CN113627794A - 一种基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法及系统，其特征在于：包括，基于网络拓扑模型，并根据分元件和前推回代潮流算法计算电网的线损；根据线损计算结果，并通过降损分析模块对电网进行损耗分析；基于损耗分析结果，并利用降损决策模块对降损成效进行量化分析；而后通过成效跟踪模块跟踪降损成效；本发明针对电网现有的高损设备，对高损主变、线路、配变、台区根据成效量化分析结果提出相应的降损建议，实现了精细化降损管理，同时能够及时发现高损问题，并辅助降损决策，跟踪降损成效。
Description
技术领域
本发明涉及电网降损的技术领域，尤其涉及一种基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法及系统。
背景技术
近年来随着电力设备在人工智能领域技术的不断进步，电网在设备运行监测与控制方面的手段越来越丰富，依托物联网、大数据分析以及新型智能化技术，如何高效开展电网设备的技术降损工作，是现阶段技术降损工作的重点任务；然而现有的一体化电量系统，仅提供一个同期线损计算结果，无法提供对应的降损信息与后期的降损成效跟踪。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明提供了一种基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法，能够解决现有技术无法提供对应的降损信息与后期的降损成效跟踪的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，基于网络拓扑模型，通过线损计算模块计算电网的线损；根据线损计算结果，并通过降损分析模块对电网进行损耗分析；基于损耗分析结果，并利用降损决策模块对降损成效进行量化分析；而后通过成效跟踪模块跟踪所述降损成效。
作为本发明所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的一种优选方案，其中：所述网络拓扑模型通过获取的源端数据表中的connection字段关键字，对拓扑之间的联络关系进行匹配，并通过深度搜索和广度搜索规则识别元件类型以进行拓扑链接。
作为本发明所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的一种优选方案，其中：所述电网的线损包括主网部分线损和配网部分线损；所述线损计算模块通过分元件计算所述主网部分线损；所述线损计算模块利用前推回代潮流算法计算所述配网部分线损。
作为本发明所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的一种优选方案，其中：所述主网部分线损包括线路损耗、并联电容器损耗、变压器电能损耗、串联电容器损耗和串联电抗器损耗；其中，所述变压器电能损耗包括负载损耗和空载损耗。
作为本发明所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的一种优选方案，其中：所述配网部分线损包括，
其中，ΔAPDN，ΔA0为空载损耗，Iis为第i个节点到第s个节点支路的电流有效值，Ris为第i个节点到第s个节点支路的电阻，t为运行时间。
作为本发明所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的一种优选方案，其中：所述损耗分析包括，根据所述线损计算结果，并通过降损分析模块分别对主变压器、输电线路、配电线路、配电变压器进行所述损耗分析；其中，所述主变压器从主变型号、非经济运行、无功配置、负荷分布和峰谷倒置进行所述损耗分析；所述输电线路从线路型号、线路长度、非经济运行、功率因数和符合分布系数进行所述损耗分析；所述配电线路从无功配置、非经济运行、导线截面积、供电半径和负荷分布进行所述损耗分析；所述配电变压器从配变型号、非经济运行、功率因数和三相不平衡进行所述损耗分析。
作为本发明所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的一种优选方案，其中：所述降损决策模块包括，基于损耗分析结果，通过所述降损决策模块优化线损率和损耗，而后计算优化前后的线损率、优化前后的损耗、节约电量和节能效益。
作为本发明所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的一种优选方案，其中：跟踪所述降损成效包括，可视化降损前后的线损率、损耗、节约电量、节能效益。
作为本发明所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化系统的一种优选方案，其中：包括，线损计算模块，基于网络拓扑模型，用于计算电网的线损；降损分析模块，与所述线损计算模块连接，其根据线损计算结果，用于对电网进行损耗分析；降损决策模块，与所述降损分析模块连接，其基于损耗分析结果，用于对降损成效进行量化分析；成效跟踪模块，与所述成效跟踪模块连接，其用于跟踪所述降损成效。
本发明的有益效果：本发明针对电网现有的高损设备，对高损主变、线路、配变、台区根据成效量化分析结果提出相应的降损建议，实现了精细化降损管理，同时能够及时发现高损问题，并辅助降损决策，跟踪降损成效。
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，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明第一个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的主变压器损耗分析结果示意图；
图2为本发明第一个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的输电线路损耗分析结果示意图；
图3为本发明第一个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的配电线路损耗分析结果示意图；
图4为本发明第一个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的配电变压器损耗分析结果示意图；
图5为本发明第一个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的主变压器降损决策分析结果示意图；
图6为本发明第一个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的输电线路降损决策分析结果示意图；
图7为本发明第一个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的配电线路降损决策分析结果示意图；
图8为本发明第一个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的配电变压器降损决策分析结果示意图；
图9为本发明第一个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法的成效跟踪结果示意图。
图10为本发明第三个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化系统的模块结构示意图。
图11为本发明第三个实施例所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化系统的网络拓扑结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1～图9，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法，包括：
S1：基于网络拓扑模型，通过线损计算模块100计算电网的线损。
其中，网络拓扑模型通过接口获取的源端数据表中的connection字段关键字，对拓扑之间的联络关系进行匹配，并通过深度搜索和广度搜索规则识别元件类型以进行拓扑链接。
电网的线损包括主网部分线损和配网部分线损；线损计算模块100通过分元件计算主网部分线损，主网部分线损包括线路损耗、并联电容器损耗、变压器电能损耗、串联电容器损耗和串联电抗器损耗；其中，变压器电能损耗包括负载损耗和空载损耗；线损计算模块100利用前推回代潮流算法计算配网部分线损。
具体的，(1)主网部分线损
①计算线路损耗：
其中，ΔA为线路损耗，即电阻的电能损耗；k为形状系数；Iav为导线的平均电流；R为导线电阻；t运行时间；
②计算变压器电能损耗：
负载损耗ΔAR：
空载损耗ΔA0：
其中，Irms为负载侧均方根电流；IN为负载侧额定电流；Pk为变压器额定负载损耗；Utap变压器的分接头电压
③计算并联电容器损耗：
ΔAPC＝QCtanδ·t
其中，ΔAPC为并联电容器损耗；QC为投运的电容器容量，kvar；tanδ为电容器介质损耗角正切值，t为运行时间。
④计算串联电容器损耗：
其中，ΔASC为串联电容器的介质损耗；Irms为通过串联电容器的方均根电流；ω为角频率，C为每相串联电容器组的电容。
⑤计算串联电抗器损耗，
其中，ΔASR为串联电抗器损耗，Pk为一相电抗器的额定损耗；Irms为通过串联电抗器的方均根电流。
(2)配网部分线损
其中，ΔAPDN为配网的介质损耗，ΔA0为空载损耗，Iis为第i个节点到第s个节点支路的电流有效值，Ris为第i个节点到第s个节点支路的电阻，t为运行时间。
S2：根据线损计算结果，并通过降损分析模块200对电网进行损耗分析。
根据线损计算结果，并通过降损分析模块200分别对电网(主变压器、输电线路、配电线路、配电变压器)进行损耗分析，具体的，进行降损分析的步骤为：
(1)降损分析模块200依据DL/T 686-2018电力网电能损耗计算导则以及内部提及的导则要求对损耗分析功能中数据的实际值和DL/T 686-2018电力网电能损耗计算导则规定的临界值进行对比；
若实际值与临界值不一致，则需要优化线损率和损耗。
(2)判断实际值是否是造成损耗较高的原因。
参照图1～4，通过降损分析模块200分别对主变压器、输电线路、配电线路、配电变压器进行损耗分析；其中，主变压器从主变型号、非经济运行、无功配置、负荷分布和峰谷倒置的度进行损耗分析；输电线路从线路型号、线路长度、非经济运行、功率因数、符合分布系数5个维度进行损耗分析；配电线路从无功配置、非经济运行、导线截面积、供电半径、负荷分布5个维度进行损耗分析；配电变压器从配变型号、非经济运行、功率因数、三相不平衡4个维度进行损耗分析。
较佳的是，本实施例结合主变压器、输电线路、配电线路、配电变压器的运行参数与台账数据与导则中的要求进行对比，能够快速发现不符合要求的参数，及时地提示用户进行现场校核与源端数据维护。
S3：基于损耗分析结果，并利用降损决策模块300对降损成效进行量化分析；而后通过成效跟踪模块400跟踪降损成效。
(1)基于损耗分析结果，利用降损决策模块300优化线损率和损耗；
(2)利用降损决策模块300计算优化前后的线损率、优化前后的损耗、节约电量和节能效益。
①利用前推回代潮流算法计算优化前后的线损率；
②优化前后的损耗电量＝供电量*线损率；
③节约电量＝优化前的损耗电量-优化后的损耗电量；
④节能效益＝节约电量*当地电价。
降损决策模块300对主变压器、输电线路、配电线路、配电变压器的优化结果和量化分析的结果分别如图5～8所示，降损决策详情分别对应着优化前后的降损效果及量化分析结果。
进一步的，通过成效跟踪模块400跟踪降损成效，即可视化降损前后的线损率、损耗、节约电量、节能效益，以便查看降损效果，如图9所示。
实施例2
为了对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择一体化电量与线损管理系统和采用本方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。
一体化电量与线损管理系统对于线损率的计算仅仅是将(供电量-售电量)/供电量得到一个不太精确的结果，并不会对整个流程中各设备元件的损耗值进行计算，缺少细节信息。
为验证本方法相对一体化电量与线损管理系统能够得出详细的设备损耗，精细化降损管理，本实施例中将某地区一条馈线水北Y796线分别采用一体化电量与线损管理系统和本方法计算设备损耗。
(1)一体化电量与线损管理系统获得的损耗数据如下：
输入电量＝87132kW·h；输出电量＝95kW·h；售电量＝84673kW·h；
线损率＝(87132-95-84673)/87132＝2.713％
(2)通过本方法获得的损耗数据如下：
通过对整条线路的配变运行数据和线路运行数据与台账数据结合，并通过前推回代潮流算法得出该条线路的铜损＝358kW·h；铁损＝422kW·h；线路损耗＝1505kW·h；供电量＝85622kW·h；
且能够将台账数据进行展示：该条馈线的线路长度13.35km，架空线长度＝12694m；电缆线路长度＝396m；供电半径＝4.8km，；大导线截面积＝300mm2；最大负载率＝5.54％；线损率＝(线路损耗+铜损+铁损)/供电量＝2.67％。
结合上述计算数据，可见本方法能够得出详细的设备损耗，实现精细化降损管理。
实施例3
参照图10～11，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种基于理论线损的降损辅助分析与成效量化系统，包括，
线损计算模块100，基于网络拓扑模型，用于计算电网的线损；其中，网络拓扑模型通过接口获取的源端数据表中的connection字段关键字，对拓扑之间的联络关系进行匹配，并通过深度搜索和广度搜索规则识别元件类型以进行拓扑链接；电网的线损包括主网部分线损和配网部分线损；主网部分线损包括线路损耗、并联电容器损耗、变压器电能损耗、串联电容器损耗和串联电抗器损耗；其中，变压器电能损耗包括负载损耗和空载损耗。
降损分析模块200，与线损计算模块100连接，其根据线损计算结果，用于对电网进行损耗分析；通过降损分析模块200分别对主变压器、输电线路、配电线路、配电变压器进行损耗分析；其中，主变压器从主变型号、非经济运行、无功配置、负荷分布和峰谷倒置的度进行损耗分析；输电线路从线路型号、线路长度、非经济运行、功率因数、符合分布系数5个维度进行损耗分析；配电线路从无功配置、非经济运行、导线截面积、供电半径、负荷分布5个维度进行损耗分析；配电变压器从配变型号、非经济运行、功率因数、三相不平衡4个维度进行损耗分析，从而为降损决策提供依据。
降损决策模块300，降损分析模块200连接，其基于损耗分析结果，用于对降损成效进行量化分析；
成效跟踪模块400，与成效跟踪模块400连接，其用于跟踪降损成效。
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法，其特征在于：包括，
基于网络拓扑模型，通过线损计算模块(100)计算电网的线损；
根据线损计算结果，并通过降损分析模块(200)对电网进行损耗分析；
基于损耗分析结果，并利用降损决策模块(300)对降损成效进行量化分析；而后通过成效跟踪模块(400)跟踪所述降损成效。
2.如权利要求1所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法，其特征在于：所述网络拓扑模型通过获取的源端数据表中的connection字段关键字，对拓扑之间的联络关系进行匹配，并通过深度搜索和广度搜索规则识别元件类型以进行拓扑链接。
3.如权利要求1所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法，其特征在于：所述电网的线损包括主网部分线损和配网部分线损；
所述线损计算模块(100)通过分元件计算所述主网部分线损；
所述线损计算模块(100)利用前推回代潮流算法计算所述配网部分线损。
4.如权利要求3所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法，其特征在于：所述主网部分线损包括线路损耗、并联电容器损耗、变压器电能损耗、串联电容器损耗和串联电抗器损耗；
其中，所述变压器电能损耗包括负载损耗和空载损耗。
5.如权利要求2或3所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法，其特征在于：所述配网部分线损包括，
其中，ΔAPDN，ΔA0为空载损耗，Iis为第i个节点到第s个节点支路的电流有效值，Ris为第i个节点到第s个节点支路的电阻，t为运行时间。
6.如权利要求1或2所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法，其特征在于：所述损耗分析包括，
根据所述线损计算结果，并通过降损分析模块(200)分别对主变压器、输电线路、配电线路、配电变压器进行所述损耗分析；
其中，所述主变压器从主变型号、非经济运行、无功配置、负荷分布和峰谷倒置进行所述损耗分析；
所述输电线路从线路型号、线路长度、非经济运行、功率因数和符合分布系数进行所述损耗分析；
所述配电线路从无功配置、非经济运行、导线截面积、供电半径和负荷分布进行所述损耗分析；
所述配电变压器从配变型号、非经济运行、功率因数和三相不平衡进行所述损耗分析。
7.如权利要求6所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法，其特征在于：所述降损决策模块(300)包括，
基于损耗分析结果，通过所述降损决策模块(300)优化线损率和损耗，而后计算优化前后的线损率、优化前后的损耗、节约电量和节能效益。
8.如权利要求1所述的基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法，其特征在于：跟踪所述降损成效包括，
可视化降损前后的线损率、损耗、节约电量、节能效益。
9.一种基于理论线损的降损辅助分析与成效量化系统，其特征在于：包括，
线损计算模块(100)，基于网络拓扑模型，用于计算电网的线损；
降损分析模块(200)，与所述线损计算模块(100)连接，其根据线损计算结果，用于对电网进行损耗分析；
降损决策模块(300)，与所述降损分析模块(200)连接，其基于损耗分析结果，用于对降损成效进行量化分析；
成效跟踪模块(400)，与所述成效跟踪模块(400)连接，其用于跟踪所述降损成效。
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|---|---|---|---|
| CN202110923291.1A CN113627794A (zh) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | 一种基于理论线损的降损辅助分析与成效量化方法及系统 |
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| CN113627794A true CN113627794A (zh) | 2021-11-09 |
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