叠加通过逻辑名称和低压线路杆号实现，可精确计算低压台区任意线路段三相电流、电流密度、电阻、损耗、三相不平横率，通过优化算法进行降损节电优化，实现三相负荷就地平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法的流程图；

图2为本发明实施例电网拓扑示意图；

图3为本发明实施例低压台区线路表格示意图；

图4为本发明实施例一种低压台区线损理论计算的算法模型实现系统的原理框图。

图标：100、规则制定模块；200、结构数据生成模块；300、完备数据模块；400、电流叠加模块；500、零线电流计算模块；600、负荷优化模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例

如图1-图3所示，第一方面，本发明实施例提供一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，包括以下步骤：

S1、绘制台区线路CAD图，制定台区线路逻辑名称表达规则；

S2、根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据；

S3、获取台区电网运行数据，并根据台区电网拓扑结构数据和台区电网运行数据生成台区电网完备数据；

S4、根据台区电网完备数据计算电网中各个节点的三相电流，并将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值；

S5、根据台区电网线路段的三相电流叠加值计算获取各个节点的零线电流；

S6、根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低。

为将台区线路CAD图转换为有拓扑关系的电网结构数据，需要制定一套合理的逻辑表达规则。以主线-分线-支线-分支线-小分支线-小小分支线方式进行，每组由2个数字加一个字母组成，前两位为低压线路杆号(无杆可以是节点号)，字母为低压线路的方向，如01D-04B-06X-03Z，中间用“-”分隔，变压器低压出线的第一支杆01为低压台区的主线(固定搭配)，向多个方向延伸，分线及以下线路逻辑名称命名为：“2位杆号”+“表示出线方向的字母”，字母选用“D、X、N、B、Z、Y......”，不同字母表示东、西、南、北、左、右等不同的出线方向。规则制定完成后，根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据，生成台区电网拓扑结构数据的方法包括：杆号和方向采用复选方式，方向复选汉字，变字母，自动组合成一个逻辑名称，加入分段杆号或节点，分两步形成电网拓扑结构数据，第一步到表箱，对应表箱信息；第二步到用户，对应用户信息，到用户是根据表箱的电能表只数确定。逻辑名称录入数据时采用类似类的继承模式，儿子继承父辈的基本数据。然后，获取台区电网运行数据，将台区电网运行数据和台区电网拓扑结构数据进行整合，形成得到台区电网完备数据，保证数据的完整性，然后，计算台区电网中各路节点的三相电流，将各相电流分别进行叠加计算，得到台区电网线路段的三相电流叠加值，各个节点的零相电流采用零线计算公式进行计算；然后根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低，实现三相用户的负荷(电量)不平衡最低，总体损耗最低。低压台区接户线导线长度、导线型号、相序为已知输入，据此可计算出任意线路段理论电阻值；选取典型日用户日冻结电量并根据拟合算法拟合出用户24小时用电量，用户用电量为台区逻辑结构形状中的叶子节点，即此时已获知叶子节点的数值，后续根据台区线路逻辑名称表达规则，按照广度优先遍历的原则分相依次叠加电量到接户线、主干线上，即可知整个台区任意线路段的三相电流；任意线路段的实际电流密度可以根据线路段上的电流值和线路段的导线型号计算出来；已知任意线路段各相的电流值，根据通用三相不平衡率公式即可知三相不平衡率；已知电流电阻，可计算损耗值。

本方法定义了一种拓扑关系的编码规则，实现了低压台区实际线路名称和杆号的为主线的逻辑表达，以主线-分线-支线-分支线-小分支线-小小分支线方式进行线段编码，搭配数字和字母代表节点和方向。将低压台区电网结构数据与运行数据的进行了关联，并通过低压线路逻辑名称拓扑关系实现了三相电流叠加的精算，实现由传统简算(估算)到精算方法的落实转变。采用分相电流叠加法，节点电流叠加通过逻辑名称和低压线路杆号实现，可精确计算低压台区任意线路段三相电流、电流密度、电阻、损耗、三相不平横率，通过优化算法进行降损节电优化，实现三相负荷就地平衡。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据的方法包括以下步骤：

获取台区电网中电表表箱信息；

根据台区电网中电表表箱信息中的电能表只数获取对应的用户信息；

根据台区电网中电表表箱信息和对应的用户信息根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据。

为确保校对不出错。杆号和方向采用复选方式，方向复选汉字，变字母，自动组合成一个逻辑名称。加入分段杆号或节点，分两步形成电网拓扑结构数据，第一步到表箱，对应表箱信息；第二步到用户，对应用户信息，到用户是根据表箱的电能表只数确定。逻辑名称录入数据时采用类似类的继承模式，儿子继承父辈的基本数据。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述生成台区电网拓扑结构数据的方法包括以下步骤：

判断台区电网拓扑结构数据是否需要覆盖或更新，如果是，则生成覆盖或更新提示信息，并进行数据覆盖或更新，以得到新的台区电网拓扑结构数据；如果否，则生成台区电网拓扑结构数据。

形成结构数据时，当需要对数据进行覆盖或者更新原有数据时，要提示是否覆盖或更新，保证用户可及时了解到数据的覆盖或更新动态。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，上述根据台区电网完备数据计算电网中各个节点的三相电流，并将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值的方法包括以下步骤：

根据台区电网完备数据计算得到台区电网中各个节点的三相电流；

通过线路逻辑名称和低压线路杆号将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值。

根据线路逻辑名称和低压线路杆号将符合条件的各个节点的各相电流进行叠加，为后续降损优化提供完整的数据基础。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，所述通过线路逻辑名称和低压线路杆号将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值的方法包括以下步骤：

赋值S＝LEN(线路逻辑名称)+2)+LEN(线路逻辑名称)+3，赋值T＝线路段低压线路杆号；

提取台区电网完备数据中各个线路的线路逻辑名称和低压线路杆号，并将各个线路中的线路逻辑名称的字符串相同且低压线路杆号大于T的各个节点的各相电流进行叠加计算，以得到第一电流叠加值；

将台区电网各个线路中的线路逻辑名称的字符串相同且低压线路杆号大于S的各个线路的各相电流进行叠加计算，以得到第二电流叠加值；

计算第一电流叠加值和第二电流叠加值之和，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值。

根据线路中的线路逻辑名称的字符串和低压线路杆号结合根据上述S＝LEN(线路逻辑名称)+2)+LEN(线路逻辑名称)+3，赋值T＝线路段低压线路杆号，对符合条件的节点进行筛选，将符合要求的节点电流进行叠加计算，双重计算，保证数据的完整性。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，所述根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低的方法包括以下步骤：

根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用三相负荷就地平衡法计算获取台区电网中各个节点的各相电流中的最小相电流值，将用户接入到该最小相电流对应的节点中，使得台区电网中各个节点的三相不平衡率最低，线路损耗最小。

进行负荷优化时，主要采用两种模式进行优化，包括人工对话模式和智能运算模式，采用两种模式分别进行最小单元优化。最小单元包括：以接户线为单元(粗)，以电能表箱为单元(中)，以单相用户为单元(细)，对出线n路的各负荷，相加除以3求的三相均值，代表三相分组要接近的量。

人工对话模式：从三种最小单元选一种，例如叶子节点为用户，从用户开始选择定位，按低压台区出线电流的方向，由远近到近设置要平衡的节点个数；算法是去掉T接三相的用户和零电量的用户，求A、B、C单相用户平均月(或年)用电量，通过逻辑名称模型叠加计算显示均差值，自动默认三相电流最小的一相，最后进行下一个节点的人工确认。

智能运算模式：线路逻辑名称为主线求任意两路的负荷(月电量)之和，列表，含下标(接户线单元，电能表箱为单元，单相用户为单元)，求任意三路的负荷之和，求任意n-2路的负荷之和，列表，含下标。这个列表由一路负荷、两路负荷和、三路负荷和……n-2路负荷和组成，列表的每个元素由负荷和相关回路下标组成。然后，对列表按负荷接近均值的程度由近到远排序。最后就从排序后的列表选出三个元素，以线路逻辑名称按从近到远选择，要求它们内含的下标是1...n的一个分割。这样找到的第一组三个元素。比较它们接近均值的总体水平，选出最接近的。实现三相用户的负荷(电量)不平衡最低，总体损耗最低。

上述具体优化算法包括：

叶子节点包括用户、表箱号和接户线。以叶子节点为用户为例，当叶子节点电能表表箱内有1-3户时，若没有重复T接相序，T接相序保持不变，否则T接相序为用随机函数取“ABC”中任意1个不重复的字符；当叶子节点电能表表箱内有4户，比较用电量排名前3用户的用电量。取最小用电量用户的相序作为第4个用户的T相序；当叶子节点电能表表箱内有5户，对用电量排名前4用户进行用电量A、B、C三相分相求和。取求和用电量最小的一相的相序作为第5个用户的T相序；当叶子节点电能表表箱内有6户，对用电量排名前5用户进行用电量A、B、C三相分相求和。取求和用电量最小的一相的相序作为第6个用户的T相序，当叶子节点电能表表箱内有N户，对用电量排名前N-1用户进行用电量A、B、C三相分相求和。取求和用电量最小的一相的相序作为第N个用户的T相序。当叶子节点为电能表表箱或接户线时，优化方法与上述方法相似，即：对用电量排名前N-1个表箱或接户线接用户进行A、B、C三相分相求和用电量。取求和用电量最小的一相的相序作为第N和表箱或接户线的T相序。采用人工确认或智能运算的方式确认出最后的优化结果，即最小用电量。

基于第一方面，如图2-图3所示，在本发明的一些实施例中，该低压台区线损理论计算的算法模型实现方法还包括以下步骤：

获取并根据台区网络中的节点个数确定画布的最大值；

计算并根据台区网络中(LEN(线路逻辑名称的字符串)+1)/4的最大值确定线路T接的最大级别；

根据台区网络中的线路逻辑名称和低压线路杆号的最大值确定分段数；

根据线路方向代码，确定画布的坐标位置和绘图方向，并根据画布的最大值、线路T接的最大级别、分段数、画布的坐标位置和绘图方向生成低压电网拓扑示意图。

根据台区计算模型的节点个数，确定画布的最大值，确保能正常显示每个节点电能表箱及其他数值，通过(LEN(线路逻辑名称的字符串)+1)/4的最大值确定线路T接的最大级别，线路逻辑名称和低压线路杆号的最大值，确定分段数，结合方向代码，确定画布的坐标位置和绘图方向，形成低压电网拓扑示意图。方便直观查看台区网络整体分布。

如图4所示，第二方面，本发明实施例提供一种低压台区线损理论计算的算法模型实现系统，包括规则制定模块100、结构数据生成模块200、完备数据模块300、电流叠加模块400、零线电流计算模块500以及负荷优化模块600，其中：

规则制定模块100，用于绘制台区线路CAD图，制定台区线路逻辑名称表达规则；

结构数据生成模块200，用于根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据；

完备数据模块300，用于获取台区电网运行数据，并根据台区电网拓扑结构数据和台区电网运行数据生成台区电网完备数据；

电流叠加模块400，用于根据台区电网完备数据计算电网中各个节点的三相电流，并将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值；

零线电流计算模块500，用于根据台区电网线路段的三相电流叠加值计算获取各个节点的零线电流；

负荷优化模块600，用于根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低。

为将台区线路CAD图转换为有拓扑关系的电网结构数据，通过规则制定模块100制定一套合理的逻辑表达规则。以主线-分线-支线-分支线-小分支线-小小分支线方式进行，每组由2个数字加一个字母组成，前两位为低压线路杆号(无杆可以是节点号)，字母为低压线路的方向，如01D-04B-06X-03Z，中间用“-”分隔，变压器低压出线的第一支杆01为低压台区的主线(固定搭配)，向多个方向延伸，分线及以下线路逻辑名称命名为：“2位杆号”+“表示出线方向的字母”，字母选用“D、X、N、B、Z、Y......”，不同字母表示东、西、南、北、左、右等不同的出线方向。规则制定完成后，结构数据生成模块200根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据，生成台区电网拓扑结构数据的方法包括：杆号和方向采用复选方式，方向复选汉字，变字母，自动组合成一个逻辑名称，加入分段杆号或节点，分两步形成电网拓扑结构数据，第一步到表箱，对应表箱信息；第二步到用户，对应用户信息，到用户是根据表箱的电能表只数确定。逻辑名称录入数据时采用类似类的继承模式，儿子继承父辈的基本数据。然后，通过完备数据模块300获取台区电网运行数据，将台区电网运行数据和台区电网拓扑结构数据进行整合，形成得到台区电网完备数据，保证数据的完整性，然后，通过电流叠加模块400计算台区电网中各路节点的三相电流，将各相电流分别进行叠加计算，得到台区电网线路段的三相电流叠加值，各个节点的零相电流采用零线计算公式进行计算；然后通过零线电流计算模块500采用零线计算公式计算台区电网的各个节点的零相电流，为后续负荷优化提供数据参考，负荷优化模块600根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低，实现三相用户的负荷(电量)不平衡最低，总体损耗最低。

本系统定义了一种拓扑关系的编码规则，实现了低压台区实际线路名称和杆号的为主线的逻辑表达，以主线-分线-支线-分支线-小分支线-小小分支线方式进行线段编码，搭配数字和字母代表节点和方向。将低压台区电网结构数据与运行数据的进行了关联，并通过低压线路逻辑名称拓扑关系实现了三相电流叠加的精算，实现由传统简算(估算)到精算方法的落实转变。采用分相电流叠加法，节点电流叠加通过逻辑名称和低压线路杆号实现，可精确计算低压台区任意线路段三相电流、电流密度、电阻、损耗、三相不平横率，通过优化算法进行降损节电优化，实现三相负荷就地平衡。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，上述低压台区线损理论计算的算法模型实现系统，包括：用于存储计算机指令的至少一个存储器；与所述存储器通讯的至少一个处理器，其中当所述至少一个处理器执行所述计算机指令时，所述至少一个处理器使所述系统执行：规则制定模块100、结构数据生成模块200、完备数据模块300、电流叠加模块400、零线电流计算模块500以及负荷优化模块600。

还包括存储器、处理器和通信接口，该存储器、处理器和通信接口相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器可用于存储软件程序及模块，处理器通过执行存储在存储器内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。

其中，存储器可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以理解，图4所示的结构仅为示意还可包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的配置。图4中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块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(ROM，Read-Only Memory)、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。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

绘制台区线路CAD图，制定台区线路逻辑名称表达规则；

根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据；

获取台区电网运行数据，并根据台区电网拓扑结构数据和台区电网运行数据生成台区电网完备数据；

根据台区电网完备数据计算台区电网线路段中各个节点的三相电流，并将线路段的各个节点的三相电流中各相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值；

根据台区电网线路段的三相电流叠加值计算获取各个节点的零线电流；

根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低。

2.根据权利要求1所述的一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，其特征在于，所述台区线路逻辑名称表达规则为线路逻辑名称包括主线、分线、支线、分支线、小分支线和小小分支线的多组命名，每组命名包括两个数字和一个字母，数字为低压线路杆号，字母为低压线路方向。

3.根据权利要求2所述的一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，其特征在于，所述根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据的方法包括以下步骤：

获取台区电网中电表表箱信息；

根据台区电网中电表表箱信息中的电能表只数获取对应的用户信息；

根据台区电网中电表表箱信息和对应的用户信息根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据。

4.根据权利要求3所述的一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，其特征在于，所述生成台区电网拓扑结构数据的方法包括以下步骤：

判断台区电网拓扑结构数据是否需要覆盖或更新，如果是，则生成覆盖或更新提示信息，并进行数据覆盖或更新，以得到新的台区电网拓扑结构数据；如果否，则生成台区电网拓扑结构数据。

5.根据权利要求1所述的一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，其特征在于，所述根据台区电网完备数据计算电网中各个节点的三相电流，并将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值的方法包括以下步骤：

根据台区电网完备数据计算得到台区电网中各个节点的三相电流；

通过线路逻辑名称和低压线路杆号将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值。

6.根据权利要求5所述的一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，其特征在于，所述通过线路逻辑名称和低压线路杆号将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值的方法包括以下步骤：

赋值S＝LEN(线路逻辑名称)+2)+LEN(线路逻辑名称)+3，赋值T＝线路段低压线路杆号；

提取台区电网完备数据中线路段中各个节点的线路逻辑名称和低压线路杆号，并将线路段中线路逻辑名称的字符串相同且低压线路杆号大于T的各个节点的各相电流进行叠加计算，以得到第一电流叠加值；

将台区电网各个线路中的线路逻辑名称的字符串相同且低压线路杆号大于S的各个线路的各相电流进行叠加计算，以得到第二电流叠加值；

计算第一电流叠加值和第二电流叠加值之和，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值。

7.根据权利要求1所述的一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，其特征在于，所述根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低的方法包括以下步骤：

根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用三相负荷就地平衡法计算获取台区电网中各个节点的各相电流中的最小相电流值，将用户接入到该最小相电流对应的节点中，使得台区电网中各个节点的三相不平衡率最低，线路损耗最小。

8.根据权利要求1所述的一种低压台区线损理论计算的算法模型实现方法，其特征在于，还包括以下步骤：

获取并根据台区网络中的节点个数确定画布的最大值；

计算并根据台区网络中(LEN(线路逻辑名称的字符串)+1)/4的最大值确定线路T接的最大级别；

根据台区网络中的线路逻辑名称和低压线路杆号的最大值确定分段数；

根据线路方向代码，确定画布的坐标位置和绘图方向，并根据画布的最大值、线路T接的最大级别、分段数、画布的坐标位置和绘图方向生成低压电网拓扑示意图。

9.一种低压台区线损理论计算的算法模型实现系统，其特征在于，包括规则制定模块、结构数据生成模块、完备数据模块、电流叠加模块、零线电流计算模块以及负荷优化模块，其中：

规则制定模块，用于绘制台区线路CAD图，制定台区线路逻辑名称表达规则；

结构数据生成模块，用于根据台区线路逻辑名称表达规则生成台区电网拓扑结构数据；

完备数据模块，用于获取台区电网运行数据，并根据台区电网拓扑结构数据和台区电网运行数据生成台区电网完备数据；

电流叠加模块，用于根据台区电网完备数据计算电网中各个节点的三相电流，并将各个节点的三相电流进行叠加计算，以得到台区电网线路段的三相电流叠加值；

零线电流计算模块，用于根据台区电网线路段的三相电流叠加值计算获取各个节点的零线电流；

负荷优化模块，用于根据台区电网线路段的三相电流叠加值和各个节点的零线电流采用优化算法进行降损节电优化，使得台区电网中三相用户的负荷不平衡最低，总体损耗最低。

10.根据权利要求9所述的一种低压台区线损理论计算的算法模型实现系统，其特征在于，包括：

用于存储计算机指令的至少一个存储器；

与所述存储器通讯的至少一个处理器，其中当所述至少一个处理器执行所述计算机指令时，所述至少一个处理器使所述系统执行：规则制定模块、结构数据生成模块、完备数据模块、电流叠加模块、零线电流计算模块以及负荷优化模块。

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