CN114114089B - 基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,其特征在于,包括以下步骤:获取计量装置的负荷曲线数据;对负荷曲线数据进行数据清洗;对清洗后的数据进行远程研判模型判断。本发明通过计量装置的负荷曲线数据进行清洗,筛除异常无效数据,模型判断规则通过相间联动,消除功率因数角变量影响,融合幅值和相位特征相,统计分析特征翻转和持续情况,实现错误接线的精准定位研判,避免了大量无效判断预警,提高了计量错误接线的现场处理效率,降低了运行计量装置的计量差错。
Description
技术领域
本发明涉及电能计量技术领域,特别涉及一种基于负荷曲线数据的三相三线计量装置错误远程判断方法。
背景技术
计量设备的错误接线会引发电量差错,影响电力公司和客户之间贸易结算的公平公正。目前国内电网企业的计量设备数量超过5亿只,对计量设备的异常状态的侦测如果依靠现场巡查则会耗费大量的人力和精力。随着数字化电网的推进,计量自动系统的持续建设和不断完善,为计量设备远程异常状态侦测的开展和实施提供了条件。行业内也开展了一些相应规则的研究,但也存在由于判断规则过于简单、范围不全面、现场实际因素考虑不足,导致判断不精细、误判率较高、隐性错误接线无法发现的问题,实用化水平较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,可以解决现有技术中三相三线计量装置错误接线判断故障类型不具体,误判率高的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,包括以下步骤:
步骤S1、获取计量装置的负荷曲线数据;
步骤S2、对负荷曲线数据进行数据清洗;
步骤S3、对清洗后的数据进行远程研判模型判断。
进一步的,所述负荷曲线数据是在一段时间内,计量装置按照一定时间间隔采集的数据点集合,每个数据点中数据项包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数。
进一步的,所述步骤S2包括:
步骤S21、舍去曲线数据中数据项采集不完整的数据点;
步骤S22、舍去幅值异常的点;
步骤S23、如果有功功率和功率因数的正负性不一致,则功率因数的正负性应与有功功率的正负性保持一致;
步骤S24、取负荷曲线中最大电流值的2/3作为相对大电流值,舍去负荷曲线中电流小于相对大电流值的数据点;
步骤S25、舍去负荷曲线数据中A相电流、C相电流绝对值的不平衡率大于30%的数据点。
进一步的,所述步骤S21中必须有的数据项包括:A相电压和C相电压,A相电流和C相电流,A无功功率和C相无功功率;两者必须要有其一的数据项包括:A相功率因数和C相功率因数,或者A相有功功率和C相有功功率;
如果只有A相有功功率和C相有功功率,无A相功率因数和C相功率因数,则采用以下公式计算A相功率因数和C相功率因数:
进一步的,所述步骤S22中幅值异常的点包括:A相电流、C相电流、A相有功功率、C相有功功率、A相无功功率和C相无功功率中为0的数据点;电压幅值小于70V的数据点;A相功率因数、C相功率因数大于等于1或者小于等于-1或者等于0的数据点。
进一步的,所述步骤S25中不平衡率k的计算公式为:
其中IA为A相电流,IC为C相电流。
进一步的,所述步骤S3包括:
步骤S31、对于负荷曲线数据中的每个数据点,分别计算A相功率因数角、C相功率因数角,并计算两角度的差值;
步骤S32、获取计量装置的电压相序信息;
步骤S33、对于每个数据点,根据两角度的差值和电压相序信息判断三相三线错误接线的类型;
步骤S34、核查完所有数据点后,统计每种错误接线类型间隔出现的次数和持续的最大点数;
步骤S35、根据每种错误接线类型出现的次数和持续的最大点数判断输出结论。
进一步的,所述A相功率因数角C相功率因数角/>的计算公式为:
(Qa大于0则/>为正,Qa小于0则/>为负);
(Qc大于0则/>为正,Qc小于0则/>为负);
两角度的差值 的范围为(-180°,180°);当/>时,当/>时,/>
进一步的,所述步骤S33中判断三相三线错误接线的类型的判断标准为:
如果处于60°±15°,且电压为正相序,则判断该数据点为正常状态;
如果处于60°±15°,且电压为逆相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流正向串接;
如果处于-60°±15°,且电压为正相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流正向串接;
如果处于-60°±15°,且电压为逆相序,则判断该数据点为正常状态;
如果处于120°±15°,且电压为正相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流反向串接;当|Ua-Uc|≤0.1,则判断该数据点为电压并接;
如果处于120°±15°,且电压为逆相序,则判断该数据点为一相电流接反;
如果处于-120°±15°,且电压为正相序,则判断该数据点为一相电流接反;
如果处于-120°±15°,且电压为逆相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流反向串接;当|Ua-Uc|≤0.1,则判断该数据点为电压并接;
如果处于180°±15°或-180°±15°,则判断该数据点为错相;
如果处于0°±15°,则判断该数据点为错相且一相电流接反。
进一步的,所述步骤S35包括:
步骤S351、如果各错误接线类型出现的次数之和等于1,则判断结论为出现次数为1错误接线类型;
步骤S352、如果各错误接线类型出现的次数之和大于1,则:
正常状态次数大于1,判断结论为接线正常;
正常状态次数不大于1,判断的结论为持续点数最多的错误接线类型。
本发明的基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,通过计量装置的负荷曲线数据进行清洗,筛除异常无效数据,模型判断规则通过相间联动,消除功率因数角变量影响,融合幅值和相位特征相,统计分析特征翻转和持续情况,实现错误接线的精准定位研判,避免了大量无效判断预警,提高了计量错误接线的现场处理效率,降低了运行计量装置的计量差错。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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他的附图。
图1为本发明基于负荷曲线数据的三相三线计量装置错误接线远程判断方法的流程图;
图2为本发明的数据清洗方法的流程图;
图3为本发明的错误接线判断方法的流程图;
图4为本发明的判断结论输出流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
本发明的基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,包括以下步骤:
步骤S1、获取计量装置的负荷曲线数据。
负荷曲线数据是在一段时间内,计量装置按照一定时间间隔采集的数据点集合。计量装置的负荷曲线,可以从计量装置中导出,也可以从计量自动化系统导出,每个数据点中数据项包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数,数据曲线密度一般为15分钟一个数据点。
步骤S2、对负荷曲线数据进行数据清洗。
进一步的,所述步骤S2包括:
步骤S21、舍去曲线数据中数据项采集不完整的数据点不做核查,其中必须有的数据项:A相电压和C相电压,A相电流和C相电流,A无功功率和C相无功功率;两者必须要有其一的数据项:A相功率因数和C相功率因数,或者A相有功功率和C相有功功率。
如果只有A相有功功率和C相有功功率,无A相功率因数和C相功率因数,则采用以下公式计算A相功率因数和C相功率因数:
步骤S22、舍去幅值异常的点。
幅值异常的点包括:A相电流、C相电流、A相有功功率、C相有功功率、A相无功功率和C相无功功率中为0的数据点,舍去不做核查;电压幅值小于70V的数据点,舍去不做核查;A相功率因数、C相功率因数大于等于1或者小于等于-1或者等于0的数据点,舍去不做核查。
步骤S23、如果有功功率和功率因数的正负性不一致,则功率因数的正负性应与有功功率的正负性保持一致。
步骤S24、取负荷曲线中最大电流值的2/3作为相对大电流值,舍去负荷曲线中电流小于相对大电流值的数据点。
步骤S25、舍去负荷曲线数据中A相电流、C相电流绝对值的不平衡率大于30%的数据点,不平衡率k的计算公式如下式所示:
步骤S3、对清洗后的数据进行远程研判模型判断。
进一步的,所述步骤S3包括:
步骤S31、对于负荷曲线数据中的每个数据点,分别计算A相功率因数角、C相功率因数角,并计算两角度的差值。
进一步的,所述步骤S31包括:根据A相功率因数C相功率因数/>A相无功功率Qa、C相无功功率Qc,计算出A相功率因数角/>C相功率因数角/>
(Qa大于0则/>为正,Qa小于0则/>为负);
(Qc大于0则/>为正,Qc小于0则/>为负)。
计算两角度的差值 的范围为(-180°,180°)。当/>时,当/>时,/>
步骤S32、获取计量装置的电压相序信息;
步骤S33、对于每个数据点,根据两角度的差值和电压相序信息判断三相三线错误接线的类型;
进一步的,所述步骤S33包括:
(1)如果处于60°±15°,且电压为正相序,则判断该数据点为正常状态。
(2)如果处于60°±15°,且电压为逆相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流正向串接。
(3)如果处于-60°±15°,且电压为正相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流正向串接。
(4)如果处于-60°±15°,且电压为逆相序,则判断该数据点为正常状态;
(5)如果处于120°±15°,且电压为正相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流反向串接;当|Ua-Uc|≤0.1,则判断该数据点为电压并接。
(6)如果处于120°±15°,且电压为逆相序,则判断该数据点为一相电流接反。
(7)如果处于-120°±15°,且电压为正相序,则判断该数据点为一相电流接反。
(8)如果处于-120°±15°,且电压为逆相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流反向串接;当|Ua-Uc|≤0.1,则判断该数据点为电压并接。
(9)如果处于180°±15°或-180°±15°,则判断该数据点为错相。
(10)如果处于0°±15°,则判断该数据点为错相且一相电流接反。
两角度的差值和电压相序信息判断三相三线错误接线的类型如表1所示:
表1
步骤S34、核查完所有数据点后,统计每种错误接线类型(包括正常接线)间隔出现的次数和持续的最大点数。
步骤S35、根据每种错误接线类型(包括正常接线)出现的次数和持续的最大点数判断输出结论。
进一步的,所述步骤S35包括:
步骤S351、如果各错误接线类型(包括正常状态)出现的次数之和等于1,则判断结论为出现次数为1错误接线类型;
步骤S352、如果各错误接线类型(包括正常状态)出现的次数之和大于1,则:
(1)正常状态次数大于1,判断结论为接线正常;
(2)正常状态次数不大于1,判断的结论为持续点数最多的错误接线类型。
以上仅为说明本发明的实施方式,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,凡在本发明的精神和原则之内,不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1、获取计量装置的负荷曲线数据;
步骤S2、对负荷曲线数据进行数据清洗;
步骤S3、对清洗后的数据进行远程研判模型判断;
所述步骤S3包括:
步骤S31、对于负荷曲线数据中的每个数据点,分别计算A相功率因数角、C相功率因数角,并计算两角度的差值;
步骤S32、获取计量装置的电压相序信息;
步骤S33、对于每个数据点,根据两角度的差值和电压相序信息判断三相三线错误接线的类型;
步骤S34、核查完所有数据点后,统计每种错误接线类型间隔出现的次数和持续的最大点数;
步骤S35、根据每种错误接线类型出现的次数和持续的最大点数判断输出结论;
所述步骤S33中判断三相三线错误接线的类型的判断标准为:
如果处于60°±15°,且电压为正相序,则判断该数据点为正常状态;
如果处于60°±15°,且电压为逆相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流正向串接;
如果处于-60°±15°,且电压为正相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流正向串接;
如果处于-60°±15°,且电压为逆相序,则判断该数据点为正常状态;
如果处于120°±15°,且电压为正相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流反向串接;当|Ua-Uc|≤0.1,则判断该数据点为电压并接;
如果处于120°±15°,且电压为逆相序,则判断该数据点为一相电流接反;
如果处于-120°±15°,且电压为正相序,则判断该数据点为一相电流接反;
如果处于-120°±15°,且电压为逆相序,当||Ia|-|Ic||≤0.02时,则判断该数据点为电流反向串接;当|Ua-Uc|≤0.1,则判断该数据点为电压并接;
如果处于180°±15°或-180°±15°,则判断该数据点为错相;
如果处于0°±15°,则判断该数据点为错相且一相电流接反;
为两角度的差值,Ia为A相电流,Ic为C相电流。
2.根据权利要求1所述的基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,其特征在于,所述负荷曲线数据是在一段时间内,计量装置按照一定时间间隔采集的数据点集合,每个数据点中数据项包括电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数。
3.根据权利要求1所述的基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,其特征在于,所述步骤S2包括:
步骤S21、舍去曲线数据中数据项采集不完整的数据点;
步骤S22、舍去幅值异常的点;
步骤S23、如果有功功率和功率因数的正负性不一致,则功率因数的正负性应与有功功率的正负性保持一致;
步骤S24、取负荷曲线中最大电流值的2/3作为相对大电流值,舍去负荷曲线中电流小于相对大电流值的数据点;
步骤S25、舍去负荷曲线数据中A相电流、C相电流绝对值的不平衡率大于30%的数据点。
4.根据权利要求3所述的基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,其特征在于,所述步骤S21中必须有的数据项包括:A相电压和C相电压,A相电流和C相电流,A无功功率和C相无功功率;两者必须要有其一的数据项包括:A相功率因数和C相功率因数,或者A相有功功率和C相有功功率;
如果只有A相有功功率和C相有功功率,无A相功率因数和C相功率因数,则采用以下公式计算A相功率因数和C相功率因数:
5.根据权利要求3所述的基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,其特征在于,所述步骤S22中幅值异常的点包括:A相电流、C相电流、A相有功功率、C相有功功率、A相无功功率和C相无功功率中为0的数据点;电压幅值小于70V的数据点;A相功率因数和C相功率因数大于等于1或者小于等于-1或者等于0的数据点。
6.根据权利要求3所述的基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,其特征在于,所述步骤S25中不平衡率k的计算公式为:
其中IA为A相电流,IC为C相电流。
7.根据权利要求1所述的基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,其特征在于,所述A相功率因数角C相功率因数角/>的计算公式为:
Qa大于0则/>为正,Qa小于0则/>为负;
Qc大于0则/>为正,Qc小于0则/>为负;
两角度的差值 的范围为(-180°,180°);当/>时,当/>时,/>
8.根据权利要求1所述的基于负荷曲线的三相三线计量装置错误接线远程判断方法,其特征在于,所述步骤S35包括:
步骤S351、如果各错误接线类型出现的次数之和等于1,则判断结论为出现次数为1错误接线类型;
步骤S352、如果各错误接线类型出现的次数之和大于1,则:
正常状态次数大于1,判断结论为接线正常;
正常状态次数不大于1,判断的结论为持续点数最多的错误接线类型。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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