CN113742878A - 一种电网损失电量位置定位方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电数字数据处理领域,具体涉及一种电网损失电量位置定位方法、系统、设备及介质,其特征在于,包括以下步骤:S1、提取每天24个整点时刻各节点计量装置实测电压、电流和功率因数模值;S2、计算各整点时刻正常电网中各节点电压;S3、计算各整点时刻故障电网中各节点电压;S4、计算附加电网中各节点平均电压模值;S5、定位损失电量位置。本发明能够准确定位10kV配电线路下电网损失电量位置,实现损失电量位置查找自动化、智能化,切实提高供电企业利润。
Description
技术领域
本发明属于电数字数据处理技术领域,具体涉及一种电网损失电量位置定位方法、系统、设备及介质。
背景技术
电网损失电量,即由计量设备误差引起的线损以及由于管理不善和失误等原因造成的线损,如用户窃电和计量装置故障。从管理对象上看,管住计量表计“一头”、守住窃电查处“一尾”是降低电网损失电量的核心。
目前,从降低电网损失电量的方法上来看,一是“广撒网”二是“非智能”,极大地浪费了公司的人力物力,无法自动化、智能化降低电网损失电量。
发明内容
针对现有技术中无法自动化、智能化降低电网损失电量的问题,本发明提出一种电网损失电量位置定位方法、系统、设备及介质。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
第一方面,本发明提供一种电网损失电量位置定位方法,包括以下步骤:
S1、提取每天24个整点时刻各节点计量装置实测电压、电流和功率因数模值;
S2、计算各整点时刻正常电网中各节点电压;
S3、计算各整点时刻故障电网中各节点电压;
S4、计算附加电网中各节点平均电压模值;
S5、定位损失电量位置。
进一步的,所述步骤S2包括:
根据查询导线参数,得出线路单位长度阻抗值为R+jX,线路长度为L,线路阻抗Z1计算公式为:
根据所述S1中实测电压UL、电流IL和由功率因数模值得出的功率因数角θ,计算各节点负荷阻抗ZL为:
进一步的,所述步骤S2具体包括以下步骤:
S21:计算各线路阻抗Z1;
S22:计算各节点负荷阻抗ZL;
S23:根据节点电压法,列出电网各节点导纳矩阵:
S24:列出电网各节点注入电流向量:
进一步的,所述步骤S3中:
以电网线路上损失电量位置作为故障电网和附加电网的分界点,将正常电网分解为故障电网和附加电网。
进一步的,所述步骤S3中:
附加电网电源电压值大小等于电力电网线路上损失电量位置电压值大小;
计算故障电网中各节点电压值,针对任一节点A,附加电网中节点A电压值等于正常电网中节点A电压值与故障电网中节点A电压值的差。
进一步的,所述步骤S4中:
计算附加电网中各节点平均电压模值:
其中Uia ’’为附加电网中各节点电压,|Uip ’’|为附加电网中各节点平均电压模值。
进一步的,所述步骤S5中:
电压模值最大的节点为存在损失电量的节点:
其中,i为节点个数,b为附加电网中平均电压模值最大的点。
第二方面,本发明提供一种电网损失电量位置定位系统,包括:
提取模块:用于提取每天24个整点时刻各节点计量装置实测电压、电流和功率因数模值;
正常电压计算模块:用于计算各整点时刻正常电网中各节点电压;
故障电压计算模块:用于计算各整点时刻故障电网中各节点电压;
平均电压模值计算模块:用于计算附加电网中各节点平均电压模值;
定位计算模块:用于定位损失电量位置。
第三方面,本发明提供一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述电网损失电量位置定位方法。
第四方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现所述电网损失电量位置定位方法。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
能够准确定位10kV配电线路下电网损失电量位置,实现损失电量位置查找自动化、智能化,切实提高供电企业利润。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书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为本发明一种电网损失电量位置定位方法正常电网示意图;
图2为本发明一种电网损失电量位置定位方法实际电网示意图;
图3为本发明一种电网损失电量位置定位方法附加电网示意图;
图4为本发明一种电网损失电量位置定位系统示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明,旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明,本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
本文发明了一种高效精准的降损研判体系,能够准确定位10kV配电线路下电网损失电量位置,实现损失电量位置查找自动化、智能化,切实提高供电企业利润。
实施例1
一、10kV配电线路损失电量模型等效
步骤1:构建正常10kV配电线路损失电量等效模型;
步骤2:推导等效模型中电气参数计算公式;
二、10kV配电线路损失电量点定位原理
步骤3:构建存在故障点A的10kV配电线路损失电量等效模型。
三、10kV配电线路附加电网各节点电压计算
步骤4:计算出正常电网各节点电压U。
步骤5:推导故障电网节点电压幅值。
四、10kV配电线路损失电量点定位计算
步骤6:定位损失电量故障点计算。
实施例2
步骤1:构建正常10kV配电线路损失电量等效模型。
为简化分析,以只带有一个负荷的简易单相10kV配电线路为例,如图1所示,该电网电气元件由电源E、线路阻抗Z1和负荷阻抗ZL构成;
其中电源E为变电站内对应该10kV线路开关的电压,即为变电站内对应该10kV线路的计量装置实测电压;
线路阻抗Z1为该10kV线路的阻抗值, 负荷阻抗ZL为线路下用户的负荷阻抗。
步骤2:推导等效模型中电气参数计算公式。
步骤21:推导模型中线路阻抗值计算公式。
线路阻抗Z1为该10kV线路的阻抗值,根据导线参数查询得出10kV线路单位长度阻抗值为(R+jX),线路长度为L,则线路阻抗Z1计算公式为(2-1)
步骤22:推导模型中负荷阻抗计算公式。
负荷阻抗ZL为线路下用户的负荷阻抗,由用户侧计量装置某一时刻实测电压UL的模值、实测电流IL的模值和由实测功率因数模值得出功率因数角θ计算得出,则负荷阻抗ZL计算公式为(2-2)
步骤3:构建存在故障点A的10kV配电线路损失电量等效模型。
若实际在线路上的A点处出现损失电量,如图2所示,设其阻抗值为ZM,该负荷信息未被线路上已知负荷计量装置计量,即无法由电力电网现有拓扑参数和元件参数测得,因此损失电量在已知电力电网中可近似认为是以ZM为阻抗值的三相接地点。
步骤31:电路等效理论依据。
根据电路叠加定理,对于一个线性系统,一个含多个独立源的双边线性电路的任何支路的响应,等于每个独立源单独作用时的响应的代数和,此时所有其他独立源被替换成他们各自的阻抗。为简化分析,仍以只带有一个负荷的简易单相10kV配电线路为例,当如图2所示在A点出现损失电量时,可把图1的正常电网分解成图2的实际电网和图3附加电网的叠加,其中Z1=Z1A+Z2A,附加电网电源E’为图1系统中线路上A点的电压值。
步骤32:推导故障点A点电压值计算公式:
其中图1、图2、图3中A点电压分别为UA、UA ’、UA ’’。
UA=UA ’+UA ’’(2-3)
也既附加电网中节点A电压值等于正常电网中节点A电压值与故障电网中节点A电压值的差。
步骤33:损失电量节点精准定位原理。
近似可认为线路阻抗Z1A、Z2A、负荷阻抗ZL、损失电量阻抗ZM相位角相等,按照电路中电压分布,可知在图3的附加电网中越靠近故障点的节点其电压U模值越大,同时考虑到损失电量仅存在于现有的负荷节点上,因此在附加电网中电压U模值最大的节点即为存在损失电量的节点,故能够实现存在损失电量节点精准定位。
由公式(2-3),若能获得图1正常电网各节点电压U及图2实际电网各节点电压U’,即能计算在图3附加电网各节点电压U’’,进而根据附加电网各节点电压的模值|U’’|最大值推算出损失电量的节点。
以典型IEEE99节点电网为例,系统中每个节点均对应一个用电负荷。
步骤4:计算出正常电网各节点电压U。
步骤41:通过公式(2-1)计算出某一时刻各线路阻抗Z1。
步骤42:通过公式(2-2)计算出各节点负荷阻抗ZL。
步骤43:根据节点电压法,列出该电网节点导纳矩阵:
步骤44:列出该电网各节点注入电流向量:
步骤45:列出该电网各节点注入电压向量:
步骤5:推导附加电网节点电压幅值。
在实际电网中,各节点电压的模值|U’|为负荷计量装置的实测故障电压,又考虑到10kV配网线路上的负荷近似可看做纯感性负荷,因此近似可认为线路阻抗Z1、负荷阻抗ZL、损失电量阻抗ZM相位角相等,根据公式,在正常电网、故障电网和附加电网三个系统中,各节点电压U、U’、U’’相位角均相等。因此可得:
|U’’|=|U|-|U’| (2-7)
步骤6:定位损失电量故障点计算。
步骤61:提取每天24个整点时刻各节点计量装置实测电压、电流和功率因数模值。
步骤62:根据公式(2-1)、(2-2)、(2-4)、(2-5)和(2-6),分别计算各整点时刻正常电网中各节点电压Uia,进而计算出故障电网中各节点电压Uia ’;
步骤63:分别计算各整点时刻计算出附加电网中各节点电压Uia ’’;
步骤64:根据公式(2-8)计算附加电网中各节点平均电压模值|Uip ’’|:
步骤65:根据公式(2-9)定位损失电量位置n
其中,i为系统中节点个数,b为附加电网中平均电压模值最大的点。
实施例3
一种电网损失电量位置定位系统,包括:
提取模块:用于提取每天24个整点时刻各节点计量装置实测电压、电流和功率因数模值;
正常电压计算模块:用于计算各整点时刻正常电网中各节点电压;
故障电压计算模块:用于计算各整点时刻故障电网中各节点电压;
平均电压模值计算模块:用于计算附加电网中各节点平均电压模值;
定位计算模块:用于定位损失电量位置。
实施例4
一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1或2任一项所述电网损失电量位置定位方法。
实施例5
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1或2任一项所述电网损失电量位置定位方法。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请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,本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
由技术常识可知,本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此,上述公开的实施方案,就各方面而言,都只是举例说明,并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电网损失电量位置定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、提取每天24个整点时刻各节点计量装置实测电压、电流和功率因数模值;
S2、计算各整点时刻正常电网中各节点电压;
S3、计算各整点时刻故障电网中各节点电压;
S4、计算附加电网中各节点平均电压模值;
S5、定位损失电量位置。
4.根据权利要求1所述的电网损失电量位置定位方法,其特征在于,所述步骤S3中:
以电网线路上损失电量位置作为故障电网和附加电网的分界点,将正常电网分解为故障电网和附加电网。
5.根据权利要求4所述的电网损失电量位置定位方法,其特征在于,所述步骤S3中:
附加电网电源电压值大小等于电力电网线路上损失电量位置电压值大小;
计算故障电网中各节点电压值,针对任一节点A,附加电网中节点A电压值等于正常电网中节点A电压值与故障电网中节点A电压值的差。
8.一种电网损失电量位置定位系统,其特征在于,包括:
提取模块:用于提取每天24个整点时刻各节点计量装置实测电压、电流和功率因数模值;
正常电压计算模块:用于计算各整点时刻正常电网中各节点电压;
故障电压计算模块:用于计算各整点时刻故障电网中各节点电压;
平均电压模值计算模块:用于计算附加电网中各节点平均电压模值;
定位计算模块:用于定位损失电量位置。
9.一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述电网损失电量位置定位方法。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述电网损失电量位置定位方法。
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