CN113009235B - 计算台区线路阻抗实时精准值的方法及系统、设备、介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计算台区线路阻抗实时精准值的方法及系统、设备和计算机可读取的存储介质。本方法在一个较大的时间跨度内，利用变压器一次侧出现的较大幅度的电压波动和二次侧出现的台区内大的负荷变化来计算线路阻抗，同时使用负荷的差值消除了测量误差，还使用了处于稳态的负荷数据来计算线路阻抗，相比于采用暂态数据进行计算，提高了计算精准度，并且通过优选数据对线缆温度影响进行了补偿，消除了较大时间跨度上不同的线缆温度对阻抗计算的影响，线路阻抗计算结果更加精确。另外，通过对典型的负荷特征进行匹配，得到所有节点相对于总节点的时间同步补偿值，各节点的负荷数据经过补偿后可以实现严格的时间同步。

Description

计算台区线路阻抗实时精准值的方法及系统、设备、介质

技术领域

本发明涉及台区线路阻抗计算技术领域，特别地，涉及一种计算台区线路阻抗实时精准值的方法及系统、设备、计算机可读取的存储介质。

背景技术

如图1所示，配电网低压台区线路拓扑中的节点包括总节点、分支节点和端节点，其中，总节点可以是能源控制器、融合终端等设备，总节点可以对整个台区的负荷进行计量，分支节点可以是分支单元或者智能断路器等设备，分支节点可以对始于该节点的整个分支的负荷进行计量，端节点可以是表箱终端、户表、表箱内的智能断路器等设备，端节点可以对该端点的负荷进行计量。各节点之间的线路阻抗，是计算台区理论线损、评估台区健康状态和定位台区用电异常的基础数据。

而低压台区线路分段的线路阻抗非常小且非常敏感，微小的扰动都会对阻抗值的计算产生较大的影响，而在实际应用中，各节点的时间同步问题和计量误差问题，都会使阻抗的计算出现较大偏差。

1)时间同步问题

带有计量功能的节点设备，其计量和管理功能分别在计量芯和管理芯上实现，计量芯用于电压电流功率等数据的计量，管理芯用于这些数据的采集和其他管理功能。不同节点的管理芯、计量芯之间存在着时间同步的误差，包括：

a)台区各节点管理芯之间的同步误差；

b)各节点内部的管理芯和计量芯之间同步误差，该误差各节点随机，最大可以在几百毫秒量级。

对于a)的误差部分，使用传统的精准校时方案，对台区各节点进行校时，可以将系统各节点管理芯的时间同步误差控制秒量级(1～2秒以内)，未来的通过HPLC校时或者GPS校时，可以将管理芯的同步误差控制在毫秒量级。但是，对于b)的误差部分，目前仍无好的解决方案。

2)测量误差问题

由于线路分段的阻抗值比较敏感，很小的测量误差，也可能对阻抗的计算产生较大的影响。

发明内容

本发明提供了一种计算台区线路阻抗实时精准值的方法及系统、设备、计算机可读取的存储介质，以解决现有技术在计算线路阻抗时存在的精准度较差的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种计算台区线路阻抗实时精准值的方法，包括以下步骤：

步骤S1：周期性抄读台区各节点的负荷数据，并记录环境温度和时间戳；

步骤S2：选择任意两个相邻节点，计算二者之间的实时线路阻抗；具体地，使用当前的实时数据并选择一组基准数据，采用以下公式计算实时阻抗：

R_ab＝[(U_a2-U_a1)-(U_b2-U_b1)]/(I_ab2-I_ab1)，

其中，R_ab表示节点a和节点b之间的阻抗值，U_a2表示节点a当前的实时电压值，U_a1表示节点a的基准数据中的电压值，U_b2表示节点b当前的实时电压值，U_b1表示节点b的基准数据中的电压值，I_ab2表示节点a和节点b之间的当前电流值，I_ab1表示基准数据中节点a和节点b之间的电流值，并且，实时数据和基准数据的选择需满足以下条件：

对于每个节点，实时数据和基准数据的电流、电压数据均为稳态数据，

对于每个节点，实时数据的电压差和基准数据的电压差，其绝对值均大于5倍的电压测量分辨率，

这两个节点间的电压差值的差值，其绝对值大于3倍的电压测量分辨率，

基准数据中的环境温度要能对电流变化引起的线缆温度变化做出补偿；

步骤S3：重复执行步骤S2，计算其它两个相邻节点间的线路阻抗实时值。

进一步地，所述步骤S1还包括以下步骤：

步骤S11：对所有节点进行负荷特征识别，生成每个节点的典型电器启停记录，该记录包含了典型电器的负荷特征的特征值；

步骤S12：将总节点的典型电器启停记录与其它各节点的启停记录进行比对，得到其它各节点相对于总节点时间同步的补偿值；

步骤S13：根据补偿值对各节点的负荷数据进行对应补偿。

进一步地，所述步骤S12具体为：

取出待同步节点的一个启停记录，以其启停时刻为参考时点，将该启停记录与总节点在该参考时点前后n秒内的启停记录进行匹配，寻找总节点上的相应启停记录，其中的n秒为该节点与总节点间的最大时间同步误差，若在总节点上找到相应的启停记录，则将该参考时点与总节点中相应启停记录中的启停时刻的时间差作为一个时间同步补偿值，若未找到相应的启停记录，则从待同步节点中重新选择一个新的启停记录继续匹配；

直至待同步节点中的所有启停记录均完成匹配，得到若干个时间同步补偿值，取其平均值作为该节点与总节点间的时间同步的最终补偿值；

针对其它节点，重复执行上述内容，得到各个节点相对于总节点的时间同步补偿值。

进一步地，所述步骤S2中基准数据中的环境温度要能对电流变化引起的线缆温度变化做出补偿具体为：

预先采集不同环境温度、不同电流值时的线缆温度，建立一个由环境温度、电流值和线缆温度组成的对照表；

基于当前的环境温度和电流值查表得到当前的线缆温度；

在选择基准数据时，基于基准数据中的环境温度和电流值查表得到的线缆温度值须与当前的线缆温度接近。

进一步地，还包括以下步骤：

步骤S4：持续计算线路分段的实时阻抗，当实时阻抗明显增大时，发出预警提醒。

进一步地，所述典型电器包括大功率纯阻性电器和/或空调类综合性电器。

另外，本发明还提供一种计算台区线路阻抗实时精准值的系统，包括：

数据采集模块，用于周期性抄读台区各节点的负荷数据，并记录环境温度和时间戳；

计算模块，用于选择任意两个相邻节点，计算二者之间的实时线路阻抗，具体地，使用当前的实时数据并选择一组基准数据，采用以下公式计算实时阻抗：

R_ab＝[(U_a2-U_a1)-(U_b2-U_b1)]/(I_ab2-I_ab1)，

其中，R_ab表示节点a和节点b之间的阻抗值，U_a2表示节点a当前的实时电压值，U_a1表示节点a的基准数据中的电压值，U_b2表示节点b当前的实时电压值，U_b1表示节点b的基准数据中的电压值，I_ab2表示节点a和节点b之间的当前电流值，I_ab1表示基准数据中节点a和节点b之间的电流值，并且，实时数据和基准数据的选择需满足以下条件：

对于每个节点，实时数据和基准数据的电流、电压数据均为稳态数据，

对于每个节点，实时数据的电压差和基准数据的电压差，其绝对值均大于5倍的电压测量分辨率，

这两个节点间的电压差值的差值，其绝对值大于3倍的电压测量分辨率，

基准数据中的环境温度要能对电流变化引起的线缆温度变化做出补偿。

进一步地，还包括时间同步补偿模块，用于计算各节点与总节点间时间同步的补偿值；首先，对所有节点进行负荷特征识别，生成每个节点的典型电器启停记录，该记录包含了典型电器的负荷特征的特征值，然后将总节点的典型电器启停记录与其它各节点的启停记录进行比对，得到其它各节点相对于总节点时间同步的补偿值，最后根据补偿值对各节点的负荷数据进行对应补偿。

另外，本发明还提供一种设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如上所述的方法的步骤。

另外，本发明还提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储计算台区线路阻抗实时精准值的计算机程序，该计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤。

本发明具有以下效果：

本发明的计算台区线路阻抗实时精准值的方法，在一个较大的时间跨度内，利用变压器一次侧出现的较大幅度的电压波动和二次侧出现的台区内大的负荷变化来计算线路阻抗，同时使用负荷的差值消除了测量误差，还使用了处于稳态的负荷数据来计算线路阻抗，相比于采用暂态数据进行计算，提高了计算精准度，并且通过优选数据对线缆温度影响进行了补偿，消除了较大时间跨度上不同的线缆温度对阻抗计算的影响，线路阻抗计算结果更加精确。

另外，通过对典型的负荷特征进行匹配，得到所有节点相对于总节点的时间同步补偿值，各节点的负荷数据经过补偿后可以实现严格的时间同步。

另外，本发明的计算台区线路阻抗实时精准值的系统、设备和存储介质同样具有上述优点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是低压台区的线路拓扑示意图。

图2是本发明优选实施例的计算台区线路阻抗实时精准值的方法的流程示意图。

图3是本发明优选实施例中计算ab分段线路阻抗的示意图。

图4是本发明优选实施例中某台区某节点的0点到第二天0点的15分钟真实电压曲线示意图。

图5是本发明优选实施例中某台区某节点的0点到第二天0点的15分钟真实电流曲线示意图。

图6是图4和图5合并后的电流、电压曲线示意图。

图7是图2中的步骤S1的子流程示意图。

图8是本发明优选实施例中某品牌电热水器上电的电流变化示意图。

图9是本发明优选实施例中某品牌空调的电流变化示意图。

图10是本发明优选实施例的计算台区线路阻抗实时精准值的方法的另一具体实施方式的流程示意图。

图11是本发明另一实施例的计算台区线路阻抗实时精准值的系统的模块结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图2所示，本发明的优选实施例提供一种计算台区线路阻抗实时精准值的方法，包括以下步骤：

步骤S1：周期性抄读台区各节点的负荷数据，并记录环境温度和时间戳；

步骤S2：选择任意两个相邻节点，计算二者之间的实时线路阻抗；

步骤S3：重复执行步骤S2，计算其它两个相邻节点间的线路阻抗实时值。

具体地，在所述步骤S2中使用当前的实时数据并选择一组基准数据，采用以下公式计算实时阻抗：

R_ab＝[(U_a2-U_a1)-(U_b2-U_b1)]/(I_ab2-I_ab1)，

其中，R_ab表示节点a和节点b之间的线路阻抗值，U_a2表示节点a当前的实时电压值，U_a1表示节点a的基准数据中的电压值，U_b2表示节点b当前的实时电压值，U_b1表示节点b的基准数据中的电压值，I_ab2表示节点a和节点b之间的当前电流值，I_ab1表示基准数据中节点a和节点b之间的电流值，并且，实时数据和基准数据的选择需满足以下条件：

对于每个节点，实时数据和基准数据的电流、电压数据均为稳态数据，

对于每个节点，实时数据的电压差和基准数据的电压差，其绝对值均大于5倍的电压测量分辨率，

这两个节点间的电压差值的差值，其绝对值大于3倍的电压测量分辨率，

基准数据中的环境温度要能对电流变化引起的线缆温度变化做出补偿。

可以理解，由于线缆工作在低压(400V)、低频(工频)的条件下，低压台区的线缆选择多以16mm²～35mm²(线缆截面积)为主，这种情况下线路的阻抗以电阻为主，电阻值是电抗值的约8至16倍，同时由于电抗对温度并不敏感，在计算线路阻抗时，其温度补偿将以对电阻的补偿为主。考虑到温度对电阻的影响：

R_T＝R₀*(1+α*(T-20))

其中，R_T表示线缆温度为T时的电阻，R₀表示线缆温度为20度时的电阻，T表示线缆温度，α表示导体的温度电阻系数，铜约为0.00393，铝约为0.00403，在后续说明中取0.004来做示范性说明。

对于温度T₁、T₂时，

R_T1＝R₀*(1+α*(T₁-20))

R_T2＝R₀*(1+α*(T₂-20))

两式相除得到：

R_T1/R_T2＝(1+α*(T₁-20))/(1+α(T₂-20))

即：

可以理解，如图3所示，a、b为线路上的两点，R_ab为a、b间的线路阻抗，U_a、U_b分别为a、b两点的电势，I_ab为a、b间的电流。根据阻抗的计算公式：

R_ab＝(U_a-U_b)/I_ab

对于线路阻抗的计算，由于测量误差的影响，上式无法直接使用。将上式变换后得到：

(U_a-U_b)＝R_ab*I_ab

对于时刻1：(U_a1-U_b1)＝R_ab1*I_ab1

对于时刻2：(U_a2-U_b2)＝R_ab2*I_ab2

两式相减，并将公式(1)代入：

即：

两边同时除以(I_ab2-I_ab1)，得到：

在实际计算时，通过选择合理的负荷数据，满足下面的条件(a)

则得到如下的阻抗计算公式：

由于线路阻抗非常小，同时智能表的电压测量分辨率为0.1V，因此，要得到精准的R_ab值，还需要满足如下条件b和条件c：

b)、同一节点(a点或b点)两个时刻的差值，即U_a2-U_a1和U_b2-U_b1的绝对值要显著大于0.1v，例如大于5倍的电压测量分辨率，即大于0.5v，当然，为了进一步提高精准度，也可以要求同一节点两个时刻的差值的绝对值大于10倍的电压测量分辨率，即大于1v；

c)、两个节点的两个时刻的电压差值的差值，即(U_a2-U_a1)-(U_b2-U_b1)的绝对值要显著大于0.1v，例如大于3倍的电压测量分辨率，即大于0.3v，当然，为了进一步提高精准度，也可以要求两个节点的两个时刻的电压差值的差值的绝对值大于5倍的电压测量分辨率，即大于0.5v。

通过周期性计量得到多组计量值，可以找出同时满足上述条件(a)、(b)、(c)的电压和电流值，即可计算出R_ab的实时精准值。

台区线路中每个节点的电压变化源于变压器一次侧的影响和二次侧的影响，其中，同一测量点不同时刻的电压差值，例如U_a2-U_a1，更多源于变压器一次侧的影响，即10kv侧的电压波动的影响，而10kv侧的电压波动可以通过选择一定的时间跨度，来满足条件(b)。

同时，由于(U_a2-U_a1)-(U_b2-U_b1)＝(U_a2-U_b2)-(U_a1-U_b1)，而U_a2-U_b2和U_a1-U_b1通过对同一时刻的相邻节点的电压做差值，已经消除了一次侧的影响，所以条件(c)中的电压差值的差值，主要源于二次侧的影响，即由台区内负荷的波动导致线路压降变化所致。这个差值一般较小，可以通过选择一定的时间跨度，可以找到(I_ab2-I_ab1)的绝对值是一个较大的值，此时可以满足条件(c)。

具体地，本发明使用一组变量S＝(U_a，U_b，I_ab，T，t)来记录某一时刻线路分段ab的负荷状态。U_a是a点的电压，U_b是b点的电压，I_ab是线路分段ab的电流，可以是分支节点a上ab所在分支的电流，也可以是分支节点b上所有分支的电流之和，T为当前环境温度，t为当前时间戳。由于当节点的负荷状态处于变化较为剧烈的暂态时，单点计量得到的负荷数据偶然性较大，无法描述出负荷暂态的真实情况，不适合用于阻抗的精准计算。当节点的负荷状态处于稳态时(即节点前后时间点的负荷值保持稳定时)，单点计量的结果可以表征出负荷稳态的真实情况，可以用于线路阻抗的计算。因此，本发明使用处于稳定的负荷状态计算线路阻抗，以确保阻抗计算结果的精准度。

在使用公式(2)计算当前时刻的阻抗时，需要使用到两个负荷状态，一个是当前的负荷状态S2，另一个是从前段时间数据中选出来的一个基准的负荷状态S1，S1的选择需要同时满足条件a、b、c。具体地，若状态S2的电流是一个较大的值，则需要选择S1的电流是一个较小的值以满足条件c；同时，U_a2-U_a1的绝对值要显著大于0.1v；另外，由于S2的电流显著大于S1，在选择S1时，要对S1的环境温度做出补偿，S1的环境温度要大于S2，从而使得条件a中的T₂-T₁趋于0，同时由于S2的电流显著大于S1，假设I_ab2＝5I_ab1，此时条件a中，

且α≈0.004，T₂-T₁趋于0，而当T₂在-20℃～80℃之间时，0.84＜1+α(T₂-20)＜1.24，此时条件a得到满足。而若S2的电流是一个较小的值，则需要选择S1的电流是一个较大的值来满足条件c；同时，U_a2-U_a1的绝对值要显著大于0.1v；另外，由于S2的电流显著小于S1，在选择S1时，要对S1的环境温度做出补偿，S1的环境温度要小于S2，从而使得条件a中的T₂-T₁趋于0，同时由于S2的电流显著小于S1，假设I_ab1＝5I_ab2，此时条件a中，

且α≈0.004，T₂-T₁趋于0，而当T₂在-20℃～80℃之间时，0.84＜1+α(T₂-20)＜1.24，此时条件a得到满足。

例如，图4为某台区某节点的0点到第二天0点的15分钟真实电压曲线，共96个点，每四个点为一个小时。图4中第68点(下午5:00)的电压约为233V，第85点(晚9:15)约为239V，电压差为6V，这个幅度的电压差，主要源于一次侧的影响。从图4中可见，很容易找到两个时间点满足条件b，即该点的电压差值显著大于0.1v。图5是该节点同一天的0点到第二天0点的15分钟真实电流曲线，共96个点，每4个点为一个小时。图5中电流的分布大致可以分为3个区间，低于100A，100A到150A，高于150A，通过将两个时间点选择在不同区间内，可以实现I_ab2-I_ab1的绝对值是一个较大的值，从而满足条件c，即这两个节点的这两个时刻的电压差值的差值显著大于0.1V。图6是合并电流、电压曲线，即将图4和图5合并，左侧纵坐标为电压，右侧纵坐标为电流，虚线曲线为电压曲线，实线曲线为电流曲线。在计算该节点的某时间点(如第44点上午11:00)的阻抗，首先读取其电流电压，其电流在50A到100A区间，其电压在235V左右，因此其对应的基准点电流可以选在100A到150A区间或者高于150A区间，其对应的基准点电压可以选择在236V以上，综上即基准点可以选择在图6中电压、电流都落在虚线框中的时间点。进一步地，在这些时间点中，选择能够进行较好温度补偿的点作为计算阻抗的基准点。事实上，当前点为第44点即11:00，环境温度较高，电流较小，我们在进行温度补偿时，可以选择一个环境温度较低，电流较大的基础点，(如第88点，晚上22:00)，以实现对计算阻抗的温度补偿。

可以理解，本发明的计算台区线路阻抗实时精准值的方法，在一个较大的时间跨度内，利用变压器一次侧出现的较大幅度的电压波动和二次侧出现的台区内大的负荷变化来计算线路阻抗，同时使用负荷的差值消除了测量误差，还使用了处于稳态的负荷数据来计算线路阻抗，相比于采用暂态数据进行计算，提高了计算精准度，并且通过优选数据对线缆温度影响进行了补偿，消除了较大时间跨度上不同的线缆温度对阻抗计算的影响，线路阻抗计算结果更加精确。

可以理解，在抄读完台区各节点的负荷数据后，由于各个节点与总节点之间的时间不同步，若直接使用负荷数据计算阻抗值会导致计算结果的精准度较差。因此，所述步骤S1中在抄读完负荷数据后还需计算各节点相对于总节点的时间同步补偿值，并根据补偿值对各个节点的负荷数据进行对应补偿，以实现各节点与总节点实现严格的时间同步，进一步提高了阻抗计算的精准度。

具体地，如图7所示，所述步骤S1还包括以下步骤：

步骤S11：对所有节点进行负荷特征识别，生成每个节点的典型电器启停记录，该记录包含了典型电器的负荷特征的特征值；

步骤S12：将总节点的典型电器启停记录与其它各节点的启停记录进行比对，得到其它各节点相对于总节点时间同步的补偿值；

步骤S13：根据补偿值对各节点的负荷数据进行对应补偿。

在所述步骤S1中，先周期性计量低压台区线路中各节点(包括总节点、分支节点和端节点)的负荷数据，然后对各节点的负荷特征进行识别，得到典型电器的启停记录统计，再对总节点与其他节点的启停统计记录进行比对，得出各节点相对于总节点的时间同步的补偿值，最后根据各自的补偿值对各个节点的负荷数据进行对应补偿，从而实现各节点与总节点之间的时间同步。

另外，由于台区总节点的负荷较为复杂，需要选择最易分解的负荷特征来进行识别。本发明优选采用大功率纯阻性电器和空调类综合性电器作为典型电器，其启停特征具有瞬态时间短、负荷变化大、特征变化简单，可以有效地用于节点校时中的特征识别。大功率纯阻性电器包括电热水器、电热水壶、电暖器等电热类电器，图8为某品牌电热水器上电的电流变化图，横轴为时间，纵轴为电流的测量值，测量的频率为20毫秒1次。从图8中可以看出，电热水器启动后，电流经过3个测量周期达到工作稳态，即瞬态上升时间为20ms*3＝60ms。电热水器的这种瞬态时间短、负荷变化大、瞬态前后保持稳态的启停特征，很容易识别。大功率纯阻性电器启停的负荷特征可以包括：启停时刻、瞬态上升时长、负荷变化方向(启或停)、负荷变化值等。另外，图9为某品牌空调的电流变化图，横轴为时间，纵轴为电流的测量值，测量的频率为20毫秒1次。从图9可以看出，空调启动后，电流经过3个测量周期达到瞬态峰值，再经过4个测量周期的骤降，然后经过0.5秒左右的缓变逐渐达到稳态。空调启停的这种瞬态时间短、负荷变化大的启停特征，也很容易识别。空调类综合性电器启停的负荷特征包括：启停时刻、瞬态上升时长、瞬态负荷峰值、瞬态下降时长、负荷变化方向(启或停)、负荷变化值。

可以理解，所述步骤S12具体为：

取出待同步节点的一个启停记录，以其启停时刻为参考时点，将该启停记录与总节点在该参考时点前后n秒内的启停记录进行匹配，寻找总节点上的相应启停记录，其中的n秒为该节点与总节点间的最大时间同步误差，若在总节点上找到相应的启停记录，则将该参考时点与总节点中相应启停记录中的启停时刻的时间差作为一个时间同步补偿值，若未找到相应的启停记录，则从待同步节点中重新选择一个新的启停记录继续匹配；

直至待同步节点中的所有启停记录均完成匹配，得到若干个时间同步补偿值，取其平均值作为该节点与总节点间的时间同步的最终补偿值；

针对其它节点，重复执行上述内容，得到各个节点相对于总节点的时间同步补偿值。

另外，所述步骤S2中基准数据中的环境温度要能对电流变化引起的线缆温度变化做出补偿具体为：

预先采集不同环境温度、不同电流值时的线缆温度，建立一个由环境温度、电流值和线缆温度组成的对照表；

基于当前的环境温度和电流值查表得到当前的线缆温度；

在选择基准数据时，基于基准数据中的环境温度和电流值查表得到的线缆温度值须与当前的线缆温度接近，即T₂、T₁趋近于0，从而确保能够满足上述条件a，即

可以理解，如图10所示，所述计算台区线路阻抗实时精准值的方法还包括以下步骤：

步骤S4：持续计算线路分段的实时阻抗，当实时阻抗明显增大时，发出预警提醒。

通过选择恰当的负荷状态基准值，可以精确地计算出线路分段的实时阻抗。对实时阻抗的计算值进行持续监控，当实时阻抗显著变大时，则可能出现窃电或者线路过热的情况，如果此时分段头和分段尾的电流一致，则可能出现线路过热的情况，如果分段头的电流显著大于分段尾的电流，则在分段内可能出现窃电等异常，出现这两种情况时，均做出相应预警。

另外，如图11所示，本发明的另一实施例还提供一种计算台区线路阻抗实时精准值的系统，优选采用上述的计算台区线路阻抗实时精准值的方法，该系统包括：

数据采集模块，用于周期性抄读台区各节点的负荷数据，并记录环境温度和时间戳；

计算模块，用于选择任意两个相邻节点，计算二者之间的实时线路阻抗，具体地，使用当前的实时数据并选择一组基准数据，采用以下公式计算实时阻抗：

R_ab＝[(U_a2-U_a1)-(U_b2-U_b1)]/(I_ab2-I_ab1)，

其中，R_ab表示节点a和节点b之间的阻抗值，U_a2表示节点a当前的实时电压值，U_a1表示节点a的基准数据中的电压值，U_b2表示节点b当前的实时电压值，U_b1表示节点b的基准数据中的电压值，I_ab2表示节点a和节点b之间的当前电流值，I_ab1表示基准数据中节点a和节点b之间的电流值，并且，实时数据和基准数据的选择需满足以下条件：

对于每个节点，实时数据和基准数据的电流、电压数据均为稳态数据，

对于每个节点，实时数据的电压差和基准数据的电压差，其绝对值均大于5倍的电压测量分辨率，

这两个节点间的电压差值的差值，其绝对值大于3倍的电压测量分辨率，

基准数据中的环境温度要能对电流变化引起的线缆温度变化做出补偿。

另外，该系统还包括预警模块，用于持续计算线路分段的实时阻抗，并在实时阻抗明显增大时发出预警提醒。

另外，该系统还包括时间同步补偿模块，用于计算各节点与总节点间时间同步的补偿值；首先，对所有节点进行负荷特征识别，生成每个节点的典型电器启停记录，该记录包含了典型电器的负荷特征的特征值，然后将总节点的典型电器启停记录与其它各节点的启停记录进行比对，得到其它各节点相对于总节点时间同步的补偿值，最后根据补偿值对各节点的负荷数据进行对应补偿。

可以理解，本系统的各个模块的工作过程与上述方法实施例的各个步骤相对应，故在此不再赘述。

可以理解，本实施例的计算台区线路阻抗实时精准值的系统，在一个较大的时间跨度内，利用变压器一次侧出现的大幅电压波动和二次侧出现的台区内大的负荷变化来计算线路阻抗，同时使用负荷的差值消除了测量误差，还使用了处于稳态的负荷数据来计算线路阻抗，相比于采用暂态数据进行计算，提高了计算精准度，并且通过优选数据对线缆温度影响进行了补偿，消除了较大时间跨度上不同的线缆温度对阻抗计算的影响，线路阻抗计算结果更加精确。

另外，本发明还提供一种设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如上所述的方法的步骤。

另外，本发明还提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储计算台区线路阻抗实时精准值的计算机程序，该计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤。

一般计算机可读取介质的形式包括：软盘(floppy disk)、可挠性盘片(flexibledisk)、硬盘、磁带、任何其与的磁性介质、CD-ROM、任何其余的光学介质、打孔卡片(punchcards)、纸带(paper tape)、任何其余的带有洞的图案的物理介质、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)、可抹除可编程只读存储器(EPROM)、快闪可抹除可编程只读存储器(FLASH-EPROM)、其余任何存储器芯片或卡匣、或任何其余可让计算机读取的介质。指令可进一步被一传输介质所传送或接收。传输介质这一术语可包含任何有形或无形的介质，其可用来存储、编码或承载用来给机器执行的指令，并且包含数字或模拟通信信号或其与促进上述指令的通信的无形介质。传输介质包含同轴电缆、铜线以及光纤，其包含了用来传输一计算机数据信号的总线的导线。

以上所述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。

Claims (10)

1.一种计算台区线路阻抗实时精准值的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：周期性抄读台区各节点的负荷数据，并记录环境温度和时间戳；

步骤S2：选择任意两个相邻节点，计算二者之间的实时线路阻抗；具体地，使用当前的实时数据并选择一组基准数据，采用以下公式计算实时阻抗：

R_ab＝[(U_a2-U_a1)-(U_b2-U_b1)]/(I_ab2-I_ab1)，

其中，R_ab表示节点a和节点b之间的阻抗值，U_a2表示节点a当前的实时电压值，U_a1表示节点a的基准数据中的电压值，U_b2表示节点b当前的实时电压值，U_b1表示节点b的基准数据中的电压值，I_ab2表示节点a和节点b之间的当前电流值，I_ab1表示基准数据中节点a和节点b之间的电流值，并且，实时数据和基准数据的选择需满足以下条件：

对于每个节点，实时数据和基准数据的电流、电压数据均为稳态数据，

对于每个节点，实时数据的电压差和基准数据的电压差，其绝对值均大于5倍的电压测量分辨率，

这两个节点间的电压差值的差值，其绝对值大于3倍的电压测量分辨率，

基准数据中的环境温度要能对电流变化引起的线缆温度变化做出补偿；

步骤S3：重复执行步骤S2，计算其它两个相邻节点间的线路阻抗实时值。

2.如权利要求1所述的计算台区线路阻抗实时精准值的方法，其特征在于，

所述步骤S1还包括以下步骤：

步骤S11：对所有节点进行负荷特征识别，生成每个节点的典型电器启停记录，该记录包含了典型电器的负荷特征的特征值；

步骤S12：将总节点的典型电器启停记录与其它各节点的启停记录进行比对，得到其它各节点相对于总节点时间同步的补偿值；

步骤S13：根据补偿值对各节点的负荷数据进行对应补偿。

3.如权利要求2所述的计算台区线路阻抗实时精准值的方法，其特征在于，

所述步骤S12具体为：

取出待同步节点的一个启停记录，以其启停时刻为参考时点，将该启停记录与总节点在该参考时点前后n秒内的启停记录进行匹配，寻找总节点上的相应启停记录，其中的n秒为该节点与总节点间的最大时间同步误差，若在总节点上找到相应的启停记录，则将该参考时点与总节点中相应启停记录中的启停时刻的时间差作为一个时间同步补偿值，若未找到相应的启停记录，则从待同步节点中重新选择一个新的启停记录继续匹配；

直至待同步节点中的所有启停记录均完成匹配，得到若干个时间同步补偿值，取其平均值作为该节点与总节点间的时间同步的最终补偿值；

针对其它节点，重复执行上述内容，得到各个节点相对于总节点的时间同步补偿值。

4.如权利要求1所述的计算台区线路阻抗实时精准值的方法，其特征在于，

所述步骤S2中基准数据中的环境温度要能对电流变化引起的线缆温度变化做出补偿具体为：

预先采集不同环境温度、不同电流值时的线缆温度，建立一个由环境温度、电流值和线缆温度组成的对照表；

基于当前的环境温度和电流值查表得到当前的线缆温度；

在选择基准数据时，基于基准数据中的环境温度和电流值查表得到的线缆温度值须与当前的线缆温度接近。

5.如权利要求1所述的计算台区线路阻抗实时精准值的方法，其特征在于，

还包括以下步骤：

步骤S4：持续计算线路分段的实时阻抗，当实时阻抗明显增大时，发出预警提醒。

6.如权利要求2所述的计算台区线路阻抗实时精准值的方法，其特征在于，

所述典型电器包括大功率纯阻性电器和/或空调类综合性电器。

7.一种计算台区线路阻抗实时精准值的系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于周期性抄读台区各节点的负荷数据，并记录环境温度和时间戳；

计算模块，用于选择任意两个相邻节点，计算二者之间的实时线路阻抗，具体地，使用当前的实时数据并选择一组基准数据，采用以下公式计算实时阻抗：

R_ab＝[(U_a2-U_a1)-(U_b2-U_b1)]/(I_ab2-I_ab1)，

其中，R_ab表示节点a和节点b之间的阻抗值，U_a2表示节点a当前的实时电压值，U_a1表示节点a的基准数据中的电压值，U_b2表示节点b当前的实时电压值，U_b1表示节点b的基准数据中的电压值，I_ab2表示节点a和节点b之间的当前电流值，I_ab1表示基准数据中节点a和节点b之间的电流值，并且，实时数据和基准数据的选择需满足以下条件：

对于每个节点，实时数据和基准数据的电流、电压数据均为稳态数据，

对于每个节点，实时数据的电压差和基准数据的电压差，其绝对值均大于5倍的电压测量分辨率，

这两个节点间的电压差值的差值，其绝对值大于3倍的电压测量分辨率，

基准数据中的环境温度要能对电流变化引起的线缆温度变化做出补偿。

8.如权利要求7所述的计算台区线路阻抗实时精准值的系统，其特征在于，

还包括时间同步补偿模块，用于计算各节点与总节点间时间同步的补偿值；首先，对所有节点进行负荷特征识别，生成每个节点的典型电器启停记录，该记录包含了典型电器的负荷特征的特征值，然后将总节点的典型电器启停记录与其它各节点的启停记录进行比对，得到其它各节点相对于总节点时间同步的补偿值，最后根据补偿值对各节点的负荷数据进行对应补偿。

9.一种设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如权利要求1～6任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读取的存储介质，用于存储计算台区线路阻抗实时精准值的计算机程序，其特征在于，该计算机程序在计算机上运行时执行如权利要求1～6任一项所述的方法的步骤。

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