CN114114135A - 基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法 - Google Patents

基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法 Download PDF

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CN114114135A CN202111435118.3A CN202111435118A CN114114135A CN 114114135 A CN114114135 A CN 114114135A CN 202111435118 A CN202111435118 A CN 202111435118A CN 114114135 A CN114114135 A CN 114114135A
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李金瑾
江革力
吴一鸣
莫芳华
蒋雯倩
张焜
卿柏元
杨舟
潘俊涛
唐佳誉
黄柯颖
韦江衡
唐志涛
颜丹丹
林秀清
陈珏羽
陈俊
李捷
徐植
韦航
黄军力
李桐
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/04—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass of instruments for measuring time integral of power or current

Abstract

本发明提供一种基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，包括：获取计量装置的错误接线期间的负荷曲线数据；根据错误接线类型还原错误接线期间的功率曲线数据，计算追补电量的更正系数，根据更正系数进一步计算得到追补电量；对计算的追补电量进行不确定度评定。本发明的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，根据错误接线类型，对故障期间的瞬时量曲线数据进行还原，根据不同采集点的负荷大小权重情况，计算加权平均更正系数，加权平均更正系数更能反应故障期间的电量情况。解决了现有的电量追补计算方法准确性不足问题。通过修正还原故障期间的负荷数据，提高了追补电量的准确性，确保计量的公平公正。

Description

基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法
技术领域
本发明涉及电能计量技术领域，特别涉及一种基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法。
背景技术
目前，电力电网领域，经常会发生由于错误接线而导致现场计量数据出现差错。现场确认计量差错后，要对差错进行更正，需要进行电量追补。目前电量追补的方法有参考表法、更正系数法、平均负荷法等，其中更正系数法用的相对较多。更正系数法中一个很关键的参数是功率因数。目前的功率因数一般是根据故障恢复后的情况来进行选择，并不能真实准确反映故障期间的负荷情况，同时对不平衡负载的情况适用性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，可以解决现有技术中电量追补计算方法不能真实准确地反映故障期间的负荷情况，对不平衡负载的情况适用性较差的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，包括以下步骤：
步骤S1、获取计量装置的错误接线期间的负荷曲线数据；
步骤S2、根据错误接线类型还原错误接线期间的功率曲线数据，计算追补电量的更正系数，根据更正系数进一步计算得到追补电量。
进一步的，基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法还包括：
步骤S3、对计算的追补电量进行不确定度评定。
进一步的，所述负荷曲线数据为一段时间内，计量装置按照一定时间间隔采集的数据点集合，每一个数据点的数据项包括电压、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、根据获取的错误接线期间的负荷曲线中的功率因数和无功功率数据，计算出错误接线下的每一相电压和电流之间相位角曲线数据；
步骤S22、根据错误接线类型，还原正确的电压电流相位角曲线数据；根据正确的相位角曲线数据，计算正确相位角下功率曲线数据；
步骤S23、分别对错误功率曲线和还原后的正确功率曲线中所有的数据点进行累加，取还原后的正确功率值曲线的累加值除以错误功率曲线累加值，得到追补电量的更正系数k；
步骤S24、将错误接线期间所计的电量Ww乘以更正系数k，得到追补电量Wr。
进一步的，所述步骤S21包括：根据错误接线下A、B、C三相中每一相的无功功率Qaw、Qbw、Qcw和功率因数
Figure BDA0003381522710000021
计算出功率曲线的A、B、C三相中每一相的错误功率因数角
Figure BDA0003381522710000022
Figure BDA0003381522710000023
(Qaw大于0则
Figure BDA0003381522710000024
为正，Qaw小于0则
Figure BDA0003381522710000025
为负)；
Figure BDA0003381522710000026
(Qbw大于0则
Figure BDA0003381522710000027
为正，Qbw小于0则
Figure BDA0003381522710000028
为负)；
Figure BDA0003381522710000029
(Qaw大于0则
Figure BDA00033815227100000210
为正，Qaw小于0则
Figure BDA00033815227100000211
为负)。
进一步的，所述步骤S22包括：
步骤S221、根据错误故障类型，还原出正确的A、B、C三相的相位角度；
步骤S222、根据还原的正确的A、B、C三相的相位角度和电压电流，计算每一相的有功功率；
步骤S223、将每一相的有功功率相加得到总的有功功率。
进一步的，所述步骤S221的还原规则为：
如果电压和电流接反，则错误相位角加180度得到正确相位角；如果电流正向串接，异常相的相位角减120度得到正确相位角；如果电流反向串接，异常相的相位角加60度得到正确相位角；如果电压并接，异常相的相位角减120度得到正确相位角。
进一步的，所述步骤S222中每一相的有功功率的计算公式为：
Figure BDA0003381522710000031
其中Ua为A相电压，Ia为A相电流，
Figure BDA0003381522710000032
为A相的正确的相位角度；
Figure BDA0003381522710000033
其中Ub为B相电压，Ib为B相电流，
Figure BDA0003381522710000034
为B相的正确的相位角度；
Figure BDA0003381522710000035
其中Uc为C相电压，Ic为C相电流，
Figure BDA0003381522710000036
为C相的正确的相位角度。
进一步的，所述步骤S23包括：
步骤S231、根据还原后的正确功率曲线求得正确功率累加值Pr；
步骤S232、求得错误接线期间未还原的功率曲功率累加值Pw；
步骤S233、将还原的正确功率曲线的功率和Pr除以错误接线期间的功率曲线的功率累加值Pw，得到错误接线期间的电量更正系数k。
进一步的，所述步骤S3包括：
步骤S31、设某个功率负荷曲线的标准偏差为σx，平均值为μx，则：
Figure BDA0003381522710000037
其中pi为第i点的功率，
Figure BDA0003381522710000038
为功率负荷曲线的平均功率值；
步骤S32、计算相对不确定度：
Figure BDA0003381522710000039
步骤S33、合成标准相对不确定度为：
Figure BDA0003381522710000041
步骤S34、分析电量更正系数k的不确定度。
本发明的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，根据错误接线类型，对故障期间的瞬时量曲线数据进行还原，根据不同采集点的负荷大小权重情况，计算加权平均更正系数，加权平均更正系数更能反应故障期间的电量情况。解决了现有的电量追补计算方法准确性不足问题。通过修正还原故障期间的负荷数据，避免了使用其他时段的负荷数据来计算追补电量带来的误差，提高了追补电量的准确性，确保计量的公平公正。
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为本发明的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法的流程图；
图2为本发明的追补电量更正系数的计算方法流程图；
图3为本发明的相位角计算方法流程图；
图4为本发明的不确定度的评定流程图。
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。
本发明的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，包括以下步骤：
步骤S1、获取计量装置的错误接线期间的负荷曲线数据。
负荷曲线数据为一段时间内，计量装置按照一定时间间隔采集的数据点集合，每一个数据点的数据项包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数。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，数据类型包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数，数据曲线密度为15分钟一个数据点。
步骤S2、根据错误接线类型还原错误接线期间的功率曲线数据，计算追补电量的更正系数，根据更正系数进一步计算得到追补电量。
进一步的，步骤S2包括：
步骤S21、根据获取的错误接线期间的负荷曲线中的功率因数和无功功率曲线数据，计算出错误接线下的每一相电压和电流之间相位角曲线数据。
进一步的，所述步骤S21包括：根据错误接线下A、B、C三相中每一相的无功功率Qaw、Qbw、Qcw和功率因数
Figure BDA0003381522710000051
计算出15分钟数据曲线的A、B、C三相中每一相的错误功率因数角
Figure BDA0003381522710000052
Figure BDA0003381522710000053
(Qaw大于0则
Figure BDA0003381522710000054
为正，Qaw小于0则
Figure BDA0003381522710000055
为负)；
Figure BDA0003381522710000056
(Qbw大于0则
Figure BDA0003381522710000057
为正，Qbw小于0则
Figure BDA0003381522710000058
为负)；
Figure BDA0003381522710000059
(Qaw大于0则
Figure BDA00033815227100000510
为正，Qaw小于0则
Figure BDA00033815227100000511
为负)。
步骤S22、根据错误接线类型，还原正确的电压电流相位角曲线数据；根据正确的相位角曲线数据，计算正确相位角下功率曲线数据。
进一步的，所述步骤S22包括：
步骤S221、根据错误故障类型，还原出正确的A、B、C三相的相位角度
Figure BDA0003381522710000061
还原规则如下：
如果电压和电流接反，则错误相位角加180度得到正确相位角；如果电流正向串接，异常相的相位角减120度得到正确相位角；如果电流反向串接，异常相的相位角加60度得到正确相位角；如果电压并接，异常相的相位角减120度得到正确相位角。
步骤S222、根据还原的正确的A、B、C三相的相位角度和电压电流，计算每相的有功功率。
Figure BDA0003381522710000062
其中Ua为A相电压，Ia为A相电流，
Figure BDA0003381522710000063
为A相的正确的相位角度；
Figure BDA0003381522710000064
其中Ub为B相电压，Ib为B相电流，
Figure BDA0003381522710000065
为B相的正确的相位角度；
Figure BDA0003381522710000066
其中Uc为C相电压，Ic为C相电流，
Figure BDA0003381522710000067
为C相的正确的相位角度。
步骤S223、将每一相的有功功率相加得到总的有功功率：
P＝Pa+Pb+Pc。
步骤S23、分别对错误功率曲线和还原后的正确功率曲线中所有数据点进行累加，取还原后的正确功率值曲线的累加值除以错误功率曲线累加值，得到追补电量更正系数。
进一步的，所述步骤S23包括：
步骤S231、根据还原后的正确功率曲线求得错误接线期间的功率累加值Pr：
Pr＝Pr1+Pr2+Pr3+…Prn。
步骤S232、求得错误接线期间未还原的功率曲功率累加值Pw：
Pw＝Pw1+Pw2+Pw3+…Pwn。
步骤S233、将还原的正确功率曲线的功率累加值Pr除以错误接线期间的功率曲线的功率累加值Pw，得到错误接线期间的电量更正系数k：
Figure BDA0003381522710000071
步骤S24、将错误接线期间所计的电量Ww乘以更正系数k，得到追补电量Wr：
Wr＝kWw。
步骤S3、对计算的追补电量进行不确定度评定。
电量追补为计量异常后的事后补救方法，计算的追补电量不可能完全和实际计量的电量相同，需要对本方法步骤S2中计算的追补电量进行不确定度分析，评价本方法的计算准确性。
步骤S3的不确定度评定步骤如下：
本方法是采用功率的离散积分累加进行电量计算，即把功率曲线上的某个点的功率值，认为是该15分钟内的功率的平均值。
Figure BDA0003381522710000072
W15＝∑pΔt；
W15∝W。
功率曲线的采集频度越高，则采用积分计算的电量更准确，因此本方法的不确定度来源主要是来自功率曲线的采集频度。以下进行不确定的分析计算。
采集频度带来的不确定度主要是由于用户负荷的波动性造成。如果负荷保持不变，即波动性为0，则采集频度对不确定度没有影响。如果负荷波动较大，则不确定度会较大。
步骤S31、功率负荷的波动性用标准偏差来表征，设功率负荷曲线在某个15分钟内的标准偏差为σx,平均值为μx，则：
Figure BDA0003381522710000081
Figure BDA0003381522710000082
其中pi为第i点的功率，
Figure BDA0003381522710000083
为功率负荷曲线的平均功率值。
步骤S32、由于采集是随机的，因此可以认为功率曲线的值是在这个15分钟内随机采集到的一个值，在这15分钟内随机取一个功率值来代替平均值带来的标准不确定度是σx，相对不确定度为ηx：
Figure BDA0003381522710000084
步骤S33、由于功率负荷曲线有很多个15分钟的点，每个点的标准相对不确定度分别为η1、η2...ηn，根据不确定度传播率，合成标准相对不确定度为：
Figure BDA0003381522710000085
步骤S34、由上可知，根据功率曲线计算电量的标准不确定度为η，又由于电量更正系数
Figure BDA0003381522710000086
以下分析电量更正系数k的不确定度。
Figure BDA0003381522710000087
根据不确定度传播率，Pr和Pw为正相关，但相关系数不为1，即相关系数大于0小于1，0＜r(pr,pw)＜1。
Figure BDA0003381522710000088
又由于u(pr)＝u(pw)＝η，
得：
Figure BDA0003381522710000089
Figure BDA00033815227100000810
对不确定度进行扩展，则扩展不确定度为：
Figure BDA0003381522710000091
k＝2。即计算结果有95％的概率是落在
Figure BDA0003381522710000092
Figure BDA0003381522710000093
内，1为正常计量情况下的电量。
举例：如果用户的15分钟负荷的平均变异系数是1％，相关系数是0.8，则本方法的计算结果有95％的概率会落在正常计量电量的(98.73％，101.27％)的范围内。
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 (10)

1.基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、获取计量装置的错误接线期间的负荷曲线数据；
步骤S2、根据错误接线类型还原错误接线期间的功率曲线数据，计算追补电量的更正系数，根据更正系数进一步计算得到追补电量。
2.根据权利要求1所述的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，其特征在于，还包括：
步骤S3、对计算的追补电量进行不确定度评定。
3.根据权利要求1或2所述的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，其特征在于，所述负荷曲线数据为一段时间内，计量装置按照一定时间间隔采集的数据点集合，每一个数据点的数据项包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数。
4.根据权利要求3所述的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S21、根据获取的错误接线期间的负荷曲线中的功率因数和无功功率数据，计算出错误接线下的每一相电压和电流之间相位角曲线数据；
步骤S22、根据错误接线类型，还原正确的电压电流相位角曲线数据；根据正确的相位角曲线数据，计算正确相位角下功率曲线数据；
步骤S23、分别对错误功率曲线和还原后的正确功率曲线中所有的数据点进行累加，取还原后的正确功率值曲线的累加值除以错误功率曲线累加值，得到追补电量的更正系数k；
步骤S24、将错误接线期间所计的电量Ww乘以更正系数k，得到追补电量Wr。
5.根据权利要求4所述的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，其特征在于，所述步骤S21包括：根据错误接线下A、B、C三相中每一相的无功功率Qaw、Qbw、Qcw和功率因数
Figure FDA0003381522700000021
计算出功率曲线的A、B、C三相中每一相的错误功率因数角
Figure FDA0003381522700000022
Figure FDA0003381522700000023
(Qaw大于0则
Figure FDA00033815227000000213
为正，Qaw小于0则
Figure FDA0003381522700000024
为负)；
Figure FDA0003381522700000025
(Qbw大于0则
Figure FDA00033815227000000214
为正，Qbw小于0则
Figure FDA0003381522700000026
为负)；
Figure FDA0003381522700000027
(Qaw大于0则
Figure FDA00033815227000000215
为正，Qaw小于0则
Figure FDA0003381522700000028
为负)。
6.根据权利要求4所述的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，其特征在于，所述步骤S22包括：
步骤S221、根据错误故障类型，还原出正确的A、B、C三相的相位角度；
步骤S222、根据还原的正确的A、B、C三相的相位角度和电压电流，计算每一相的有功功率；
步骤S223、将每一相的有功功率相加得到总的有功功率。
7.根据权利要求6所述的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，其特征在于，所述步骤S221的还原规则为：
如果电压和电流接反，则错误相位角加180度得到正确相位角；如果电流正向串接，异常相的相位角减120度得到正确相位角；如果电流反向串接，异常相的相位角加60度得到正确相位角；如果电压并接，异常相的相位角减120度得到正确相位角。
8.根据权利要求6所述的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，其特征在于，所述步骤S222中每一相的有功功率的计算公式为：
Figure FDA0003381522700000029
其中Ua为A相电压，Ia为A相电流，
Figure FDA00033815227000000210
为A相的正确的相位角度；
Figure FDA00033815227000000211
其中Ub为B相电压，Ib为B相电流，
Figure FDA00033815227000000212
为B相的正确的相位角度；
Figure FDA0003381522700000031
其中Uc为C相电压，Ic为C相电流，
Figure FDA0003381522700000032
为C相的正确的相位角度。
9.根据权利要求4所述的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，其特征在于，所述步骤S23包括：
步骤S231、根据还原后的正确功率曲线求得正确功率累加值Pr；
步骤S232、求得错误接线期间未还原的功率曲线的功率累加值Pw；
步骤S233、将还原的正确功率曲线的功率累加值Pr除以错误接线期间的功率曲线的功率累加值Pw，得到错误接线期间的电量更正系数k。
10.根据权利要求2所述的基于功率曲线还原积分的错误接线电量追补计算方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31、设某个功率负荷曲线的标准偏差为σx，平均值为μx，则：
Figure FDA0003381522700000033
其中pi为第i点的功率，
Figure FDA0003381522700000034
为功率负荷曲线的平均功率值；
步骤S32、计算相对不确定度：
Figure FDA0003381522700000035
步骤S33、合成标准相对不确定度为：
Figure FDA0003381522700000036
步骤S34、分析电量更正系数k的不确定度。
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