CN114002556A - 一种异常线路定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异常线路定位方法及装置，获取台区的网络拓扑结构；供电网的电缆终端头为根节点，终端变压器为终端节点，线路分支处为分支子节点，同一条连接线路上不同线径的线路连接处为单子节点；根据终端变压器的电参数及连接线路上由分支子节点和单子节点划分的各线路段的线参数，从终端节点向根节点方向逐层推算每个节点的电压、有功功率及无功功率；计算在损失函数为最小值的目标条件下电参数及线参数的优选参数值；根据优选参数值计算每个节点的优选电压值，并根据每个节点的优选电压值计算各线路段对应的压降值，以将压降值超过预设压降阈值的线路段确定为异常线路段。可见，本申请可自动定位异常线路段，减少了检修工人的检修工作量。

Description

一种异常线路定位方法及装置

技术领域

本发明涉及供电领域，特别是涉及一种异常线路定位方法及装置。

背景技术

供电网总线(10kv)与用户用电端之间设有终端变压器(供电网总线与用户用电端之间的整个供电区域称为台区)，终端变压器用于将输入的供电网电压进行降压处理，得到220v交流电，以为用户端供电。目前，若供电网总线与终端变压器之间的连接线路出现异常，需检修工人对二者之间连接线路所包含的多个线路段依次进行检查，以找到导致二者之间连接线路异常的目标线路段，从而对目标线路段进行线路维修。但是，供电网总线与终端变压器之间有很多线路段，导致检修工人的检修工作量较大，且较难定位到异常的线路段。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种异常线路定位方法及装置，可自动定位到导致供电网总线与终端变压器之间连接线路异常的线路段，定位快速且准确，从而减少了检修工人的检修工作量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种异常线路定位方法，应用于处理器，包括：

获取台区的网络拓扑结构；其中，在所述网络拓扑结构中，所述台区内供电网的电缆终端头为根节点，所述台区内终端变压器为终端节点，所述电缆终端头与所述终端变压器之间的连接线路上的线路分支处为分支子节点，同一条所述连接线路上不同线径的线路连接处为单子节点；

根据所述终端变压器的电参数及所述连接线路上由所述分支子节点和所述单子节点划分的各线路段的线参数，从所述终端节点向所述根节点方向逐层推算每个节点的电压、有功功率及无功功率；

根据预设损失函数Loss＝(S₁+S₂+...+S_n)+n*(S_u+S_P+S_Q)，计算在所述损失函数为最小值的目标条件下所述电参数及所述线参数的优选参数值；其中，n为所述分支子节点的总数量；S_i为第i个所述分支子节点的电压标准差；S_u、S_P、S_Q依次为所述根节点的电压标准差、有功功率标准差及无功功率标准差；

根据所述优选参数值计算所述每个节点的优选电压值，并根据所述每个节点的优选电压值计算所述各线路段对应的压降值，以将所述压降值超过预设压降阈值的线路段确定为异常线路段。

可选地，根据所述终端变压器的电参数及所述连接线路上由所述分支子节点和所述单子节点划分的各线路段的线参数，从所述终端节点向所述根节点方向逐层推算每个节点的电压、有功功率及无功功率，包括：

根据所述终端变压器的电参数计算所述终端节点提供至其上层节点的电压、有功功率及无功功率；

根据所述连接线路上由所述分支子节点和所述单子节点划分的各线路段的线参数，计算所述各线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗；

若待推算的子节点为单子节点，则将所述单子节点及其下层节点之间的线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗与所述单子节点的下层节点提供的电压、有功功率及无功功率对应相加，得到所述单子节点提供至其上层节点的电压、有功功率及无功功率；

若待推算的子节点为分支子节点，则将所述分支子节点及其任一目标下层节点之间的线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗与所述目标下层节点提供的电压、有功功率及无功功率对应相加，得到所述分支子节点在所述目标下层节点所在支路上的电压、有功功率及无功功率，并计算所述分支子节点在所有下层节点所在支路上的电压的平均值，得到所述分支子节点提供至其上层节点的电压，且分别将所述分支子节点在所有下层节点所在支路上的有功功率求和、无功功率求和，相应得到所述分支子节点提供至其上层节点的有功功率和无功功率，直至推算到所述根节点的电压、有功功率及无功功率。

可选地，根据所述终端变压器的电参数计算所述终端节点提供至其上层节点的电压、有功功率及无功功率，包括：

根据预设电压求取关系式U＝U₁+ΔU_T1计算所述终端节点提供至其上层节点的电压U；其中，U₁为所述终端变压器的高压侧电压；ΔU_T1为所述终端变压器对应的电压降；

根据预设有功求取关系式P＝P_T+ΔP₀计算所述终端节点提供至其上层节点的有功功率P；其中，P_T为所述终端变压器的有功功率；ΔP₀为所述终端变压器的空载损耗；

根据预设无功求取关系式Q＝Q_T+I％*S_N/100计算所述终端节点提供至其上层节点的无功功率Q；其中，Q_T为所述终端变压器的无功功率；I为所述终端变压器的空载电流；S_N为所述终端变压器的额定容量。

可选地，所述终端变压器对应的电压降的计算过程，包括：

根据预设高压侧电压求取关系式

计算所述终端变压器的高压侧电压U₁；其中，U_a、U_b、U_c依次为所述终端变压器输出的a相电压、b相电压及c相电压；K为所述终端变压器的档位；

根据预设电阻求取关系式

计算所述终端变压器对应的电阻值R_T；其中，△Ps为所述终端变压器的短路损耗；U_N为所述终端变压器的高压侧额定电压；

根据预设电抗求取关系式

计算所述终端变压器对应的电抗值X_T；其中，U_k％为所述终端变压器的阻抗百分数；

根据预设压降求取关系式

计算所述终端变压器对应的电压降△U_T1。

可选地，根据所述连接线路上由所述分支子节点和所述单子节点划分的各线路段的线参数，计算所述各线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗，包括：

根据预设电压损耗求取关系式ΔU＝(P_u*r*L+Q_u*x*L)/U_u计算目标线路段对应的电压损耗ΔU；其中，所述目标线路段为任一所述线路段；P_u、Q_u、U_u依次为所述目标线路段对应的下层节点提供至其上层节点的有功功率、无功功率及电压；r、x为所述目标线路段的线径对应的参数值；L为所述目标线路段的长度；

根据预设有功损耗求取关系式ΔP＝r*L*(P_u ²+Q_u ²)/U_u ²计算所述目标线路段对应的有功功率损耗ΔP；

根据预设无功损耗求取关系式ΔQ＝x*L*(P_u ²+Q_u ²)/U_u ²计算所述目标线路段对应的无功功率损耗ΔQ。

可选地，根据预设损失函数Loss＝(S₁+S₂+...+S_n)+n*(S_u+S_P+S_Q)，计算在所述损失函数为最小值的目标条件下所述电参数及所述线参数的优选参数值，包括：

将所述损失函数中未知的电参数及线参数组合成一个未知数列，并在所述未知的电参数及线参数各自的取值范围下为所述未知数列随机赋值，以得到预设第一数量的已知数列；

基于所述第一数量的已知数列一一计算所述损失函数，得到所述第一数量的损失函数值；

按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从所述第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值，并将抽取到的所述损失函数值两两一组，以得到预设第二数量的损失函数值组；其中，所述第一数量等于所述第二数量的2倍；

将每个所述损失函数值组内两个参数以预设第一概率进行数值交换，并将每个所述损失函数值组内每个参数在为对应的已知数列内各参数以预设第二概率重新赋值的基础上更新参数值，以得到所述第二数量的新损失函数值组；

从被随机抽取的所述第一数量的损失函数值中的最小值开始，由小到大选择出所述第二数量的损失函数值，并将选择出的所有所述损失函数值与所有所述新损失函数值组内第一个参数或第二个参数重新组成所述第一数量的损失函数值；

判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件；

若否，则返回执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从所述第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值的步骤；

若是，则将最后重组得到的最小的损失函数值对应的电参数及线参数的赋值作为所述优选参数值。

可选地，按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从所述第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值，包括：

将所述第一数量的损失函数值从小到大排序，并为所述损失函数值进行编号；其中，排序在前的损失函数值的编号大于排序在后的损失函数值的编号，且相邻排序的损失函数值的编号连续；

将所述第一数量的损失函数值的编号相加，得到总编号，并从1到总编号之间取随机数，以确定选取的随机数对应的编号所表示的损失函数值被抽中；其中，越大的编号对应越大的随机数范围。

可选地，判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件，包括：

从第一次执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从所述第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值时开始计时，并在本次重新组成所述第一数量的损失函数值之后，判断计时时间是否达到预设时间阈值；

若是，则确定当前重组状态满足预设循环结束条件；

若否，则确定当前重组状态不满足预设循环结束条件。

可选地，判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件，包括：

在本次重新组成所述第一数量的损失函数值之后，获取本次重组得到的最小的损失函数值，并判断连续获取到相同的最小的损失函数值的次数是否已到达预设次数阈值；

若是，则确定当前重组状态满足预设循环结束条件；

若否，则确定当前重组状态不满足预设循环结束条件。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种异常线路定位装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于在执行所述计算机程序时实现上述任一种异常线路定位方法的步骤。

本发明提供了一种异常线路定位方法，获取台区的网络拓扑结构；其中，台区内供电网的电缆终端头为根节点，台区内终端变压器为终端节点，电缆终端头与终端变压器之间的连接线路上的线路分支处为分支子节点，同一条连接线路上不同线径的线路连接处为单子节点；根据终端变压器的电参数及连接线路上由分支子节点和单子节点划分的各线路段的线参数，从终端节点向根节点方向逐层推算每个节点的电压、有功功率及无功功率；计算在损失函数为最小值的目标条件下电参数及线参数的优选参数值；根据优选参数值计算每个节点的优选电压值，并根据每个节点的优选电压值计算各线路段对应的压降值，以将压降值超过预设压降阈值的线路段确定为异常线路段。可见，本申请可自动定位到导致供电网总线与终端变压器之间连接线路异常的线路段，定位快速且准确，从而减少了检修工人的检修工作量。

本发明还提供了一种异常线路定位装置，与上述定位方法具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种异常线路定位方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种台区的网络拓扑结构图；

图3为本发明实施例提供的一种异常线路定位装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种异常线路定位方法及装置，可自动定位到导致供电网总线与终端变压器之间连接线路异常的线路段，定位快速且准确，从而减少了检修工人的检修工作量。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种异常线路定位方法的流程图。

该异常线路定位方法应用于处理器，包括：

步骤S1：获取台区的网络拓扑结构；其中，在网络拓扑结构中，台区内供电网的电缆终端头为根节点，台区内终端变压器为终端节点，电缆终端头与终端变压器之间的连接线路上的线路分支处为分支子节点，同一条连接线路上不同线径的线路连接处为单子节点。

具体地，本申请首先获取台区的网络拓扑结构，如图2所示，台区的网络拓扑结构由根节点(台区内供电网的电缆终端头)、终端节点(台区内终端变压器)、分支子节点(供电网的电缆终端头与终端变压器之间的连接线路上的线路分支处，线路分支处即由一条线路分出多条线路)及单子节点(供电网的电缆终端头与终端变压器之间的同一条连接线路上不同线径(线粗度)的线路连接处)组成。

步骤S2：根据终端变压器的电参数及连接线路上由分支子节点和单子节点划分的各线路段的线参数，从终端节点向根节点方向逐层推算每个节点的电压、有功功率及无功功率。

具体地，本申请获取终端变压器的电参数，并获取供电网的电缆终端头与终端变压器之间的连接线路上由分支子节点和单子节点划分的各线路段的线参数，以根据终端变压器的电参数及各线路段的线参数，从终端节点向根节点方向逐层推算每个节点(包含终端节点、分支子节点、单子节点及根节点)的电压、有功功率及无功功率。

步骤S3：根据预设损失函数Loss＝(S₁+S₂+...+S_n)+n*(S_u+S_P+S_Q)，计算在损失函数为最小值的目标条件下电参数及线参数的优选参数值。

具体地，本申请预先设置损失函数Loss＝(S₁+S₂+...+S_n)+n*(S_u+S_P+S_Q)，其中，n为供电网的电缆终端头与终端变压器之间的连接线路上分支子节点的总数量；S_i为第i个分支子节点的电压标准差；S_u为根节点的电压标准差；S_P为根节点的有功功率标准差；S_Q为根节点的无功功率标准差。更具体地，分支子节点的电压标准差的计算过程为(以分支子节点由一条线路分出两条线路为例)：

其中，U₂为分支子节点在分出的其中一条支路上的电压；U₃为分支子节点在分出的另一条支路上的电压。根节点的电压标准差是指根节点的电压推算值与根节点的电压实际值之间的标准差；同样地，根节点的有功功率标准差是指根节点的有功功率推算值与根节点的有功功率实际值之间的标准差；根节点的无功功率标准差是指根节点的无功功率推算值与根节点的无功功率实际值之间的标准差。需要说明的是，根节点的电压实际值、有功功率实际值及无功功率实际值均可在供电网的电缆终端头检测到。

基于此，本申请在损失函数Loss＝(S₁+S₂+...+S_n)+n*(S_u+S_P+S_Q)为最小值的目标条件下，计算终端变压器的电参数及各线路段的线参数的优选参数值。需要说明的是，终端变压器的电参数及各线路段的线参数均包含已知参数和未知参数，如变压器档位、各线路段的线径均为未知参数，则损失函数的关系式中包含这些未知参数，通过在损失函数为最小值的目标条件下可找到这些未知参数的优选参数值，以满足推算的根节点的电压、有功功率及无功功率符合根节点实际检测到的数据。

步骤S4：根据优选参数值计算每个节点的优选电压值，并根据每个节点的优选电压值计算各线路段对应的压降值，以将压降值超过预设压降阈值的线路段确定为异常线路段。

具体地，本申请可根据终端变压器的已知电参数和未知电参数的优选参数值，及各线路段的已知线参数和未知线参数的优选参数值，从终端节点向根节点方向逐层计算每个节点(包含终端节点、分支子节点、单子节点及根节点)的优选电压值，然后根据每个节点的优选电压值计算各线路段对应的压降值，任一线路段对应的压降值为此线路段两端的节点的优选电压值的差值。

考虑到正常情况下，线路段的压降会在一定范围内，不会太大，所以本申请预先设置压降阈值，认为压降值超过预设压降阈值的线路段为异常线路段。基于此，本申请将各线路段对应的压降值均与预设压降阈值作比较，以将压降值超过预设压降阈值的线路段确定为异常线路段，供检修工人参考。

可见，本申请可自动定位到导致供电网总线与终端变压器之间连接线路异常的线路段，定位快速且准确，从而减少了检修工人的检修工作量。

在上述实施例的基础上：

作为一种可选的实施例，根据终端变压器的电参数及连接线路上由分支子节点和单子节点划分的各线路段的线参数，从终端节点向根节点方向逐层推算每个节点的电压、有功功率及无功功率，包括：

根据终端变压器的电参数计算终端节点提供至其上层节点的电压、有功功率及无功功率；

根据连接线路上由分支子节点和单子节点划分的各线路段的线参数，计算各线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗；

若待推算的子节点为单子节点，则将单子节点及其下层节点之间的线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗与单子节点的下层节点提供的电压、有功功率及无功功率对应相加，得到单子节点提供至其上层节点的电压、有功功率及无功功率；

若待推算的子节点为分支子节点，则将分支子节点及其任一目标下层节点之间的线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗与目标下层节点提供的电压、有功功率及无功功率对应相加，得到分支子节点在目标下层节点所在支路上的电压、有功功率及无功功率，并计算分支子节点在所有下层节点所在支路上的电压的平均值，得到分支子节点提供至其上层节点的电压，且分别将分支子节点在所有下层节点所在支路上的有功功率求和、无功功率求和，相应得到分支子节点提供至其上层节点的有功功率和无功功率，直至推算到根节点的电压、有功功率及无功功率。

具体地，本申请推算各节点的电压、有功功率及无功功率的过程为：首先，根据终端变压器的电参数计算终端节点的电压、有功功率及无功功率，即终端节点提供至其上层节点的电压、有功功率及无功功率。然后，根据供电网的电缆终端头与终端变压器之间的连接线路上由分支子节点和单子节点划分的各线路段的线参数，计算各线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗。与此同时，从终端节点向根节点方向逐层推算每个节点的电压、有功功率及无功功率，若下一个待推算的子节点为单子节点，则将此单子节点及其下层节点之间的线路段对应的电压损耗与此单子节点的下层节点提供的电压相加，得到此单子节点提供至其上层节点的电压；同理，将此单子节点及其下层节点之间的线路段对应的有功功率损耗与此单子节点的下层节点提供的有功功率相加，得到此单子节点提供至其上层节点的有功功率；将此单子节点及其下层节点之间的线路段对应的无功功率损耗与此单子节点的下层节点提供的无功功率相加，得到此单子节点提供至其上层节点的无功功率。若下一个待推算的子节点为分支子节点，则将此分支子节点及其任一下层节点(称为目标下层节点)之间的线路段对应的电压损耗与目标下层节点提供给此分支子节点的电压相加，得到此分支子节点在目标下层节点所在支路上的电压；同理，将此分支子节点及其目标下层节点之间的线路段对应的有功功率损耗与目标下层节点提供给此分支子节点的有功功率相加，得到此分支子节点在目标下层节点所在支路上的有功功率；将此分支子节点及其目标下层节点之间的线路段对应的无功功率损耗与目标下层节点提供给此分支子节点的无功功率相加，得到此分支子节点在目标下层节点所在支路上的无功功率；理论上此分支子节点在所有下层节点所在支路上的电压应相同，所以计算此分支子节点在所有下层节点所在支路上的电压的平均值，以将计算的平均值作为此分支子节点提供至其上层节点的电压；同时，将此分支子节点在所有下层节点所在支路上的有功功率求和，得到此分支子节点提供至其上层节点的有功功率；将此分支子节点在所有下层节点所在支路上的无功功率求和，得到此分支子节点提供至其上层节点的无功功率，如此推算，直至推算到根节点的电压、有功功率及无功功率，从而推算出每个节点的电压、有功功率及无功功率。

作为一种可选的实施例，根据终端变压器的电参数计算终端节点提供至其上层节点的电压、有功功率及无功功率，包括：

根据预设电压求取关系式U＝U₁+ΔU_T1计算终端节点提供至其上层节点的电压U；其中，U₁为终端变压器的高压侧电压；ΔU_T1为终端变压器对应的电压降；

根据预设有功求取关系式P＝P_T+ΔP₀计算终端节点提供至其上层节点的有功功率P；其中，P_T为终端变压器的有功功率；ΔP₀为终端变压器的空载损耗；

根据预设无功求取关系式Q＝Q_T+I％*S_N/100计算终端节点提供至其上层节点的无功功率Q；其中，Q_T为终端变压器的无功功率；I为终端变压器的空载电流；S_N为终端变压器的额定容量。

具体地，终端节点提供至其上层节点的电压U的计算过程为：将终端变压器的高压侧电压U₁与终端变压器对应的电压降ΔU_T1相加，得到终端节点提供至其上层节点的电压U，即U＝U₁+ΔU_T1。

终端节点提供至其上层节点的有功功率P的计算过程为：将终端变压器的有功功率P_T与终端变压器的空载损耗ΔP₀(P_T、ΔP₀为已知参数)相加，得到终端节点提供至其上层节点的有功功率P，即P＝P_T+ΔP₀。

终端节点提供至其上层节点的无功功率Q的计算过程为：将终端变压器的空载电流的百分比I％乘以终端变压器的额定容量S_N，并将乘积结果除以100后加上终端变压器的无功功率Q_T(Q_T、I、S_N为已知参数)，得到终端节点提供至其上层节点的无功功率Q，即Q＝Q_T+I％*S_N/100。

作为一种可选的实施例，终端变压器对应的电压降的计算过程，包括：

根据预设高压侧电压求取关系式

计算终端变压器的高压侧电压U₁；其中，U_a、U_b、U_c依次为终端变压器输出的a相电压、b相电压及c相电压；K为终端变压器的档位；

根据预设电阻求取关系式

计算终端变压器对应的电阻值R_T；其中，△Ps为终端变压器的短路损耗；U_N为终端变压器的高压侧额定电压；

根据预设电抗求取关系式

计算终端变压器对应的电抗值X_T；其中，U_k％为终端变压器的阻抗百分数；

根据预设压降求取关系式

计算终端变压器对应的电压降△U_T1。

具体地，终端变压器对应的电压降ΔU_T1的计算过程为：1)根据预设高压侧电压求取关系式

计算终端变压器的高压侧电压U₁；其中，U_a为终端变压器输出的a相电压；U_b为终端变压器输出的b相电压；U_c为终端变压器输出的c相电压，这三相电压在终端变压器的输出端可检测得到；K为终端变压器的档位，为未知参数，则终端变压器的高压侧电压U₁带有未知参数K。比如，假设某时刻的终端变压器的运行数据为：U_a＝222.3V，U_b＝223.1V，U_c＝220.7V，如果此终端变压器有三个档位：10500/400、10000/400及9500/400，当时档位是10500/400，则K＝10500/400＝26.25，那么此终端变压器的高压侧电压为：

根据预设电阻求取关系式

计算终端变压器对应的电阻值R_T；其中，△Ps为终端变压器的短路损耗，为已知参数；U_N为终端变压器的高压侧额定电压，为已知参数；3)根据预设电抗求取关系式

计算终端变压器对应的电抗值X_T；其中，U_k％为终端变压器的阻抗百分数，为已知参数；4)根据预设压降求取关系式

计算终端变压器对应的电压降△U_T1(带有的未知参数为终端变压器的档位K)。

作为一种可选的实施例，根据连接线路上由分支子节点和单子节点划分的各线路段的线参数，计算各线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗，包括：

根据预设电压损耗求取关系式ΔU＝(P_u*r*L+Q_u*x*L)/U_u计算目标线路段对应的电压损耗ΔU；其中，目标线路段为任一线路段；P_u、Q_u、U_u依次为目标线路段对应的下层节点提供至其上层节点的有功功率、无功功率及电压；r、x为目标线路段的线径对应的参数值；L为目标线路段的长度；

根据预设有功损耗求取关系式ΔP＝r*L*(P_u ²+Q_u ²)/U_u ²计算目标线路段对应的有功功率损耗ΔP；

根据预设无功损耗求取关系式ΔQ＝x*L*(P_u ²+Q_u ²)/U_u ²计算目标线路段对应的无功功率损耗ΔQ。

具体地，以目标线路段为例说明各线路段对应的损耗计算：

目标线路段对应的电压损耗ΔU的求取关系式为：

ΔU＝(P_u*r*L+Q_u*x*L)/U_u；其中，P_u为目标线路段对应的下层节点提供至其上层节点的有功功率；Q_u为目标线路段对应的下层节点提供至其上层节点的无功功率；U_u为目标线路段对应的下层节点提供至其上层节点的电压；r、x为目标线路段的线径对应的参数值，由于目标线路段的线径为未知参数，所以参数值r、x也为未知参数，需要说明的是，一旦得知目标线路段的线径，可通过查表得到目标线路段的线径对应的参数值r、x；L为目标线路段的长度，为已知参数，则终端节点的上层节点的电压携带的未知参数有：终端变压器的档位及下层线路段的线径对应的参数值。

目标线路段对应的有功功率损耗ΔP的求取关系式为：ΔP＝r*L*(P_u ²+Q_u ²)/U_u ²，则终端节点的上层节点的有功功率携带的未知参数有：终端变压器的档位及下层线路段的线径对应的参数值；目标线路段对应的无功功率损耗ΔQ的求取关系式为：ΔQ＝x*L*(P_u ²+Q_u ²)/U_u ²，则终端节点的上层节点的无功功率携带的未知参数有：终端变压器的档位及下层线路段的线径对应的参数值。

作为一种可选的实施例，根据预设损失函数Loss＝(S₁+S₂+...+S_n)+n*(S_u+S_P+S_Q)，计算在损失函数为最小值的目标条件下电参数及线参数的优选参数值，包括：

将损失函数中未知的电参数及线参数组合成一个未知数列，并在未知的电参数及线参数各自的取值范围下为未知数列随机赋值，以得到预设第一数量的已知数列；

基于第一数量的已知数列一一计算损失函数，得到第一数量的损失函数值；

按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值，并将抽取到的损失函数值两两一组，以得到预设第二数量的损失函数值组；其中，第一数量等于第二数量的2倍；

将每个损失函数值组内两个参数以预设第一概率进行数值交换，并将每个损失函数值组内每个参数在为对应的已知数列内各参数以预设第二概率重新赋值的基础上更新参数值，以得到第二数量的新损失函数值组；

从被随机抽取的第一数量的损失函数值中的最小值开始，由小到大选择出第二数量的损失函数值，并将选择出的所有损失函数值与所有新损失函数值组内第一个参数或第二个参数重新组成第一数量的损失函数值；

判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件；

若否，则返回执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值的步骤；

若是，则将最后重组得到的最小的损失函数值对应的电参数及线参数的赋值作为优选参数值。

具体地，由上述实施例可知，终端变压器的档位及各线路段的线径是未知参数，但这些未知参数都有各自的取值范围，都是多选项选其一，因此，可构造一个离散求解问题，使得损失函数Loss＝(S₁+S₂+...+S_n)+n*(S_u+S_P+S_Q)为最小值。

基于此，终端变压器的未知电参数及各线路段的未知线参数的优选参数值的计算过程为：1)将损失函数中未知的电参数及线参数(终端变压器的档位及各线路段的线径)组合成一个未知数列，比如有10个档位、60个线径，组合成一个长度为70的数列。2)在未知的电参数及线参数各自的取值范围下，为未知数列随机赋值，此过程执行多次，以得到预设第一数量(如1000)的已知数列，比如未知数列中终端变压器的档位的取值范围有三挡：10500/400、10000/400及9500/400，则从三挡中随机取一档为未知数列中终端变压器的档位赋值，未知数列中其余参数的随机赋值原理相同，待未知数列中所有参数随机赋值完一遍后，便得到一个已知数列。3)基于第一数量的已知数列一一计算损失函数，得到第一数量的损失函数值Loss。4)按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值Loss中随机抽取损失函数值Loss，并将抽取到的损失函数值Loss两两一组，以得到预设第二数量的损失函数值组(第二数量＝第一数量/2，则共随机抽取了第一数量的损失函数值Loss)。5)将每个损失函数值组内两个损失函数值以预设第一概率(如50％)进行数值交换，则从整体上来看，约有50％的损失函数值组内两个损失函数值进行数值交换，并将每个损失函数值组内每个损失函数值在为对应的已知数列内各参数以预设第二概率(如10％)重新赋值的基础上更新损失函数值，以目标损失函数值为例，求取目标损失函数值所使用的已知数列内约10％的参数按照上述赋值方式重新赋值，得到一个新的已知数列，以按照新的已知数列重新计算一个损失函数值，并基于重新计算的损失函数值更新目标损失函数值，以此得到第二数量的新损失函数值组。6)从被随机抽取的第一数量的损失函数值中的最小值开始，由小到大选择出第二数量的损失函数值，并将选择出的所有损失函数值与所有新损失函数值组内的第一个参数重新组成第一数量的损失函数值；或者，将选择出的所有损失函数值与所有新损失函数值组内的第二个参数重新组成第一数量的损失函数值(两种方案择一选择即可)。7)判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件；若不满足预设循环结束条件，则返回执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值的步骤；若满足预设循环结束条件，则从最后重组的损失函数值中获取最小的损失函数值，并将此最小的损失函数值对应的终端变压器的未知电参数及各线路段的未知线参数的赋值作为这些未知参数的优选参数值。

作为一种可选的实施例，按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值，包括：

将第一数量的损失函数值从小到大排序，并为损失函数值进行编号；其中，排序在前的损失函数值的编号大于排序在后的损失函数值的编号，且相邻排序的损失函数值的编号连续；

将第一数量的损失函数值的编号相加，得到总编号，并从1到总编号之间取随机数，以确定选取的随机数对应的编号所表示的损失函数值被抽中；其中，越大的编号对应越大的随机数范围。

具体地，本申请从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值的抽取原理为：首先，将第一数量的损失函数值从小到大排序，并基于排序在前的损失函数值的编号大于排序在后的损失函数值的编号，且相邻排序的损失函数值的编号连续的编号规则，为损失函数值进行编号，比如，将1000个损失函数值从小到大排序，最小的损失函数值的编号为1000，其次小的损失函数值的编号为999，直到最大的损失函数值的编号为1。然后，将第一数量的损失函数值的编号相加，得到总编号，并从1到总编号之间取随机数，以确定选取的随机数对应的编号所表示的损失函数值被抽中，需要说明的是，越大的编号对应越大的随机数范围，以满足损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，比如总编号为500500，编号1000对应的随机数范围为1～1000，编号999对应的随机数范围为1001～1999……，则从1～500500取一个随机数，如果所取的随机数在1～1000范围内，则代表编号1000的损失函数值被选中；如果所取的随机数在1001～1999范围内，则代表编号999的损失函数值被选中。

作为一种可选的实施例，判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件，包括：

从第一次执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值时开始计时，并在本次重新组成第一数量的损失函数值之后，判断计时时间是否达到预设时间阈值；

若是，则确定当前重组状态满足预设循环结束条件；

若否，则确定当前重组状态不满足预设循环结束条件。

具体地，本申请判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件的第一种方式为：对计算时间有要求，如要求预设时间阈值(如10分钟)内要计算出优选参数值，则本申请从第一次执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值时开始计时，并在本次重新组成第一数量的损失函数值之后，判断计时时间是否达到预设时间阈值；若达到预设时间阈值，则确定当前重组状态满足预设循环结束条件，不再返回执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值的步骤，而是执行将最后重组得到的最小的损失函数值对应的电参数及线参数的赋值作为优选参数值的步骤；若未达到预设时间阈值，则确定当前重组状态不满足预设循环结束条件，继续返回执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值的步骤。

作为一种可选的实施例，判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件，包括：

在本次重新组成第一数量的损失函数值之后，获取本次重组得到的最小的损失函数值，并判断连续获取到相同的最小的损失函数值的次数是否已到达预设次数阈值；

若是，则确定当前重组状态满足预设循环结束条件；

若否，则确定当前重组状态不满足预设循环结束条件。

具体地，本申请判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件的第二种方式为(两种方式择一选择即可)：对计算时间没有要求，则本申请在本次重新组成第一数量的损失函数值之后，获取本次重组得到的最小的损失函数值，并判断连续获取到相同的最小的损失函数值的次数是否已到达预设次数阈值(如50)；若已到达预设次数阈值，认为找到了最优解，则确定当前重组状态满足预设循环结束条件，不再返回执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值的步骤，而是执行将最后重组得到的最小的损失函数值对应的电参数及线参数的赋值作为优选参数值的步骤；若未到达预设次数阈值，认为未找到最优解，则确定当前重组状态不满足预设循环结束条件，继续返回执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值的步骤。

请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种异常线路定位装置的结构示意图。

该异常线路定位装置包括：

存储器1，用于存储计算机程序；

处理器2，用于在执行计算机程序时实现上述任一种异常线路定位方法的步骤。

本申请提供的定位装置的介绍请参考上述定位方法的实施例，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种异常线路定位方法，其特征在于，应用于处理器，包括：

获取台区的网络拓扑结构；其中，在所述网络拓扑结构中，所述台区内供电网的电缆终端头为根节点，所述台区内终端变压器为终端节点，所述电缆终端头与所述终端变压器之间的连接线路上的线路分支处为分支子节点，同一条所述连接线路上不同线径的线路连接处为单子节点；

根据所述终端变压器的电参数及所述连接线路上由所述分支子节点和所述单子节点划分的各线路段的线参数，从所述终端节点向所述根节点方向逐层推算每个节点的电压、有功功率及无功功率；

根据预设损失函数Loss＝(S₁+S₂+...+S_n)+n*(S_u+S_P+S_Q)，计算在所述损失函数为最小值的目标条件下所述电参数及所述线参数的优选参数值；其中，n为所述分支子节点的总数量；S_i为第i个所述分支子节点的电压标准差；S_u、S_P、S_Q依次为所述根节点的电压标准差、有功功率标准差及无功功率标准差；

根据所述优选参数值计算所述每个节点的优选电压值，并根据所述每个节点的优选电压值计算所述各线路段对应的压降值，以将所述压降值超过预设压降阈值的线路段确定为异常线路段。

2.如权利要求1所述的异常线路定位方法，其特征在于，根据所述终端变压器的电参数及所述连接线路上由所述分支子节点和所述单子节点划分的各线路段的线参数，从所述终端节点向所述根节点方向逐层推算每个节点的电压、有功功率及无功功率，包括：

根据所述终端变压器的电参数计算所述终端节点提供至其上层节点的电压、有功功率及无功功率；

根据所述连接线路上由所述分支子节点和所述单子节点划分的各线路段的线参数，计算所述各线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗；

若待推算的子节点为单子节点，则将所述单子节点及其下层节点之间的线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗与所述单子节点的下层节点提供的电压、有功功率及无功功率对应相加，得到所述单子节点提供至其上层节点的电压、有功功率及无功功率；

若待推算的子节点为分支子节点，则将所述分支子节点及其任一目标下层节点之间的线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗与所述目标下层节点提供的电压、有功功率及无功功率对应相加，得到所述分支子节点在所述目标下层节点所在支路上的电压、有功功率及无功功率，并计算所述分支子节点在所有下层节点所在支路上的电压的平均值，得到所述分支子节点提供至其上层节点的电压，且分别将所述分支子节点在所有下层节点所在支路上的有功功率求和、无功功率求和，相应得到所述分支子节点提供至其上层节点的有功功率和无功功率，直至推算到所述根节点的电压、有功功率及无功功率。

3.如权利要求2所述的异常线路定位方法，其特征在于，根据所述终端变压器的电参数计算所述终端节点提供至其上层节点的电压、有功功率及无功功率，包括：

根据预设电压求取关系式U＝U₁+ΔU_T1计算所述终端节点提供至其上层节点的电压U；其中，U₁为所述终端变压器的高压侧电压；ΔU_T1为所述终端变压器对应的电压降；

根据预设有功求取关系式P＝P_T+ΔP₀计算所述终端节点提供至其上层节点的有功功率P；其中，P_T为所述终端变压器的有功功率；ΔP₀为所述终端变压器的空载损耗；

根据预设无功求取关系式Q＝Q_T+I％*S_N/100计算所述终端节点提供至其上层节点的无功功率Q；其中，Q_T为所述终端变压器的无功功率；I为所述终端变压器的空载电流；S_N为所述终端变压器的额定容量。

4.如权利要求3所述的异常线路定位方法，其特征在于，所述终端变压器对应的电压降的计算过程，包括：

根据预设高压侧电压求取关系式

计算所述终端变压器的高压侧电压U₁；其中，U_a、U_b、U_c依次为所述终端变压器输出的a相电压、b相电压及c相电压；K为所述终端变压器的档位；

根据预设电阻求取关系式

计算所述终端变压器对应的电阻值R_T；其中，△Ps为所述终端变压器的短路损耗；U_N为所述终端变压器的高压侧额定电压；

根据预设电抗求取关系式

计算所述终端变压器对应的电抗值X_T；其中，U_k％为所述终端变压器的阻抗百分数；

根据预设压降求取关系式

计算所述终端变压器对应的电压降△U_T1。

5.如权利要求2所述的异常线路定位方法，其特征在于，根据所述连接线路上由所述分支子节点和所述单子节点划分的各线路段的线参数，计算所述各线路段对应的电压损耗、有功功率损耗及无功功率损耗，包括：

根据预设电压损耗求取关系式ΔU＝(P_u*r*L+Q_u*x*L)/U_u计算目标线路段对应的电压损耗ΔU；其中，所述目标线路段为任一所述线路段；P_u、Q_u、U_u依次为所述目标线路段对应的下层节点提供至其上层节点的有功功率、无功功率及电压；r、x为所述目标线路段的线径对应的参数值；L为所述目标线路段的长度；

根据预设有功损耗求取关系式ΔP＝r*L*(P_u ²+Q_u ²)/U_u ²计算所述目标线路段对应的有功功率损耗ΔP；

根据预设无功损耗求取关系式ΔQ＝x*L*(P_u ²+Q_u ²)/U_u ²计算所述目标线路段对应的无功功率损耗ΔQ。

6.如权利要求1-5任一项所述的异常线路定位方法，其特征在于，根据预设损失函数Loss＝(S₁+S₂+...+S_n)+n*(S_u+S_P+S_Q)，计算在所述损失函数为最小值的目标条件下所述电参数及所述线参数的优选参数值，包括：

将所述损失函数中未知的电参数及线参数组合成一个未知数列，并在所述未知的电参数及线参数各自的取值范围下为所述未知数列随机赋值，以得到预设第一数量的已知数列；

基于所述第一数量的已知数列一一计算所述损失函数，得到所述第一数量的损失函数值；

按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从所述第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值，并将抽取到的所述损失函数值两两一组，以得到预设第二数量的损失函数值组；其中，所述第一数量等于所述第二数量的2倍；

将每个所述损失函数值组内两个参数以预设第一概率进行数值交换，并将每个所述损失函数值组内每个参数在为对应的已知数列内各参数以预设第二概率重新赋值的基础上更新参数值，以得到所述第二数量的新损失函数值组；

从被随机抽取的所述第一数量的损失函数值中的最小值开始，由小到大选择出所述第二数量的损失函数值，并将选择出的所有所述损失函数值与所有所述新损失函数值组内第一个参数或第二个参数重新组成所述第一数量的损失函数值；

判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件；

若否，则返回执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从所述第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值的步骤；

若是，则将最后重组得到的最小的损失函数值对应的电参数及线参数的赋值作为所述优选参数值。

7.如权利要求6所述的异常线路定位方法，其特征在于，按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从所述第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值，包括：

将所述第一数量的损失函数值从小到大排序，并为所述损失函数值进行编号；其中，排序在前的损失函数值的编号大于排序在后的损失函数值的编号，且相邻排序的损失函数值的编号连续；

将所述第一数量的损失函数值的编号相加，得到总编号，并从1到总编号之间取随机数，以确定选取的随机数对应的编号所表示的损失函数值被抽中；其中，越大的编号对应越大的随机数范围。

8.如权利要求6所述的异常线路定位方法，其特征在于，判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件，包括：

从第一次执行按照损失函数值越小、抽中的机率越大的抽取条件，从所述第一数量的损失函数值中随机抽取损失函数值时开始计时，并在本次重新组成所述第一数量的损失函数值之后，判断计时时间是否达到预设时间阈值；

若是，则确定当前重组状态满足预设循环结束条件；

若否，则确定当前重组状态不满足预设循环结束条件。

9.如权利要求6所述的异常线路定位方法，其特征在于，判断当前重组状态是否满足预设循环结束条件，包括：

在本次重新组成所述第一数量的损失函数值之后，获取本次重组得到的最小的损失函数值，并判断连续获取到相同的最小的损失函数值的次数是否已到达预设次数阈值；

若是，则确定当前重组状态满足预设循环结束条件；

若否，则确定当前重组状态不满足预设循环结束条件。

10.一种异常线路定位装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于在执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任一项所述的异常线路定位方法的步骤。

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