CN113722678A - 一种台区线损计算方法、系统、存储介质及计算设备 - Google Patents

一种台区线损计算方法、系统、存储介质及计算设备 Download PDF

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CN113722678A CN202111030395.6A CN202111030395A CN113722678A CN 113722678 A CN113722678 A CN 113722678A CN 202111030395 A CN202111030395 A CN 202111030395A CN 113722678 A CN113722678 A CN 113722678A
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刘皓
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Abstract

本发明公开了一种台区线损计算方法，包括获取电力终端侧采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流；计算相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻；计算台区各相线的线损和中性线的线损；计算台区线损。同时公开了相应的系统、存储介质及计算设备。本发明采用分相线计算各线的线损，通过各线线损计算台区线损，相较于传统的计算方法，精确度更高。

Description

一种台区线损计算方法、系统、存储介质及计算设备
技术领域
本发明涉及一种台区线损计算方法、系统、存储介质及计算设备，属于电力系统领域。
背景技术
台区线损计算是降损节能、加强线损管理的一项重要的技术管理手段，根据推算10kV以下配电网的损耗占整个电网损耗的70％以上。目前，针对配电网计算线损的方法有不少，例如平均电流法，最大电流法，均方根电流法，等值电阻法，损失因素法，加权分析法，甚至利用神经网络来计算线损，通过线损计算分析可发现电能损失在电网中分布规律，通过线损计算分析能够暴露出管理和技术上的问题，对降损工作提供理论和技术依据，能够使降损工作抓住重点，提高节能降损的效益，使线损管理更加科学。
电力线路的数学模型是以电阻、电容、电感、电纳、电导等元器件组成其等值电路，对于10kV以下的配电线路，由于电压较低、对地电纳和电导对线路的影响比较小，通常予以忽略其影响，因此在10kV以下的电路线损计算中，数学模型可以等值为电阻、电容、电感组成的简化等值电路来计算线损。
若通过某段线路的电流为I，电阻为R，则线损功率以及在T时间段内线损分别为ΔP＝3I2R×10-1(kW)、ΔAT＝ΔP*T(kWh)。由于目前电力系统各业务数据采集比较孤立，业务架构也比较老旧，电力系统的线损计算根据上述公式粗略的计算为主，线损计算精确度不高。
发明内容
本发明提供了一种台区线损计算方法、系统、存储介质及计算设备，解决了线损计算精确度不高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种台区线损计算方法，包括：
获取电力终端侧采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流；
根据台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流，计算相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻；
根据相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻，计算台区各相线的线损和中性线的线损；
根据台区各相线的线损和中性线的线损，计算台区线损。
获取电力终端侧采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区各相线温度数据、台区中性线电流以及台区中性线温度数据，具体为：
获取电力终端侧分钟级同频采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区各相线温度数据、台区中性线电流以及台区中性线温度数据。
线损计算公式为：
ΔAkT＝ΔPk*T
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔAkT为T时段内k线线损，ΔPk分别为k线的线损功率；
Figure BDA0003244997930000021
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔPk分别为k线的线损功率，m为相线的线段数，ΔPkj分别为k线第j段的线损功率；
Figure BDA0003244997930000031
其中，n为数据采集时段内的时间数，f为负荷率，Pki,j、Qki,j分别为通过k线电流和电压计算获得的k线第j段在第i分钟内的有功功率和无功功率，Uki,j为k线第j段在第i分钟内的平均电压，Rki,j为k线第j段在第i分钟内的电阻。
台区线损计算公式为：
ΔAT＝ΔAAT+ΔABT+ΔABT+ΔA0T
其中，ΔAT为T时段内台区线损，ΔAAT、ΔABT、ΔABT、ΔA0T分别为T时段内A相线、B相线、C相线和中性线线损。
一种台区线损计算系统，包括：
获取模块：获取电力终端侧采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流；
功率电阻计算模块：根据台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流，计算相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻；
分线线损计算模块：根据相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻，计算台区各相线的线损和中性线的线损；
线损计算模块：根据台区各相线的线损和中性线的线损，计算台区线损。
获取模块：获取电力终端侧分钟级同频采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区各相线温度数据、台区中性线电流以及台区中性线温度数据。
分线线损计算模块计算线损的公式为：
ΔAkT＝ΔPk*T
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔAkT为T时段内k线线损，ΔPk分别为k线的线损功率；
Figure BDA0003244997930000041
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔPk分别为k线的线损功率，m为相线的线段数，ΔPkj分别为k线第j段的线损功率；
Figure BDA0003244997930000042
其中，n为数据采集时段内的时间数，f为负荷率，Pki,j、Qki,j分别为通过k线电流和电压计算获得的k线第j段在第i分钟内的有功功率和无功功率，Uki,j为k线第j段在第i分钟内的平均电压，Rki,j为k线第j段在第i分钟内的电阻。
线损计算模块计算台区线损的公式为：
ΔAT＝ΔAAT+ΔABT+ΔABT+ΔA0T
其中，ΔAT为T时段内台区线损，ΔAAT、ΔABT、ΔABT、ΔA0T分别为T时段内A相线、B相线、C相线和中性线线损。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行台区线损计算方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行台区线损计算方法的指令。
本发明所达到的有益效果：1、本发明采用分相线计算各线的线损，通过各线线损计算台区线损，相较于传统的计算方法，精确度更高；2、本发明基于分钟级同频采集的数据计算线损，可有效避免配电网电荷随机变化带来的线损计算误差，进一步提高了线损计算精确度。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为智慧配电台区架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种台区线损计算方法，包括：
步骤1，获取电力终端侧采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流；
步骤2，根据台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流，计算相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻；
步骤3，根据相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻，计算台区各相线的线损和中性线的线损；
步骤4，根据台区各相线的线损和中性线的线损，计算台区线损。
上述方法主要运用在智慧配电台区中，智慧配电台区如图2所示，包括终端层、边缘层、网络层、平台层和应用层，终端层包括电表、集中器等，实现电力数据采集，边缘层包括边缘物联代理，采用上述方法进行台区线损计算，网络层连接边缘物联代理和平台层的物联管理平台，应用层包括用采系统、智慧台区业务应用、配电云主站等，均与物联管理平台连接，其中智慧台区业务应用进行台区线损统计分析，以便管理层面进行降损策略。
上述方法采用分相线计算各线的线损，通过各线线损计算台区线损，更加进一步精细化线损计算，在三相四线制电力供电系统中，避免三相不平衡导致线损计算差异大的问题，相较于传统的计算方法，精确度更高。
上述方法中，台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流为分钟级同频采集的数据，基于该数据进行线损计算，可有效避免配电网电荷随机变化带来的线损计算误差，进一步提高了线损计算精确度。
边缘物联代理接收到上述数据后，会根据台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流，计算相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻。
有功功率和无功功率通过电流、电压和总功率计算获得，线路电阻根据线路温度数据计算获得，具体公式如下：
R＝ρ0(1+at)L/S
其中，ρ0为0℃是的电阻率，a为电阻率温度系数，t为温度，L为导线长度，S为导线横切面积；
单相有功功率为
Figure BDA0003244997930000061
三相有功功率为
Figure BDA0003244997930000062
单相无功功率为
Figure BDA0003244997930000063
三相无功功率为
Figure BDA0003244997930000064
其中，U为相电压有效值，I为电流有效值，
Figure BDA0003244997930000071
为电压和电流的相角。
基于相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻，可计算出台区各相线的线损和中性线的线损，具体公式如下：
ΔAkT＝ΔPk*T
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔAkT为T时段内k线线损，ΔPk分别为k线的线损功率；
Figure BDA0003244997930000072
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔPk分别为k线的线损功率，m为相线的线段数，ΔPkj分别为k线第j段的线损功率；
Figure BDA0003244997930000073
其中，n为数据采集时段内的时间数，f为负荷率，Pki,j、Qki,j分别为通过k线电流和电压计算获得的k线第j段在第i分钟内的有功功率和无功功率，Uki,j为k线第j段在第i分钟内的平均电压，Rki,j为k线第j段在第i分钟内的电阻；
上述具体计算公式如下：
Figure BDA0003244997930000074
Figure BDA0003244997930000075
Figure BDA0003244997930000076
Figure BDA0003244997930000077
其中，PAi,j、QAi,j分别为通过A相线电流和电压计算获得的A相线第j段在第i分钟内的有功功率和无功功率，UAi,j为A相线第j段在第i分钟内的平均电压，RAi,j为A相线第j段在第i分钟内的电阻，PBi,j、QBi,j分别为通过B相线电流和电压计算获得的B相线第j段在第i分钟内的有功功率和无功功率，UBi,j为B相线第j段在第i分钟内的平均电压，RBi,j为B相线第j段在第i分钟内的电阻，PCi,j、QCi,j分别为通过C相线电流和电压计算获得的C相线第j段在第i分钟内的有功功率和无功功率，UCi,j为C相线第j段在第i分钟内的平均电压，RCi,j为C相线第j段在第i分钟内的电阻，P0i,j、Q0i,j分别为通过中性线电流和电压计算获得的中性线第j段在第i分钟内的有功功率和无功功率，U0i,j为中性线第j段在第i分钟内的平均电压，R0i,j为中性线第j段在第i分钟内的电阻；
Figure BDA0003244997930000081
Figure BDA0003244997930000082
Figure BDA0003244997930000083
Figure BDA0003244997930000084
其中，ΔPA、ΔPB、ΔPC、ΔP0分别为A相线的线损功率、B相线的线损功率、C相线的线损功率和中性线的线损功率，单位为千瓦，mj为相线的线段数，ΔPAj、ΔPBj、ΔPCj、ΔP0j分别为A相线第j段的线损功率、B相线第j段的线损功率、C相线第j段的线损功率和中性线第j段的线损功率，单位为千瓦；
ΔAAT＝ΔPA*T
ΔABT＝ΔPB*T
ΔACT＝ΔPC*T
ΔA0T＝ΔP0*T
其中，ΔAAT、ΔABT、ΔACT、ΔA0T为T时段内A相线线损、B相线线损、C相线线损和中性线线损，单位为千瓦·时，理论上T的时间取值为分钟，为简化计算且，T的取值根据实时数据可进行适当调整。
根据ΔAAT、ΔABT、ΔACT、ΔA0T可计算出台区线损，具体公式如下：
ΔAT＝ΔAAT+ΔABT+ΔABT+ΔA0T
其中，ΔAT为T时段内台区线损，单位为千瓦·时。
上述方法现有的软件系统，即台区线损计算系统，包括：
获取模块：获取电力终端侧分钟级同频采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区各相线温度数据、台区中性线电流以及台区中性线温度数据；
功率电阻计算模块：根据台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流，计算相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻；
分线线损计算模块：根据相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻，计算台区各相线的线损和中性线的线损；
分线线损计算模块计算线损的公式为：
ΔAkT＝ΔPk*T
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔAkT为T时段内k线线损，ΔPk分别为k线的线损功率；
Figure BDA0003244997930000091
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔPk分别为k线的线损功率，m为相线的线段数，ΔPkj分别为k线第j段的线损功率；
Figure BDA0003244997930000101
其中，n为数据采集时段内的时间数，f为负荷率，Pki,j、Qki,j分别为通过k线电流和电压计算获得的k线第j段在第i分钟内的有功功率和无功功率，Uki,j为k线第j段在第i分钟内的平均电压，Rki,j为k线第j段在第i分钟内的电阻。
线损计算模块：根据台区各相线的线损和中性线的线损，计算台区线损；
线损计算模块计算台区线损的公式为：
ΔAT＝ΔAAT+ΔABT+ΔABT+ΔA0T
其中，ΔAT为T时段内台区线损，ΔAAT、ΔABT、ΔABT、ΔA0T分别为T时段内A相线、B相线、C相线和中性线线损。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行台区线损计算方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行台区线损计算方法的指令。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种台区线损计算方法，其特征在于，包括：
获取电力终端侧采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流；
根据台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流，计算相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻；
根据相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻，计算台区各相线的线损和中性线的线损；
根据台区各相线的线损和中性线的线损，计算台区线损。
2.根据权利要求1所述的一种台区线损计算方法，其特征在于，获取电力终端侧采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区各相线温度数据、台区中性线电流以及台区中性线温度数据，具体为：
获取电力终端侧分钟级同频采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区各相线温度数据、台区中性线电流以及台区中性线温度数据。
3.根据权利要求1所述的一种台区线损计算方法，其特征在于，线损计算公式为：
ΔAkT＝ΔPk*T
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔAkT为T时段内k线线损，ΔPk分别为k线的线损功率；
Figure FDA0003244997920000011
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔPk分别为k线的线损功率，m为相线的总线段数，ΔPkj分别为k线第j段的线损功率；
Figure FDA0003244997920000021
其中，n为数据采集时段内的时间数，f为负荷率，Pki,j、Qki,j分别为k线第j段在第i分钟内的有功功率和无功功率，Uki,j为k线第j段在第i分钟内的平均电压，Rki,j为k线第j段在第i分钟内的电阻。
4.根据权利要求1所述的一种台区线损计算方法，其特征在于，台区线损计算公式为：
ΔAT＝ΔAAT+ΔABT+ΔABT+ΔA0T
其中，ΔAT为T时段内台区线损，ΔAAT、ΔABT、ΔABT、ΔA0T分别为T时段内A相线、B相线、C相线和中性线线损。
5.一种台区线损计算系统，其特征在于，包括：
获取模块：获取电力终端侧采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流；
功率电阻计算模块：根据台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区中性线电流，计算相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻；
分线线损计算模块：根据相线各段的有功功率、相线各段的无功功率、相线各段的电阻、中性线各段的有功功率、中性线各段的无功功率以及中性线各段的电阻，计算台区各相线的线损和中性线的线损；
线损计算模块：根据台区各相线的线损和中性线的线损，计算台区线损。
6.根据权利要求5所述的一种台区线损计算系统，其特征在于，获取模块：获取电力终端侧分钟级同频采集的台区总功率、台区各相线电流、台区各相线电压、台区各相线温度数据、台区中性线电流以及台区中性线温度数据。
7.根据权利要求5所述的一种台区线损计算系统，其特征在于，分线线损计算模块计算线损的公式为：
ΔAkT＝ΔPk*T
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔAkT为T时段内k线线损，ΔPk分别为k线的线损功率；
Figure FDA0003244997920000031
其中，k为A相、B相、C相或中性，ΔPk分别为k线的线损功率，m为相线的线段数，ΔPkj分别为k线第j段的线损功率；
Figure FDA0003244997920000032
其中，n为数据采集时段内的时间数，f为负荷率，Pki,j、Qki,j分别为通过k线电流和电压计算获得的k线第j段在第i分钟内的有功功率和无功功率，Uki,j为k线第j段在第i分钟内的平均电压，Rki,j为k线第j段在第i分钟内的电阻。
8.根据权利要求5所述的一种台区线损计算系统，其特征在于，线损计算模块计算台区线损的公式为：
ΔAT＝ΔAAT+ΔABT+ΔABT+ΔA0T
其中，ΔAT为T时段内台区线损，ΔAAT、ΔABT、ΔABT、ΔA0T分别为T时段内A相线、B相线、C相线和中性线线损。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至7所述的方法中的任一方法。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至7所述的方法中的任一方法的指令。
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