CN113655425A - 适用于10kv配线线路的计量点运行误差监测方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法与系统。本发明采用的技术方案为：获取某个区域内10KV配线线路上所有计量点在过去n个计量周期内的电量；将线路上的测点关口表和公、专用变压器计量点看作一个集合，根据集合的内容是否一致进行数据合并；根据配线线路拓扑结构和能量守恒定律建立各个计量点之间的能量守恒方程组，对能量守恒方程组进行变换和整理；根据电量数据计算方程组中对应的各个物理量；将各物理量带入方程组求解，得到计量点的综合误差；确定计量点是否异常。本发明只依赖于数据，又有能量守恒定律作为理论依据，而且计算时对数据量的要求不高，能够及时、精准定位异常计量点。

Description

适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法与系统

技术领域

本发明涉及计量设备运行误差监测领域，具体地说是一种适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法与系统。

背景技术

10KV配线线路(简称中压线路)上公用变压器(简称公变)和专用变压器(简称专变)计量检测是由测试人员携带检测设备赴现场进行，由于中压线路分布较广，且公、专变数量较多，如果定期全面检测，则耗时耗力；如果随机检测，则计量异常的检出效率低下。

目前对于中压线路上计量点的检定仍是采取人工周期检定方案，即定期对中压线路计量点全面检定，此种检定方法耗时耗力，并且检定效率低下。此外，中压线路分布较广，且公、专变计量点较多，现有检定方式是周期全面定检，此种方式无法及时发现异常，而且全面检定需耗费大量人力成本。

对于中压线路的计量点异常类型的判断、异常发生位置定位和原因判别存在较大困难，需耗费大量人力成本排查，不利于供电公司工作效率的提高，因此，提供一种能够及时检测、精准定位异常的系统十分必要。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术方案是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法与系统，其通过分析中压线路上关口总表和公、专变计量表的计量数据，得到公、专变计量点的综合计量误差，实现中压线路上计量设备运行误差监测，旨在及时、精准定位异常计量点，极大地减少现场检定工作量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法，其包括：

步骤1)，获取某个区域内10KV配线线路上所有计量点在过去n个计量周期内的电量；

步骤2)，将线路上的测点关口表和公、专用变压器计量点看作一个集合，根据集合的内容是否一致进行数据合并；

步骤3)，根据配线线路拓扑结构和能量守恒定律建立各个计量点之间的能量守恒方程组，根据步骤2)对能量守恒方程组进行变换和整理；

步骤4)，根据电量数据计算方程组中对应的各个物理量；

步骤5)，将各物理量带入方程组求解，得到计量点的综合误差；

步骤6)，根据计量点的综合误差确定计量点是否异常。

本发明利用中压线路上的用电采集数据进行分析，能够及时并精准的定位异常计量点，对供电公司工作效率有极大的提升。

进一步地，步骤1)中，所述的10KV配线线路上所有计量点包括变电站出口侧的测点计量点、相邻线路间联络开关对应计量点、线路上所有变压器对应的公、专用变压器计量点。

进一步地，步骤3)中，所述的能量守恒方程组如下：

其中，ε_d表示测点关口表计量误差，ε_l表示联络开关的计量误差，ε_j表示公用变压器或专用变压器计量点误差，ε₀表示线路上的固定损耗，ε_y表示线损率；y_d表示测点关口表供电量；y_l表示联络开关供电量，l＝1，2，…，m，m表示联络开关的数量；y_j为变压器计量点供电量，j＝1，2…，p+q，p表示公用变压器计量点的数量，q表示专用变压器计量点的数量；φ_j表示变压器计量点用电量，φ_l表示通过联络开关向其他线路的供电量。

更进一步地，步骤3)中，根据步骤2)对方程(1)变换为如下形式：

整理后如下：

记左侧为dy，代表线路上供电总和与售电总和之差；记右侧第一个括号内为y，代表线路上的总供电量，把上式写成矩阵形式，如下：

当数据量n满足n≥p+q+3时，方程(3)用最小二乘法或岭回归方法求解，求解上述方程组(4)即得到各计量点的计量误差。

进一步地，步骤6)中，根据计量点的综合误差确定计量点是否异常的内容如下：如公、专用变压器计量点综合误差小于阈值，确定计量点为计量正常；如公、专用变压器计量点综合误差大于等于阈值，确定计量点为计量异常。

本发明采用的另一种技术方案为：适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测系统，其包括：

电量获取单元：获取某个区域内10KV配线线路上所有计量点在过去n个计量周期内的电量；

数据合并单元：将线路上的测点关口表和公、专用变压器计量点看作一个集合，根据集合的内容是否一致进行数据合并；

能量守恒方程组单元：根据配线线路拓扑结构和能量守恒定律建立各个计量点之间的能量守恒方程组，根据数据合并单元对能量守恒方程组进行变换和整理；

物理量计算单元：根据电量数据计算方程组中对应的各个物理量；

方程组求解单元：将各物理量带入方程组求解，得到计量点的综合误差；

计量点正异常确定单元：根据计量点的综合误差确定计量点是否异常。

本发明具有的有益效果如下：本发明通过收集、分析中压线路上的计量数据，实现对计量点运行误差的监测；本发明所用数据均为设备运行过程中自动产生的数据，不需要加装数据采集设备和其他站内辅助设备。本发明只依赖于数据，又有能量守恒定律作为理论依据，而且计算时对数据量的要求不高，能够及时、精准定位异常计量点，并且整个过程完全自动化，避免了定期全面人工检定的大量人力物力成本。

附图说明

图1为本发明实施例1中的中压线路典型拓扑结构图；

图2为本发明适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法的流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例提供一种适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法，其流程如图2所示。

如图1所示，中压线路典型拓扑结构如下：

每条中压线路都有一个位于变电站出口侧的关口表往线路上供电(称为测点计量点)，且线路上会连接多个变压器用电，其中包括公变和专变(公、专变用户也可往线路上供电)。同时线路上会有多个分段开关，中压线路之间有多个联络开关。

中压场景下，分析的基本单元为线路，计算单元内包括线路上的所有计量点，即变电站出口侧的测点计量点、相邻线路间联络开关对应计量点、所研究线路上所有变压器对应的公、专变计量点。

基于中压拓扑结构及能量守恒定律，可得到电能表供、售电量的总分数学关系，进而建立线路上关口表电量计量值的能量守恒方程。具体说来，每条线路上的供电量有以下四个来源：

1.测点关口表供电量：y_d；

2.联络开关供电量：y_l，l＝1，2，…，m共m个联络开关；

3.公变计量点供电量：y_j，j＝1，2，...，p，表示有p个公变计量点；

4.专变计量点供电量：y_k，k＝p+1，p+2，...，p+q，表示有q个专变计量点。

所述的y_k与y_j在下面公式中统一用y_j表示。

线路上的用电量有3个去处：

1.公变计量点用电量：φ_j，j＝1，2，...，p；

2.专变计量点用电量：φ_k，k＝p+1，p+2，...，p+q；

3.通过联络开关向其他线路的供电量：φ_l，l＝1，2，...，m。

所述的φ_k与φ_j在下面公式中统一用φ_j表示。

以上符号的含义是同一时间间隔内计量点电量计量值。

对于同一个计量点，其供电量误差和售电量误差是相同的，根据能量守恒，则有：

其中，ε_d表示测点关口表计量误差，ε_l表示联络开关的计量误差，ε_j表示公(或专)变计量点误差，ε₀表示线路上的固定损耗。

需要注意的是，中压线路上有很多分段开关，线路间有联络开关，其作用是当线路上某段进行维修时，其他段的变压器可以通过分段开关和联络开关连接到该段线路上(此种情况称为线路切改)，以保证用电稳定。这样一来，同一条线路上的变压器数量是不固定的，而本方法使用的能量守恒方程是以线路为单位进行构建的，线路上变压器数量的变化会导致方程无法构建。

本发明针对此问题采用的解决方案是：步骤1)，获取某个区域内10KV配线线路上所有计量点在过去n个计量周期内的电量；

步骤2)，将线路上的测点关口表和公、专用变压器计量点看作一个集合，根据集合的内容是否一致进行数据合并；

步骤3)，根据配线线路拓扑结构和能量守恒定律建立各个计量点之间的能量守恒方程组，根据步骤2)对能量守恒方程组进行变换和整理；

步骤4)，根据电量数据计算方程组中对应的各个物理量；

步骤5)，将各物理量带入方程组求解，得到计量点的综合误差；

步骤6)，根据计量点的综合误差确定计量点是否异常：如公、专用变压器计量点综合误差小于阈值，确定计量点为计量正常；如公、专用变压器计量点综合误差大于等于阈值，确定计量点为计量异常。

本发明的具体细节如下：根据系统中每天保存的线路档案信息获取每条线路下有哪些公、专变计量点，由于线路的切改会导致线路上的公、专变计量点的数量发生变化，所以不再使用线路唯一标识作为数据合并的依据，而是把线路上的测点关口表和公、专变计量点看作一个集合，根据集合的内容是否一致来进行数据合并。采取此种方案合并数据，将不再需要联络开关数据，能量守恒方程参数减少，所需数据量减少，求解将更为准确，同时，方程(1)会变为如下形式：

整理后如下：

记左侧为dy，代表线路上供电总和与售电总和之差；记右侧第一个括号内为y，代表线路上的总供电量。把上式写成矩阵形式，如下：

当数据量n满足n≥p+q+3时，上述方程(3)可用最小二乘法、岭回归等多种方法求解。求解上述方程组(4)即可得到各计量点的计量误差。

实施例2

本实施例提供一种适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测系统，其包括电量获取单元、数据合并单元、能量守恒方程组单元、物理量计算单元、方程组求解单元和计量点正异常确定单元。

电量获取单元：获取某个区域内10KV配线线路上所有计量点在过去n个计量周期内的电量；

数据合并单元：将线路上的测点关口表和公、专用变压器计量点看作一个集合，根据集合的内容是否一致进行数据合并；

能量守恒方程组单元：根据配线线路拓扑结构和能量守恒定律建立各个计量点之间的能量守恒方程组，根据数据合并单元对能量守恒方程组进行变换和整理；

物理量计算单元：根据电量数据计算方程组中对应的各个物理量；

方程组求解单元：将各物理量带入方程组求解，得到计量点的综合误差；

计量点正异常确定单元：根据计量点的综合误差确定计量点是否异常。

所述的电量获取单元中，所述的10KV配线线路上所有计量点包括变电站出口侧的测点计量点、相邻线路间联络开关对应计量点、线路上所有变压器对应的公、专用变压器计量点。

所述的能量守恒方程组单元中，能量守恒方程组如下：

其中，ε_d表示测点关口表计量误差，ε_l表示联络开关的计量误差，ε_j表示公用变压器或专用变压器计量点误差，ε₀表示线路上的固定损耗，ε_y表示线损率；y_d表示测点关口表供电量；y_l表示联络开关供电量，l＝1，2，…，m，m表示联络开关的数量；y_j为变压器计量点供电量，j＝1，2，…p+q，p表示公用变压器计量点的数量，q表示专用变压器计量点的数量；φ_j表示变压器计量点用电量，φ_l表示通过联络开关向其他线路的供电量。

所述的能量守恒方程组单元中，根据数据合并单元对方程(1)变换为如下形式：

整理后如下：

记左侧为dy，代表线路上供电总和与售电总和之差；记右侧第一个括号内为y，代表线路上的总供电量，把上式写成矩阵形式，如下：

当数据量n满足n≥p+q+3时，上述方程(3)用最小二乘法或岭回归方法求解，求解上述方程组(4)即得到各计量点的计量误差。

所述的计量点正异常确定单元中，根据计量点的综合误差确定计量点是否异常的内容如下：如公、专用变压器计量点综合误差小于阈值，确定计量点为计量正常；如公、专用变压器计量点综合误差大于等于阈值，确定计量点为计量异常。

此处所描述的具体实施例仅用以解释发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，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其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法，其特征在于，包括：

步骤1)，获取某个区域内10KV配线线路上所有计量点在过去n个计量周期内的电量；

步骤2)，将线路上的测点关口表和公、专用变压器计量点看作一个集合，根据集合的内容是否一致进行数据合并；

步骤3)，根据配线线路拓扑结构和能量守恒定律建立各个计量点之间的能量守恒方程组，根据步骤2)对能量守恒方程组进行变换和整理；

步骤4)，根据电量数据计算方程组中对应的各个物理量；

步骤5)，将各物理量带入方程组求解，得到计量点的综合误差；

步骤6)，根据计量点的综合误差确定计量点是否异常。

2.根据权利要求1所述的适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法，其特征在于，步骤1)中，所述的10KV配线线路上所有计量点包括变电站出口侧的测点计量点、相邻线路间联络开关对应计量点、线路上所有变压器对应的公、专用变压器计量点。

3.根据权利要求1所述的适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法，其特征在于，步骤3)中，所述的能量守恒方程组如下：

其中，ε_d表示测点关口表计量误差，ε_l表示联络开关的计量误差，ε_j表示公用变压器或专用变压器计量点误差，ε₀表示线路上的固定损耗，ε_y表示线损率；y_d表示测点关口表供电量；y_l表示联络开关供电量，l＝1,2,…,m,m表示联络开关的数量；y_j为变压器计量点供电量，j＝1,2,…p+q，p表示公用变压器计量点的数量，q表示专用变压器计量点的数量；φ_j表示变压器计量点用电量，φ_l表示通过联络开关向其他线路的供电量。

4.根据权利要求3所述的适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法，其特征在于，步骤3)中，根据步骤2)对方程(1)变换为如下形式：

整理后如下：

记左侧为dy，代表线路上供电总和与售电总和之差；记右侧第一个括号内为y，代表线路上的总供电量，把上式写成矩阵形式，如下：

当数据量n满足n≥p+q+3时，方程(3)用最小二乘法或岭回归方法求解，求解上述方程组(4)即得到各计量点的计量误差。

5.根据权利要求1所述的适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法，其特征在于，步骤6)中，根据计量点的综合误差确定计量点是否异常的内容如下：如公、专用变压器计量点综合误差小于阈值，确定计量点为计量正常；如公、专用变压器计量点综合误差大于等于阈值，确定计量点为计量异常。

6.适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测系统，其特征在于，包括：

电量获取单元：获取某个区域内10KV配线线路上所有计量点在过去n个计量周期内的电量；

数据合并单元：将线路上的测点关口表和公、专用变压器计量点看作一个集合，根据集合的内容是否一致进行数据合并；

能量守恒方程组单元：根据配线线路拓扑结构和能量守恒定律建立各个计量点之间的能量守恒方程组，根据数据合并单元对能量守恒方程组进行变换和整理；

物理量计算单元：根据电量数据计算方程组中对应的各个物理量；

方程组求解单元：将各物理量带入方程组求解，得到计量点的综合误差；

计量点正异常确定单元：根据计量点的综合误差确定计量点是否异常。

7.根据权利要求6所述的适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测系统，其特征在于，所述的电量获取单元中，所述的10KV配线线路上所有计量点包括变电站出口侧的测点计量点、相邻线路间联络开关对应计量点、线路上所有变压器对应的公、专用变压器计量点。

8.根据权利要求6所述的适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法，其特征在于，所述的能量守恒方程组单元中，能量守恒方程组如下：

其中，ε_d表示测点关口表计量误差，ε_l表示联络开关的计量误差，ε_j表示公用变压器或专用变压器计量点误差，ε₀表示线路上的固定损耗，ε_y表示线损率；y_d表示测点关口表供电量；y_l表示联络开关供电量，l＝1,2,…,m,m表示联络开关的数量；y_j为变压器计量点供电量，j＝1,2,…,p+q，p表示公用变压器计量点的数量，q表示专用变压器计量点的数量；φ_j表示变压器计量点用电量，φ_l表示通过联络开关向其他线路的供电量。

9.根据权利要求8所述的适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法，其特征在于，所述的能量守恒方程组单元中，根据数据合并单元对方程(1)变换为如下形式：

整理后如下：

记左侧为dy，代表线路上供电总和与售电总和之差；记右侧第一个括号内为y，代表线路上的总供电量，把上式写成矩阵形式，如下：

当数据量n满足n≥p+q+3时，方程(3)用最小二乘法或岭回归方法求解，求解上述方程组(4)即得到各计量点的计量误差。

10.根据权利要求8所述的适用于10KV配线线路的计量点运行误差监测方法，其特征在于，所述的计量点正异常确定单元中，根据计量点的综合误差确定计量点是否异常的内容如下：如公、专用变压器计量点综合误差小于阈值，确定计量点为计量正常；如公、专用变压器计量点综合误差大于等于阈值，确定计量点为计量异常。

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