CN113095970A - 一种10kV馈线历史数据仿真方法及装置 - Google Patents

一种10kV馈线历史数据仿真方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种10kV馈线历史数据仿真方法，该方法包括获取10kV馈线历史数据，并识别出对应的数据时段状态及数据类别；其中，数据时段状态为正常时段或异常时段；数据类别为运行数据或表码数据；根据数据类别，选择相应的仿真字段，并结合对应的数据时段状态，对10kV馈线历史数据仿真计算，得到对应数据时段状态下所选仿真字段的所有数据；其中，若数据类别为运行数据，则选择的仿真字段为电压、电流、功率因数及功率之中一个或多个；若数据类别为表码数据，则选择的仿真字段为电表表码。实施本发明，能结合现场实际运行场景的用电情况，智能仿真10kV馈线各种历史数据，更具针对性、实用性。

Description

一种10kV馈线历史数据仿真方法及装置
技术领域
本发明涉及电力线损管理技术领域，尤其涉及一种10kV馈线历史数据仿真方法及装置。
背景技术
线损管理及电网安全运行是电网营运企业在输电、配电、用电环节和营销中的重要考核指标之一，是供电局日常管理工作的重要组成部分。因此，线损高低及电网运行故障率是衡量供电企业综合管理水平的重要标志，也是衡量国家电力工业发展程度的重要标志之一。
目前，10kV馈线线路线损主要集中在用户窃电、违章用电、计量自动化采集系统异常、计量装置异常、转供电信息未及时维护、营配数据信息不一致、线变拓扑关系与实际不一致以及带电设备泄漏电流等异常问题上。为了有效解决10kV馈线线损相关问题，主要采用基于计量自动化采集系统对10kV线路线损加强分析的方法，以技术线损最优化，管理线损最优化为目标，健全了线损工作组织网络，优化了线损管理业务流程，增强了员工降损增效意识，从而能及时找到异常原因并有效解决，保障了10kV线路的正常运行。同时，还逐步解决了公司高损耗线路台区多、配变三相不平衡比例大，线损指标统计分析不规范等问题，全面提高全员的参与意识，贯彻降损目标的执行。
为适应智能电网发展需要，满足客户对供电能力、供电质量和供电服务的新要求，针对10kV馈线系统下多用户安装、试验、验收、运行、维护等工作进行系统培训与考核，需应用10kV馈线历史数据仿真培训。然而，现阶段10kV馈线历史数据仿真方法，一般只提供实时运行数据和简单的历史数据，导致用电异常时段数据无法真实还原。
因此，有必要提供一种10kV馈线历史数据仿真方法，能结合现场实际运行场景的用电情况，智能仿真10kV馈线各种历史数据，更具针对性、实用性。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种10kV馈线历史数据仿真方法及装置，能结合现场实际运行场景的用电情况，智能仿真10kV馈线各种历史数据，更具针对性、实用性。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种10kV馈线历史数据仿真方法，所述方法包括以下步骤：
S1、获取10kV馈线历史数据，并识别出所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态及数据类别；其中，所述数据时段状态为正常时段或异常时段；所述数据类别为运行数据或表码数据；
S2、根据所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别，选择相应的仿真字段，并结合所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态，对所述10kV馈线历史数据仿真计算，得到所述10kV馈线历史数据所对应数据时段状态下所选仿真字段的所有数据；其中，若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为运行数据，则选择的仿真字段为电压、电流、功率因数及功率之中一个或多个；若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为表码数据，则选择的仿真字段为电表表码。
其中，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为正常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为电压，则根据预设的国家电压偏差标准、预设的电压数据变化系数和预置电压表额定的二次电压值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为正常时段下所选电压字段的所有相电压数据。
其中，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为异常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为电压，则在判定出电压出现一相或多相异常时，根据预置的电压异常比例，并结合所述预设的国家电压偏差标准、所述预设的电压数据变化系数及所述预置电压表额定二次电压值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有异常相电压数据，且进一步根据所述预设的国家电压偏差标准、预设的电压数据变化系数及用户电表额定二次电压值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有正常相电压数据；或
在判定出电压出现一相或多相断相时，根据随机设置的异常系数，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有断路相电压数据，并根据所述预设的国家电压偏差标准、所述预设的电压数据变化系数及所述预置电压表额定二次电压值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有正常相电压数据。
其中，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为正常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为电流，则根据预设的工作时段系数、预设的电流数据变化系数和预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为正常时段下所选电流字段的所有相电流数据。
其中，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为异常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为电流，则在判定出电流出现一相或多相分流时，根据预置的短接分流比例，并结合所述预设的工作时段系数、所述预设的电流数据变化系数和所述预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有分流相电流数据，且进一步根据所述预设的工作时段系数、所述预设的电流数据变化系数和所述预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有正常相电流数据；或
在判定出电流出现一相或多相开路时，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有开路相电流数据均为等同的预定值，并根据所述预设的工作时段系数、所述预设的电流数据变化系数和所述预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有正常相电流数据。
其中，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为正常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为功率因数，则根据预设的负荷角数据变化值及预设的两个接线方式系数，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为正常时段下所选功率因数字段的总功率因数数据和所有单相功率因数数据。
其中，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为异常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为功率因数，则在判定出因非接线异常导致功率因数异常时，根据预置的功率角，并结合所述预设的负荷角数据变化值及所述预设的两个接线方式系数，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率因数字段的总功率因数数据和所有单相功率因数数据；或
在判定出因接线异常导致功率因数异常时，根据接线异常相的功率因数实时运行值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率因数字段的接线异常相功率因数数据，并根据所述预设的负荷角数据变化值及所述预设的两个接线方式系数，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率因数字段的总功率因数数据和所有非异常接线相功率因数数据。
其中，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为正常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为功率，则仿真计算出所述10kV馈线历史数据为正常时段下所选功率字段的总有功功率数据、总无功功率数据、总视在功率数据，以及所有单相各自对应的有功、无功和视在功率数据。
其中，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为异常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为功率，则仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率字段的总有功功率数据、总无功功率数据、总视在功率数据，以及所有单相各自对应的有功、无功和视在功率数据。
其中，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为正常时段下的表码数据，且对应所选的仿真字段为电表表码，则仿真计算出所述10kV馈线历史数据为正常时段下所选电表表码字段的正向有功表码数据、反向有功表码数据、正向无功表码数据和反向无功表码数据。
其中，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为异常时段下的表码数据，且对应所选的仿真字段为电表表码，则仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电表表码字段的正向有功表码数据、反向有功表码数据、正向无功表码数据和反向无功表码数据。
本发明实施例还提供了一种10kV馈线历史数据仿真装置，包括：
历史数据获取及识别单元，用于获取10kV馈线历史数据，并识别出所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态及数据类别；其中，所述数据时段状态为正常时段或异常时段；所述数据类别为运行数据或表码数据；
历史数据仿真单元，用于根据所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别，选择相应的仿真字段，并结合所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态，对所述10kV馈线历史数据仿真计算，得到所述10kV馈线历史数据所对应数据时段状态下所选仿真字段的所有数据；其中，若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为运行数据，则选择的仿真字段为电压、电流、功率因数及功率之中一个或多个；若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为表码数据，则选择的仿真字段为电表表码。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明能结合现场实际运行场景的用电情况，识别出10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态(如正常时段或异常时段)及数据类别(如运行数据或表码数据)，智能仿真10kV馈线各种历史数据(如电压、电流、功率因数、功率及电表表码等)，更具针对性、实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例提供的一种10kV馈线历史数据仿真方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种10kV馈线历史数据仿真方法的步骤S2中10kV馈线历史数据所对应正常时段下所选电表表码字段的所有数据的结果生成示意图；
图3为本发明实施例提供的一种10kV馈线历史数据仿真方法的应用场景中10kV馈线历史数据仿真实现的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种10kV馈线历史数据仿真装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例中，提供的一种10kV馈线历史数据仿真方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、获取10kV馈线历史数据，并识别出所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态及数据类别；其中，所述数据时段状态为正常时段或异常时段；所述数据类别为运行数据或表码数据；
步骤S2、根据所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别，选择相应的仿真字段，并结合所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态，对所述10kV馈线历史数据仿真计算，得到所述10kV馈线历史数据所对应数据时段状态下所选仿真字段的所有数据；其中，若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为运行数据，则选择的仿真字段为电压、电流、功率因数及功率之中一个或多个；若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为表码数据，则选择的仿真字段为电表表码。
具体过程为，在步骤S1中，10kV馈线线损仿真按照10kV馈线线路下典型用户计量方式专变高供高计用户、专变高供低计用户、公变台区用户计量应用场景设计而成。依托10kV馈线线路下多用户运行环境为计量系统载体，融合用电信息数据采集功能，在各种计量方式用户中通过负荷控制与模拟分配系统模拟多种线损异常、计量故障、计量逻辑关系及窃电仿真、采集运维、线变变位、营配数据异常、用户信息异常等模拟实际线损变化、用户计量逻辑关系，筛选异常区域与异常线损。在一个实施例中，10kV馈线下拥有1套关口计量装置及18条典型计量方式分支用户：分别为8个专变高供高计用户、4个专变高供低计用户、6个公变台区用户。
此时，10kV馈线历史数据包括正常时段历史数据或/及异常时段历史数据，且该10kV馈线历史数据的数据类别包括运行数据或/及表码数据。因此，在仿真之前，需要识别该10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态及数据类别，以便后续选择相应的仿真字段进行仿真计算。
可以理解的是，运行数据包括但不限于电能表资产号、总分标识、数据日期、A相电压Ua(V)、B相电压Ub(V)、C相电压Uc(V)、A相电流Ia(A)、B相电流Ib(A)、C相电流Ic(A)、总有功功率P(kW)、A相有功功率Pa(kW)、B相有功功率Pb(kW)、C相有功功率Pc(kW)、总功率因数F、A相功率因数Fa、B相功率因数Fb、C相功率因数Fc、总无功功率Q(kVar)、A相无功功率Qa(kVar)、B相无功功率Qb(kVar)、C相无功功率Qc(kVar)、总视在功率S(kVA)、A相视在功率Sa(kVA)、B相视在功率Sb(kVA)、C相视在功率Sc(kVA)等各自对应的数据。
表码数据包括但不限于数据时间、电表资产号、总分标识、测量点号、正向有功表码(总、峰、平、谷、尖)、反向有功表码(总、峰、平、谷、尖)、正向无功表码(总、峰、平、谷、尖)、反向无功表码(总峰、平、谷、尖)等各自对应的数据。
在步骤S2中，由于10kV馈线历史数据分数据时段状态及数据类别，且不同数据类别均包含不同项的数据，因此可以根据数据时段状态中不同数据类别的不同项数据，选择相应的仿真字段对10kV馈线历史数据仿真计算，从而得到10kV馈线历史数据相应数据时段状态下所选仿真字段的所有数据。其中，仿真字段预先保存在仿真字段库中，包括但不限于电压、电流、功率因数、功率及电表表码等。
因此，步骤S2中仿真计算情况包括以下几种情况，具体如下：
(1)10kV馈线历史数据为正常时段下的运行数据：
(1.1)若对应所选的仿真字段为电压：根据预设的国家电压偏差标准、预设的电压数据变化系数和预置电压表额定的二次电压值，仿真计算出10kV馈线历史数据为正常时段下所选电压字段的所有相电压数据。
在一个实施例中，以每15分钟为一组数据，此时计算相电压U(包括Ua、Ub、Uc)＝(1+Kg)(1+Ks1)Ue；其中，Kg为预设的国家电压偏差标准，Kg∈[+7％，-7％]，在第一个时间点由计算机在上述区间随机确定后不再变化；Ks1为预设的电压数据变化系数，Ks1∈[+K1％，-K1％](0≤K1≤0.1)，可自行设定变化区间K1，且每一个数据点均在设定的区间内随机取值；Ue为预置电压表额定的二次电压值(三相三线电能表Ue＝100伏，三相四线电能表Ue＝220伏)。
(1.2)若对应所选的仿真字段为电流：根据预设的工作时段系数、预设的电流数据变化系数和预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出10kV馈线历史数据为正常时段下所选电流字段的所有相电流数据。
在一个实施例中，以每15分钟为一组数据，此时计算相电流I(包括Ia、Ib、Ic)＝Kt(1+Ks2)Ie；其中，Kt为预设的工作时段系数，工作日8：00—18:00对应Kt＝0.8，而工作日18：01—7:59和非工作日均对应Kt＝0.2；Ks2为预设的电流数据变化系数，Ks2∈[+K2％，-K2％](0≤K2≤0.2)，可自行设定变化区间K2，且每一个数据点均在设定的区间内随机取值；Ie为预置电流表额定的二次电流值(如变电站关口表Ie＝1安培，非变电站关口表Ie＝5安培)。
(1.3)若对应所选的仿真字段为功率因数：根据预设的负荷角数据变化值及预设的两个接线方式系数，仿真计算出10kV馈线历史数据为正常时段下所选功率因数字段的总功率因数数据和所有单相功率因数数据。
在一个实施例中，以每15分钟为一组数据，此时计算总功率因数F＝COS(18°+Kf)，分相功率因数F(a,b,c)＝COS(30°×KJ+Kk×18°+Kf)；其中，KJ为预设的一个接线方式系数，三相三线电能表KJ＝1，三相四线电能表KJ＝0；KK为预设的另一个接线方式系数，三相三线电能表C相时KK＝-1，A相及三相四线电能表KK＝1；Kf为预设的负荷角数据变化值，Kf∈[+10°，-10°]的区间内随机取值，但每个时刻的总功率因数与分相功率因数Kf值相同。
(1.4)若对应所选的仿真字段为功率：直接仿真计算出10kV馈线历史数据为正常时段下所选功率字段的总有功功率数据、总无功功率数据、总视在功率数据，以及所有单相各自对应的有功、无功和视在功率数据。
在一个实施例中，以三相三线电能表为例，以每1小时为一组数据，此时计算单相有功功率P(a,c)(kW)＝U(a,c)×I(a,c)×F(a,c)，总有功功率P(kW)＝∑P(a,c)，单相无功功率Q(a,c)(kVar)＝U(a,c)×I(a,c)×sin(arcos(F(a,c))，总无功功率Q(kVar)＝∑Q(a,c)(kVar)，单相视在功功率S(a,c)(kVA)＝U(a,c)×I(a,c)，总视在功功率S(kVA)＝∑S(a,c)(kVA)。
在另一个实施例中，以三相四线电能表为例，以每1小时为一组数据，此时计算单相有功功率P(a,b,c)(kW)＝U(a,b,c)×I(a,b,c)×F(a,b,c)，总有功功率P(kW)＝∑P(a,b,c)，单相无功功率Q(a,b,c)(kVar)＝U(a,b,c)×I(a,b,c)×sin(arcosF(a,b,c))，总无功功率Q(kVar)＝∑Q(a,b,c)(kVar)，单相有功功率S(a,b,c)(kVA)＝U(a,b,c)×I(a,c)，总视在功功率S(kVA)＝∑S(a,b,c)(kVA)。
(2)10kV馈线历史数据为正常时段下的表码数据：
(2.1)此时对应所选的仿真字段为电表表码：直接仿真计算出10kV馈线历史数据为正常时段下所选电表表码字段的正向有功表码数据、反向有功表码数据、正向无功表码数据和反向无功表码数据。其中，正向有功表码数据、反向有功表码数据、正向无功表码数据和反向无功表码数据均包括总时段、高峰时段、平时段、低谷时段及尖时段各自对应的数据。
在一个实施例中，如图2所示，高峰时段(9:00—11:30、14:00—16:30、19:00—21:00)，平时段(7:00—9:00、11:30—14:00、16:30—19:00、21:00—23:00)，低谷时段(23:00—次日7:00)，且无尖时段。
此时，正向有功表码峰＝P总(为正值时)*T(高峰时段时长)+上时段正向有功表码峰；正向有功表码平＝P总(为正值时)*T(平时段时长)+上时段正向有功表码平；正向有功表码谷＝P总(为正值时)*T(谷时段时长)+上时段正向有功表码谷；反向有功表码峰＝P总(为负值时)*T(高峰时段时长)+上时段反向有功表码峰；反向有功表码平＝P总(为负值时)*T(平时段时长)+上时段反向有功表码平；反向有功表码谷＝P总(为负值时)*T(谷时段时长)+上时段反向有功表码谷；正向无功表码峰＝P总(为正值时)*T(高峰时段时长)+上时段正向无功表码峰；正向无功表码平＝P总(为正值时)*T(平时段时长)+上时段正向无功表码平；正向无功表码谷＝P总(为正值时)*T(谷时段时长)+上时段正向无功表码谷；反向无功表码峰＝Q总(为负值时)*T(高峰时段时长)+上时段反向无功表码峰；反向无功表码平＝Q总(为负值时)*T(平时段时长)+上时段反向无功表码平；反向无功表码谷＝Q总(为负值时)*T(谷时段时长)+上时段反向无功表码谷。
应当说明的是，若10kV馈线历史数据仅为正常时段下的运行数据，则可以根据具体数据，选择电压、电流、功率因数及功率之中一个或多个作为仿真字段进行仿真计算，具体过程可将(1.1)～(1.4)进行相应的组合，在此不再赘述；若10kV馈线历史数据为正常时段下的运行数据和表码数据，则可以根据具体数据，选择电压、电流、功率因数及功率之中一个或多个，或/及电表表码作为仿真字段进行仿真计算，具体过程可将(1.1)～(1.4)及(2.1)进行相应的组合，在此不再赘述。
(3)10kV馈线历史数据为异常时段下的运行数据：
(3.1)若对应所选的仿真字段为电压，此时需要进一步判断电压异常还是电压断相。
(3.1.1)电压异常：在判定出电压出现一相或多相异常时，根据预置的电压异常比例，并结合(1.1)中预设的国家电压偏差标准、预设的电压数据变化系数及预置电压表额定二次电压值，仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有异常相电压数据，且进一步根据(1.1)中预设的国家电压偏差标准、预设的电压数据变化系数及用户电表额定二次电压值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有正常相电压数据。
在一个实施例中，设置用电异常时段，如异常时段为2021-1-13 10:15至2021-1-14 15：30。根据用电异常设置的电压异常比例KYC，计算异常相电压UPH＝KYC(1+Kg)(1+Ks1)Ue，并计算其它正常相电压Um＝(1+Kg)(1+Ks1)Ue；其中，Kg、Ks1及Ue设置均与(1.1)中的Kg、Ks1及Ue设置相同，在此不再赘述。
(3.1.2)电压断相：在判定出电压出现一相或多相断相时，根据随机设置的异常系数，仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有断路相电压数据，并根据(1.1)中预设的国家电压偏差标准、预设的电压数据变化系数及预置电压表额定二次电压值，仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有正常相电压数据。
在一个实施例中，设置用电异常时段，如异常时段为2021-1-13 10:15至2021-1-14 15：30。根据用电异常设置的随机异常系数KSJ，计算断路相电压UPH＝50KSJ,(0＜KSJ＜1)，并计算其它正常相电压Um＝(1+Kg)(1+Ks1)Ue；其中，Kg、Ks1及Ue设置均与(1.1)中的Kg、Ks1及Ue设置相同，在此不再赘述。
(3.1.3)可以理解的是，若预置电压表出现故障，则故障时段内的A相电压Ua(V)、B相电压Ub(V)、C相电压Uc(V)均为空。
(3.2)若对应所选的仿真字段为电流，此时需要进一步判断电流分流(即短接分流)还是开路(即断路)。
(3.2.1)电压分流：在判定出电流出现一相或多相分流时，根据预置的短接分流比例，并结合(1.2)中预设的工作时段系数、预设的电流数据变化系数和预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有分流相电流数据，且进一步根据(1.2)中预设的工作时段系数、预设的电流数据变化系数和预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有正常相电流数据。
在一个实施例中，设置用电异常时段，如异常时段为2021-1-13 10:15至2021-1-14 15：30。根据用电异常设置的短接分流比例KFL，计算分流相电流IPH＝KFL Kt(1+Ks2)Ie，并计算其它正常相电流Im＝Kt(1+Ks2)Ie；其中，Kt、Ks2及Ie的设置均与(1.2)中的Kt、Ks2及Ie设置相同，在此不再赘述。
(3.2.2)电压开路：在判定出电流出现一相或多相开路时，仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有开路相电流数据均为等同的预定值(如0)，并根据(1.2)中预设的工作时段系数、预设的电流数据变化系数和预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有正常相电流数据。
在一个实施例中，设置用电异常时段，如异常时段为2021-1-13 10:15至2021-1-14 15：30。此时，计算开路相电流IPH＝0，并计算其它正常相电流Im＝Kt(1+Ks2)Ie；其中，Kt、Ks2及Ie的设置均与(1.2)中的Kt、Ks2及Ie设置相同，在此不再赘述。
(3.2.3)可以理解的是，若预置电流表出现故障，则故障时段内的A相电流Ia(A)、B相电流Ib(A)、C相电流Ic(A)均为空。
(3.3)若对应所选的仿真字段为功率因数，此时需要进一步判断导致功率因数异常是否因接线异常导致的。
(3.3.1)因非接线异常导致功率因数异常：在判定出因非接线异常导致功率因数异常时，根据预置的功率角，并结合(1.3)中预设的负荷角数据变化值及预设的两个接线方式系数，仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率因数字段的总功率因数数据和所有单相功率因数数据。
在一个实施例中，设置用电异常时段，如异常时段为2021-1-13 10:15至2021-1-14 15：30。此时，根据用电异常设置的功率角KGL，计算总功率因数F＝COS(KGL+Kf)，分相功率因数F(a,b,c)＝COS(30°×KJ+Kk×KGL+Kf)；其中，KJ、KK及Kf的设置均与(1.3)中的KJ、KK及Kf的设置相同，在此不再赘述。
(3.3.2)因非接线异常导致功率因数异常：在判定出因接线异常导致功率因数异常时，根据接线异常相的功率因数实时运行值，仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率因数字段的接线异常相功率因数数据，并根据预设的负荷角数据变化值及预设的两个接线方式系数，仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率因数字段的总功率因数数据和所有非异常接线相功率因数数据。
在一个实施例中，设置用电异常时段，如异常时段为2021-1-13 10:15至2021-1-14 15：30。此时，根据接线异常相的功率因数实时运行值F实时以及用电异常设置的异常时间段随机数KBH∈(0.9，1.1)的随机数，计算接线异常相功率因数F＝F实时*KBH，同时计算总功率因数F＝COS(18°+Kf)，其它非异常相功率因数F(a/b/c)＝COS(30°×KJ+Kk×18°+Kf)；其中，KJ、KK及Kf的设置均与(1.3)中的KJ、KK及Kf的设置相同，在此不再赘述。
(3.3.3)若预置电压表或/及电流表出现故障，则故障时段内的总功率因数F、A相功率因数Fa、B相功率因数Fb、C相功率因数Fc均为空。
(3.4)若对应所选的仿真字段为功率，则直接仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率字段的总有功功率数据、总无功功率数据、总视在功率数据，以及所有单相各自对应的有功、无功和视在功率数据。
可以理解的是，异常时段下的总有功功率数据、总无功功率数据、总视在功率数据，以及所有单相各自对应的有功、无功和视在功率数据可参见(1.4)中具体实施例的计算公式进行计算，在此不再赘述。若预置电压表或/及电流表出现故障，则故障时段内的总有功功率P(kW)、A相有功功率Pa(kW)、B相有功功率Pb(kW)、C相有功功率Pc(kW)、总无功功率Q(kVar)、A相无功功率Qa(kVar)、B相无功功率Qb(kVar)、C相无功功率Qc(kVar)、总视在功率S(kVA)、A相视在功率Sa(kVA)、B相视在功率Sb(kVA)、C相视在功率Sc(kVA)等均为空。
(4)10kV馈线历史数据为异常时段下的表码数据：
(4.1)此时对应所选的仿真字段为电表表码，则直接仿真计算出10kV馈线历史数据为异常时段下所选电表表码字段的正向有功表码数据、反向有功表码数据、正向无功表码数据和反向无功表码数据。
可以理解的是，异常时段下的正向有功表码数据、反向有功表码数据、正向无功表码数据和反向无功表码数据可参见(2.1)中具体实施例的计算公式进行计算，在此不再赘述。
如图3所示，对本发明实施例提供的一种10kV馈线历史数据仿真方法的应用场景做进一步说明：
Step1：数据初始化，清空原历史数据。
Step2：10KV馈线下各用户电表分别生成时长间隔为15分钟“数据日期”字段的前两年所有数据(以当前日期为结束点，格式如：2021-01-01 00:00)。10KV馈线下有N个用户将会生成N张表，每张表将会有96点数据*365/366天(闰年)＝35040/35136行数据。
Step3：按10kV馈线用户电能表资产编号、总分表标识生成各数据表的“电表资产编号”、“总分表标”字段列的所有数据，行数与Step2步骤生成的行数一致。
Step4：按正常历史数据算法，生成各数据表的A相电压Ua(V)、B相电压Ub(V)、C相电压Uc(V)、A相电流Ia(A)、B相电流Ib(A)、C相电流Ic(A)字段列的所有数据，行数与Step2步骤生成的行数一致。
(A)生成电压步骤如下：
(11)计算机随机在[+7％，-7％]内取得Kg值；
(12)计算机随机在[+K1％，-K1％](0≤K1≤0.1)内取得Ks1值；
(13)根据用户电表类型取Ue值，三相三线电能表Ue＝100伏，三相四线电能表Ue＝220伏；
(14)计算Ua＝(1+Kg)(1+Ks1)Ue的值；
(15)重复(12)至(14)步骤，计算Ub、Uc值。如是三相三线电能表，Ub＝0。将Ua、Ub、Uc值写入当前行的对应字段；
(16)重复(12)至(15)步骤将所有行的电压数据补全。
(B)生成电流步骤如下：
(21)读取本行“数据日期”值，判断工作时段，取得Kt值；(Kt—工作时段系数，工作日8：00—18:00，Kt＝0.8；工作日18：01—7:59与非工作日，Kt＝0.2)；
(22)在[+K2％，-K2％](0≤K2≤0.2)范围内，计算机随机取得Ks2值；
(23)根据表计类型取得Ie值。变电站关口表Ie＝1安培，非变电站关口表Ie＝5安培；
(24)计算Ia＝Kt(1+Ks2)Ie的值；
(25)重复(22)至(24)步骤，计算Ib、Ic值。如是三相三线电能表，Ib＝0。将Ia、Ib、Ic值写入当前行的对应字段；
(26)重复(22)至(25)步骤将所有行的电流数据补全。
Step5：按正常历史数据算法，生成各数据表的总功率因数F、A相功率因数Fa、B相功率因数Fb、C相功率因数Fc字段列的所有数据，行数与Step2步骤生成的行数一致。
首先，[+10°，-10°]的区间内计算机随机取Kf值；其次，计算总功率因数F＝COS(18°+Kf)，以及计算分相功率因数Fa,Fb,Fc＝COS(30°×KJ+Kk×18°+Kf)。注：当三相三线电能表时Fb＝0。
Step6：按正常历史数据算法，生成各数据表的总有功功率P(kW)、A相有功功率Pa(kW)、B相有功功率Pb(kW)、C相有功功率Pc(kW)、总无功功率Q(kVar)、A相无功功率Qa(kVar)、B相无功功率Qb(kVar)、C相无功功率Qc(kVar)、总视在功率S(kVA)、A相视在功率Sa(kVA)、B相视在功率Sb(kVA)、C相视在功率Sc(kVA)字段列的所有数据，行数与Step2步骤生成的行数一致。
至此，正常用电的历史运行数据生成完毕。
Step7：10kV馈线下各用户电表分别生成时长间隔为60分钟“数据日期”字段的前两年所有数据(以当前日期为结束点，格式如：2021-01-01 00:00)。10KV馈线下有N个用户将会生成N张表(表码)，每张表将会有24点数据*365/366天(闰年)＝8760/8784行数据。
Step8：按10kV馈线用户电能表资产编号、总分表标识生成各数据表的“电表资产编号”、“总分表标”字段列的所有数据，行数与Step7步骤生成的行数一致。
Step9：按正常历史数据模型算法，生成各数据表的测量点号、正向有功表码(总、峰、平、谷、尖)、反向有功表码(总、峰、平、谷、尖)、正向无功表码(总、峰、平、谷、尖)、反向无功表码(总峰、平、谷、尖)字段列的所有数据，行数与Step7步骤生成的行数一致。备注：测量点号所有数据均取1，尖所有数据均取0.00。
Step10：根据用电异常设置参数，对照用电异常时段的历史数据修改相应时段的运行数据或表码数据，在此不再赘述。
如图4所示，为本发明实施例中，提供的一种10kV馈线历史数据仿真装置，包括：
历史数据获取及识别单元110，用于获取10kV馈线历史数据，并识别出所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态及数据类别；其中，所述数据时段状态为正常时段或异常时段；所述数据类别为运行数据或表码数据；
历史数据仿真单元120，用于根据所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别，选择相应的仿真字段，并结合所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态，对所述10kV馈线历史数据仿真计算，得到所述10kV馈线历史数据所对应数据时段状态下所选仿真字段的所有数据；其中，若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为运行数据，则选择的仿真字段为电压、电流、功率因数及功率之中一个或多个；若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为表码数据，则选择的仿真字段为电表表码。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明能结合现场实际运行场景的用电情况，识别出10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态(如正常时段或异常时段)及数据类别(如运行数据或表码数据)，智能仿真10kV馈线各种历史数据(如电压、电流、功率因数、功率及电表表码等)，更具针对性、实用性。
值得注意的是，上述装置实施例中，所包括的各个装置单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、获取10kV馈线历史数据，并识别出所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态及数据类别；其中，所述数据时段状态为正常时段或异常时段；所述数据类别为运行数据或表码数据；
S2、根据所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别，选择相应的仿真字段，并结合所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态，对所述10kV馈线历史数据仿真计算，得到所述10kV馈线历史数据所对应数据时段状态下所选仿真字段的所有数据；其中，若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为运行数据，则选择的仿真字段为电压、电流、功率因数及功率之中一个或多个；若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为表码数据，则选择的仿真字段为电表表码。
2.如权利要求1所述的10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为正常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为电压，则根据预设的国家电压偏差标准、预设的电压数据变化系数和预置电压表额定的二次电压值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为正常时段下所选电压字段的所有相电压数据。
3.如权利要求2所述的10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为异常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为电压，则在判定出电压出现一相或多相异常时，根据预置的电压异常比例，并结合所述预设的国家电压偏差标准、所述预设的电压数据变化系数及所述预置电压表额定二次电压值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有异常相电压数据，且进一步根据所述预设的国家电压偏差标准、预设的电压数据变化系数及用户电表额定二次电压值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有正常相电压数据；或
在判定出电压出现一相或多相断相时，根据随机设置的异常系数，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有断路相电压数据，并根据所述预设的国家电压偏差标准、所述预设的电压数据变化系数及所述预置电压表额定二次电压值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电压字段的所有正常相电压数据。
4.如权利要求1中所述的10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为正常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为电流，则根据预设的工作时段系数、预设的电流数据变化系数和预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为正常时段下所选电流字段的所有相电流数据。
5.如权利要求4所述的10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为异常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为电流，则在判定出电流出现一相或多相分流时，根据预置的短接分流比例，并结合所述预设的工作时段系数、所述预设的电流数据变化系数和所述预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有分流相电流数据，且进一步根据所述预设的工作时段系数、所述预设的电流数据变化系数和所述预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有正常相电流数据；或
在判定出电流出现一相或多相开路时，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有开路相电流数据均为等同的预定值，并根据所述预设的工作时段系数、所述预设的电流数据变化系数和所述预置电流表额定的二次电流值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电流字段的所有正常相电流数据。
6.如权利要求1中所述的10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为正常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为功率因数，则根据预设的负荷角数据变化值及预设的两个接线方式系数，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为正常时段下所选功率因数字段的总功率因数数据和所有单相功率因数数据。
7.如权利要求6所述的10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为异常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为功率因数，则在判定出因非接线异常导致功率因数异常时，根据预置的功率角，并结合所述预设的负荷角数据变化值及所述预设的两个接线方式系数，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率因数字段的总功率因数数据和所有单相功率因数数据；或
在判定出因接线异常导致功率因数异常时，根据接线异常相的功率因数实时运行值，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率因数字段的接线异常相功率因数数据，并根据所述预设的负荷角数据变化值及所述预设的两个接线方式系数，仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率因数字段的总功率因数数据和所有非异常接线相功率因数数据。
8.如权利要求1中所述的10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为正常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为功率，则仿真计算出所述10kV馈线历史数据为正常时段下所选功率字段的总有功功率数据、总无功功率数据、总视在功率数据，以及所有单相各自对应的有功、无功和视在功率数据。
9.如权利要求8所述的10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为异常时段下的运行数据，且对应所选的仿真字段为功率，则仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选功率字段的总有功功率数据、总无功功率数据、总视在功率数据，以及所有单相各自对应的有功、无功和视在功率数据。
10.如权利要求1中所述的10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为正常时段下的表码数据，且对应所选的仿真字段为电表表码，则仿真计算出所述10kV馈线历史数据为正常时段下所选电表表码字段的正向有功表码数据、反向有功表码数据、正向无功表码数据和反向无功表码数据。
11.如权利要求10所述的10kV馈线历史数据仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
若所述10kV馈线历史数据为异常时段下的表码数据，且对应所选的仿真字段为电表表码，则仿真计算出所述10kV馈线历史数据为异常时段下所选电表表码字段的正向有功表码数据、反向有功表码数据、正向无功表码数据和反向无功表码数据。
12.一种10kV馈线历史数据仿真装置，其特征在于，包括：
历史数据获取及识别单元，用于获取10kV馈线历史数据，并识别出所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态及数据类别；其中，所述数据时段状态为正常时段或异常时段；所述数据类别为运行数据或表码数据；
历史数据仿真单元，用于根据所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别，选择相应的仿真字段，并结合所述10kV馈线历史数据所对应的数据时段状态，对所述10kV馈线历史数据仿真计算，得到所述10kV馈线历史数据所对应数据时段状态下所选仿真字段的所有数据；其中，若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为运行数据，则选择的仿真字段为电压、电流、功率因数及功率之中一个或多个；若所述10kV馈线历史数据所对应的数据类别为表码数据，则选择的仿真字段为电表表码。
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